JP5647887B2 - 多重構造液晶光学素子及びその製造方法 - Google Patents

多重構造液晶光学素子及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5647887B2
JP5647887B2 JP2010288237A JP2010288237A JP5647887B2 JP 5647887 B2 JP5647887 B2 JP 5647887B2 JP 2010288237 A JP2010288237 A JP 2010288237A JP 2010288237 A JP2010288237 A JP 2010288237A JP 5647887 B2 JP5647887 B2 JP 5647887B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
substrate
optical element
electrode
glass substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010288237A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2012137536A (ja
Inventor
信義 中川
信義 中川
裕行 前山
裕行 前山
孝之 本間
孝之 本間
吉田 直子
直子 吉田
Original Assignee
株式会社スマートセンシング
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社スマートセンシング filed Critical 株式会社スマートセンシング
Priority to JP2010288237A priority Critical patent/JP5647887B2/ja
Priority to CN201180055801.2A priority patent/CN103270447B/zh
Priority to PCT/JP2011/074915 priority patent/WO2012086311A1/ja
Publication of JP2012137536A publication Critical patent/JP2012137536A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5647887B2 publication Critical patent/JP5647887B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/12Fluid-filled or evacuated lenses
    • G02B3/14Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/291Two-dimensional analogue deflection
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/294Variable focal length devices
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00Function characteristic
    • G02F2203/28Function characteristic focussing or defocussing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)

Description

本発明は、電極を形成した基板の間に液晶を挟んで構成され、印加する電圧により焦点距離を制御することができる2以上の液晶素子を積層してなる多重構造液晶光学素子及びその製造方法に関するものである。
従来、液晶を用いた光学素子として、一対の透明基板と透明基板上に形成される一対の透明電極と透明基板間に挟持された液晶層とを備え、電極間に印加される電圧の大きさに応じて焦点距離を可変し得る液晶光学素子が知られている。この種の液晶光学素子としては、例えば、携帯電話機、携帯情報端末機(PDA)もしくはデジタル機器等における超小型カメラに内蔵され、オートフォーカス機能やマクロ−ミクロ切替機能を持つ液晶光学素子、または、光ディスク装置において、光ピックアップにおける記録・再生時に生ずる収差を補正するために用いる液晶収差補正素子などがある(例えば、特許文献1)。
従来の液晶光学素子では、液晶の分子配列状態を電気的に制御し、それによって、光に対する屈折率などの性質を変化させている。二次元的又は三次元的に屈折率の分布を変化制御することによって、各光路における位相遅れ量や光路の屈折状態を制御できるので、電子的に焦点を可変できる液晶レンズや液晶収差補正素子などの光学素子として有益な機能素子である。
特開2002−237077号公報
しかしながら、特許文献1に記載のものを含む従来の液晶光学素子によると、実応用に有用な光の屈折効果を最大限に引き出すためには、液晶光学素子の一対の透明電極の間に、光路に沿って十分な量の液晶を保持する必要があり、このために液晶層の厚さ(両配向膜の間)は、通常の液晶表示素子が数μm程度であるのに対して、30〜100μm程度と極めて厚くする必要がある。
また、液晶光学素子の応答速度は、液晶層の厚さ(両配向膜の間)の2乗に逆比例することが知られており、このように液晶層の厚い液晶光学素子の場合には、応答時間は数100ms〜数分になる。即ち、従来の液晶光学素子は、応答速度が遅いという問題があった。
機器を制御する際に応答速度が遅いことは、液晶光学素子を利用する焦点可変レンズ機能や収差補正機能にとって大きな制約であり、実用化への課題であった。
そこで、本発明は従来技術の上述した問題点を解消するものであり、本発明の目的は、量産性に優れると共に、十分な光学的距離を確保することができ、かつ応答速度を向上することができる多重構造液晶光学素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明によれば、内側面上にセグメント電極が形成された基板と内側面上にコモン電極が形成された基板との間に液晶が封入された液晶素子が複数個互いに積層されて構成されており、セグメント電極が形成された基板とコモン電極が形成された基板とは、液晶が封入された状態で所定厚さに薄く加工されている多重構造液晶光学素子が提供される。
複数の液晶素子のセグメント電極が形成された基板とコモン電極が形成された基板とは、液晶が封入された状態で所定厚さに薄く加工されるため、液晶を封入する際に基板の変形(撓み)を防ぐことができ、均一な光学特性が得られる。また、基板を薄く加工するとき、基板は撓みを生じることがなく、平坦な面に加工することができるため、大量生産が容易にできる。また、複数の液晶素子が薄く加工された後、積層するため、十分な光学的距離を確保し、かつ応答速度を向上することができる。本明細書において、「基板の内側面」とは、その基板において液晶の存在する側の面を指している。
多重構造液晶光学素子の側面上に複数の電極端子が設けられ、これら複数の電極端子は多重構造液晶光学素子の側面に印刷された導電層と、多重構造液晶光学素子の上面における角部近傍に印刷された所定面積の導電パターンとを備えていることが好ましい。このように、片方のガラス基板を長くし電極を引き出す部を形成することが必要なく、接続の信頼性を確保することができると共に、小型化を図ることができる。本明細書において、「液晶光学素子の上面及び下面」とは、その液晶光学素子において最も外側の液晶素子における液晶の存在しない側である外側の面を指しており、例えば図2における上側面及び下側面をそれぞれ指している。また、本明細書において、「液晶光学素子の側面」とは、直方体である液晶光学素子の上面及び下面に対して垂直の4つの面を指している。
互いに積層されている液晶素子の液晶の配向方向は、互いに直交するように配置されていることが好ましい。これにより、通過した光を無偏向にすることができる。
液晶は、透明な絶縁板により複数層に分割されていることが好ましい。このように、液晶の充填量及び十分な光学的距離を確保することができる。
本発明によれば、複数の液晶素子を切り出せる第1のガラス基板にセグメント電極を形成する第1の電極形成工程と、複数の液晶素子を切り出せる第2のガラス基板にコモン電極を形成する第2の電極形成工程と、セグメント電極が形成された第1のガラス基板とコモン電極が形成された第2のガラス基板との間に液晶を封入し複数の液晶素子を有する素子群用基板を形成する素子群組立工程と、組立工程の後に、セグメント電極が形成された第1のガラス基板とコモン電極が形成された第2のガラス基板とを所定厚さに薄く加工する薄型加工工程と、薄く加工された複数の素子群用基板を互いに積層する積層工程と、積層された複数の素子群用基板を短冊又は単一の液晶素子に切断分離する切断工程とを備えている多重構造液晶光学素子の製造方法が提供される。
組立工程の後に、セグメント電極が形成された基板とコモン電極が形成された基板とを所定厚さに薄く加工するため、液晶を封入する際に基板の変形(撓み)を防ぐことができ、均一な光学特性が得られる。また、基板を薄く加工するとき、基板は撓みを生じることがなく、平坦な面に加工することができる。また、複数の液晶素子が薄く加工された後、積層するため、十分な光学的距離を確保し、かつ応答速度を向上することができる。
短冊又は単一の液晶素子の側面に導電層を印刷し複数の側面端子部を形成する側面端子部形成工程と、短冊又は単一の液晶素子の表面に導電パターンを印刷し、複数の側面端子部にそれぞれ電気的に接続されておりそれぞれが所定面積を有する複数の表面端子部を形成する表面端子部形成工程とをさらに備えることが好ましい。このように、従来のように片方のガラス基板を長くし電極を引き出す部を形成することが必要なく、接続の信頼性を確保することができると共に、小型化ができ、かつ大量生産が容易にできる。
積層工程において、互いに積層されている液晶素子の液晶の配向方向が互いに直交するように配置されることが好ましい。これにより、通過した光を無偏向にすることができる。
本発明によれば、多重構造液晶光学素子は、複数の液晶素子が薄く加工された後、積層して構成されるため、量産性に優れると共に、十分な光学的距離を確保することができ、かつ応答速度を向上することができる
また、多重構造液晶光学素子の側面上にセグメント電極及びコモン電極にそれぞれ接続される複数の電極端子が設けられることで、液晶光学素子の接続の信頼性を確保することができ、かつ液晶光学素子の小型化を図ることができる。
本発明の第1の実施形態における多重構造液晶光学素子の構成を概略的に示す斜視図である。 図1に示した多重構造液晶光学素子の構成を概略的に示すA−A線断面図である。 図1に示した多重構造液晶光学素子の構成を概略的に示す分解図である。 図1に示した多重構造液晶光学素子の製造方法を示すフローチャートである。 液晶素子の基板を薄くする研磨前後の状態を示す断面図である。 本発明の第2の実施形態における多重構造液晶光学素子の構成を概略的に示す斜視図である。 図6に示した多重構造液晶光学素子の構成を概略的に示すB−B線断面図である。
以下、本発明に係る多重構造液晶光学素子の実施形態を、図を参照して説明する。
図1は本発明の第1の実施形態における多重構造液晶光学素子100の構成を示しており、図2はこの多重構造液晶光学素子100のA−A線断面を示しており、図3は多重構造液晶光学素子100の電極と電極端子の配置状態を示している。
図1〜図3に示すように、多重構造液晶光学素子100は、液晶40が封入された第1の液晶素子100aと、液晶40が封入された第2の液晶素子100bとを互いに重畳し、接着して一体化することにより、直方体形状を有するように構成されている。この多重構造液晶光学素子100には複数の電極端子91,92,93及び94が形成されている。また、第1の液晶素子100aの液晶の配向方向と、第2の液晶素子100bの液晶の配向方向とは互いに直交するように配置される。
第1の液晶素子100a及び第2の液晶素子100bの各々は、第1の基板10と、第2の基板20と、第1の基板10の内側面上に形成された第1の透明電極50と、第2の基板20の内側面上に形成された第2の透明電極60及び第3の透明電極70と、第1の基板10と第2の基板20との間にシール材30を介して封入された液晶40とを備えている。第1の液晶素子100aの第2の基板20の外側面上の中央部に無反射膜21が貼り付けられている。第2の液晶素子100bの第1の基板10の外側面上の中央部に無反射膜11が貼り付けられている。無反射膜11及び21は、例えば、一定の厚みを有し、かつ表面に凹凸を有するものである。
なお、図2及び図3においては、第1の透明電極50、第2の透明電極60及び第3の透明電極70と液晶40との間に一般的に設けられる配向膜や、第1の基板10と第2の基板20とに設けられる透明絶縁層等は図示を省略している。
第1の基板10及び第2の基板20の各々は、透明ガラス基板から構成されている。第1の基板10と第2の基板20との間にシール材30により液晶充填領域が形成されており、この液晶充填領域内に液晶40が封入されている。これら第1の基板10及び第2の基板20は、液晶40が封入された状態で所定厚さ(例えば、50〜100μm)に薄く加工されている。
液晶40は、例えば、電圧印加時に、分子の長軸が電界方向に向く誘電率異方性が正のネマチック液晶(Np液晶)である。この例の場合、液晶層の厚さは、10〜30μmである。液晶40を同様の機能を備えた他の液晶材料で構成しても良いことはもちろんである。
第1の透明電極50は、コモン電極であり、ITO(酸化インジウム・スズ)材料を用いて第1の基板10の内側面上に形成されている。この第1の透明電極50は、例えば円形に形成され、電極端子91に電気的に接続されている。また、第1の透明電極50の表面には配向膜が形成されている。
第2の透明電極60は、セグメント電極であり、ITO材料を用いて第2の基板20の内側面上の中央部に形成されている。この第2の透明電極60は、例えば円形に形成され、かつ電極端子94に電気的に接続されている。この電極端子94を介して独立した制御電圧を印加できるように構成されている。
第3の透明電極70は、セグメント電極であり、ITO材料を用いて第2の基板20の内側面上の第2の透明電極60の周辺に形成されている。この第3の透明電極70は、中央部に円形の切欠部を有する形状に形成され、かつ電極端子92に電気的に接続されている。この電極端子92を介して独立した制御電圧を印加できるように構成されている。
ヒータ80は、図3に示すように、第1の基板10の内側面上に第1の透明電極50を囲むように形成されている。このヒータ80は、電極端子93及び91に電気的に接続されている。
電極端子91,92,93及び94は、側面端子部91a,92a,93a及び94aと、上面上に形成された表面端子部91b,92b,93b及び94bとから構成されている。側面端子部91a,92a,93a及び94aは、多重構造液晶光学素子100の側面に導電層を印刷することによって形成される。一方、表面端子部91b,92b,93b及び94bは、多重構造液晶光学素子100の上面に側面端子部91a,92a,93a及び94aに対応する位置に導電パターンを印刷することによって形成される。これら電極端子91,92,93及び94は、第1の透明電極50、第2の透明電極60、第3の透明電極70及びヒータ80に電気的に接続されている。従って、これら電極端子91,92,93及び94を介して外部から印加される制御電圧は、第1の透明電極50、第2の透明電極60、第3の透明電極70及びヒータ80にそれぞれ印加される。
また、第1の基板10及び第2の基板20の電極が形成される面の対応する各角部に導電パターン91c,92c,93c及び94cが印刷されている。ここで、第1の透明電極50は導電パターン91cと接続されている。第2の透明電極60は導電パターン94cと接続されている。第3の透明電極70は導電パターン92cと接続されている。ヒータ80は導電パターン93cと接続されている。導電パターン91c,92c,93c及び94cを印刷することで、電極と該電極に対応する側面端子部との接触面積が大きくなり、導通の信頼性を確保することができる。また、側面に側面端子部91a,92a,93a及び94aを印刷する際に、印刷される導通材料が内部に進入することを防ぐことができる。
以下、多重構造液晶光学素子100の製造方法について説明する。図4は多重構造液晶光学素子100の製造方法を示すフローチャートである。図5は液晶素子の基板を薄くする研磨前後の状態を示している。
図4に示すように、多重構造液晶光学素子100を製造する際には、まず、第1の液晶素子100a及び第2の液晶素子100bをそれぞれ作製し、そして、この作製した第1の液晶素子100aと第2の液晶素子100bとを積層する。
まず、第1の液晶素子形成工程について、図4のステップS10〜S20を参照して説明する。
まず、個々に切断した場合に第2の基板20部分に対応する上側の基板(第1のガラス基板)を所定寸法に加工する(S10)。例えば、厚さ150μmのシート状ガラス基板を200mm×200mmの寸法となるように加工する。このシート状ガラス基板には複数の素子を形成できる。次いで、上側の基板の内側面(液晶を充填する側の面)上にITO膜を積層し、電極を形成する。ここでは、エッチング等によるパターニング処理を行って素子ごとに第2の透明電極60と第3の透明電極70と角部に導電パターン92c及び94cとを形成する(S11)。次いで、この上側の基板のITO膜上に高抵抗膜を積層する(S12)。さらにその上に配向膜を積層し、配向処理を行う(S13)。配向膜は、ポリイミド(PI:polyimide)等の液晶配向膜である。
また、個々に切断した場合に第1の基板10部分に対応する下側の基板(第2のガラス基板)を所定寸法に加工する(S14)。例えば、厚さ150μmのシート状ガラス基板を200mm×200mmの寸法となるように加工する。次いで、下側の基板の内側面(液晶を充填する側の面)上にITO膜を積層し、電極を形成する(S15)。ここでは、エッチング等によるパターニング処理を行って素子ごとにコモン電極を形成する。また、コモン電極の周辺にヒータ80を形成する。さらに、導電パターン91c及び93cを形成する。次いで、この下側の基板のITO膜上に配向膜を積層し、配向処理を行う(S16)。ここで、配向膜の配向方向は、上記の第2の基板20側の配向膜の配向方向と同じである。次いで、素子ごとに液晶を封入する液晶充填領域を形成するために、ギャップ材を混入したシール材30をリング状に印刷する(S17)。その後、液晶滴下装置を用いてリング状のシール材30の内側に液晶40を滴下する(S18)。
次いで、図5(a)に示すように、上側の基板と下側の基板とを重畳して、複数の液晶光学素子がマトリクス状に整列した第1の液晶素子群用基板を組み立てる(S19)。次いで、上側及び下側の基板の表面を第1の液晶素子群用基板の厚さが例えば約50μmとなるように研磨する(S20)。即ち、上側及び下側の基板を図5(a)中の線Cまでに薄くする。研磨方法としては、メカニカル法又はエッチング法を用いる。これにより、図5(b)に示すような第1の液晶素子100aが複数、マトリクス状に整列した第1の液晶素子群用基板が得られる。
次に、第2の液晶素子形成工程について、図4のステップS21〜S31を参照して説明する。
まず、個々に切断した場合に第2の基板20部分に対応する上側の基板(第1のガラス基板)を所定寸法に加工する(S21)。例えば、厚さ150μmのシート状ガラス基板を200mm×200mmの寸法に加工する。このシート状ガラス基板には複数の素子を形成できる。次いで、上側の基板の内側面(液晶を充填する側の面)上にITO膜を積層し、電極を形成する(S22)。ここでは、エッチング等によるパターンニング処理を行って素子ごとに第2の透明電極60と第3の透明電極70と導電パターン92c及び94cとを形成する。次いで、この上側の基板のITO膜上に高抵抗膜を積層する(S23)。さらにその上に配向膜を積層し、配向処理を行う(S24)。配向膜は、ポリイミド(PI:polyimide)等の液晶配向膜である。
また、個々に切断した場合に第1の基板10部分に対応する下側の基板(第2のガラス基板)を所定寸法に加工する(S25)。例えば、厚さ150μmのシート状ガラス基板を200mm×200mmの寸法となるように加工する。次いで、下側の基板の内側面(液晶を充填する側の面)上にITO膜を積層し、電極を形成する(S26)。ここでは、エッチング等によるパターンニング処理を行って素子ごとにコモン電極を形成する。また、コモン電極の周辺にヒータ80を形成する。さらに、導電パターン91c及び93cを形成する。次いで、この下側の基板のITO膜上に配向膜を積層し、配向処理を行う(S27)。ここで、配向膜の配向方向は、上記の第2の基板20側の配向膜の配向方向と同じである。次いで、素子ごとに液晶を封入する液晶充填領域を形成するために、ギャップ材を混入したシール材30をリング状に印刷する(S28)。その後、液晶滴下装置を用いてリング状のシール材30の内側に液晶40を滴下する(S29)。
次いで、図5(a)に示すように、上側の基板と下側の基板とを重畳して、複数の液晶光学素子がマトリクス状に整列した第1の液晶素子群用基板を組み立てる(S30)。次いで、上側及び下側の基板の表面を第1の液晶素子群用基板の厚さが例えば約50μmとなるように研磨する(S31)。即ち、上側及び下側の基板を図5(a)中の線Cまでに薄くする。研磨方法としては、メカニカル法又はエッチング法を用いる。これにより、図5(b)に示すような第2の液晶素子100bが複数、マトリクス状に整列した第2の液晶素子群用基板が得られる。
その後、複数の第1の液晶素子100aがマトリクス状に整列した第1の液晶素子群用基板と、複数の第2の液晶素子100bがマトリクス状に整列した第2の液晶素子群用基板とを積層して接着し、液晶素子群用基板を作製する(S32)。接着は光学接着剤によって行われる。ここで、積層する際に、第1の液晶素子100aと、第2の液晶素子100bとの液晶の配向方向が互いに直交するように配置される。
次いで、液晶素子群用基板の表面において各素子の角部に(切断線の交差する位置を中心とする)導電パターンを印刷し、表面端子部91b,92b,93b及び94bを形成する(S33)。次いで、このように形成した複数の液晶素子がマトリクス状に整列した液晶素子群用基板を短冊状に切断し、複数の液晶素子が一列に整列した短冊状基板を作製する(S34)。そして、短冊状基板の側面に導電層を印刷し、側面端子部91a,92a,93a及び94aを形成する(S35)。側面端子部91a,92a,93a及び94aは、基板の表面に印刷された表面端子部91b,92b,93b及び94bに対応する位置に印刷される。
このように形成した短冊状基板をスライサー等を用いて切断し、個々の液晶素子、即ち製品サイズに分離する(S36)。最後に、分離された個々の液晶素子に対して、第1の液晶素子100aの第2の基板20の外側面上の中央部に無反射膜21を貼り付け、第2の液晶素子100bの第1の基板10の外側面上の中央部に無反射膜11を貼り付ける(S37)。以上の製造工程によって、図1に示す多重構造液晶光学素子100が得られる。なお、無反射膜11及び21の貼り付けは、切断分離の前に行ってもよい。
このように、本実施形態における多重構造液晶光学素子100は、第1の液晶素子100aと、第2の液晶素子100bとを互いに重畳し、接着して一体化することにより、直方体形状を有するように構成されている。第1の液晶素子100aと、第2の液晶素子100bとは液晶が封入された状態で所定厚さに薄く加工される。
これにより、セグメント電極が形成された基板とコモン電極が形成された基板とは、液晶が封入された状態で所定厚さに薄く加工されるため、即ち各液晶素子の組立段階までに比較的に厚いガラス基板を用いるため、液晶を封入する際に基板の変形(撓み)を防ぐことができ、均一な光学特性が得られる。また、基板を薄く加工するとき、基板は撓みを生じることがなく、平坦な面に加工することができるため、大量生産が容易にできる。また、複数の液晶素子が薄く加工された後、積層するため、十分な光学的距離を確保し、かつ応答速度を向上することができる。
多重構造液晶光学素子100の側面上に複数の電極端子が設けられるため、従来のように片方のガラス基板を長くし電極を引き出す部を形成することが必要なく、接続の信頼性を確保することができると共に、小型化を図ることができる。
互いに積層されている液晶素子の液晶の配向方向は、互いに直交するように配置されているため、通過した光を無偏向にすることができる。
また、各液晶素子の組立段階までに比較的に厚いガラス基板を用いるため、液晶を封入する際に基板の変形を防ぐことができ、均一な光学特性が得られる。
図6は本発明の第2の実施形態における多重構造液晶光学素子200の構成を示しており、図7はこの多重構造液晶光学素子200のB−B線断面を示している。図7において、第2の液晶素子200b、第3の液晶素子200c及び第4の液晶素子200dの各部の符号を省略している。
図6及び図7に示すように、多重構造液晶光学素子200は、第1の液晶素子200a、第2の液晶素子200b、第3の液晶素子200c及び第4の液晶素子200dを積層して一体化することにより、直方体形状を有するように構成されている。第1の液晶素子200aの第2の基板20の外側面上の中央部に無反射膜21が貼り付けられている。第4の液晶素子200dの第1の基板10の外側面上の中央部に無反射膜11が貼り付けられている。各液晶素子は、上述した第1の実施形態の第1の液晶素子100a及び第2の液晶素子100bと同様な構成を有している。ここで、その詳細な説明を省略する。
また、多重構造液晶光学素子200の製造方法は、4つの液晶素子を積層する以外に上述した多重構造液晶光学素子100の製造方法と同様である。ここで、その詳細な説明を省略する。
このように多重構造液晶光学素子200は、上述した多重構造液晶光学素子100と同様な効果が得られると共に、4つの液晶素子を薄く加工した後に積層して一体化して構成されるため、応答速度を確保すると共に、光学的距離をより長くすることで、液晶レンズとする場合のレンズパワーをより大きくすることができる。
なお、上述した実施の形態においては、2つ及び4つの液晶素子を積層してなる多重構造液晶光学素子について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、上述した実施の形態において、多重構造液晶光学素子100及び200の各液晶素子は、ヒータ80を設けたものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。温度制御の必要性によって、ヒータ80を設けなくてもよい。
また、上述した多重構造液晶光学素子100及び200において、互いに積層されている液晶素子の液晶の配向方向は、互いに直交するように配置されているが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、上述した多重構造液晶光学素子100及び200において、液晶素子100a,100b,200a,200b,200c及び200dは、それぞれ一層の液晶層を有するものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。これらの液晶層は、透明な絶縁板等により複数層に分割されるようにしてもよい。これにより、液晶の充填量及び十分な光学的距離を確保することができる。
本発明は、携帯電話機、携帯情報端末機(PDA)またはデジタル機器等において超小型カメラが内蔵され、オートフォーカス機能やマクロ−ミクロ切替機能を持つ液晶光学素子として、および、光ディスク装置において、光ピックアップによる記録・再生時に生ずる収差を補正するために用いる液晶収差補正素子として利用できる。
10 第1の基板
20 第2の基板
30 シール材
40 液晶
50 第1の透明電極
60 第2の透明電極
70 第3の透明電極
80 ヒータ
91,92,93,94 電極端子
91a,92a,93a,94a 側面端子部
91b,92b,93b,94b 表面端子部
91c,92c,93c,94c 導電パターン
100,200 多重構造液晶光学素子
100a,200a 第1の液晶素子
100b,200b 第2の液晶素子
200c 第3の液晶素子
200d 第4の液晶素子

Claims (5)

  1. 内側面上にセグメント電極が形成された基板と内側面上にコモン電極が形成された基板との間に液晶が封入された液晶素子が複数個互いに積層されて構成されており、
    前記セグメント電極が形成された基板と前記コモン電極が形成された基板とは、前記液晶が封入された状態で所定厚さに薄く加工されており、
    多重構造液晶光学素子の側面上に複数の電極端子が設けられ、該複数の電極端子はそれぞれ、当該多重構造液晶光学素子の側面に印刷された導電層からなる側面端子部と、当該多重構造液晶光学素子の上面上における角部近傍に印刷され前記側面端子部に電気的に接続された所定面積の導電パターンからなる表面端子部とを備えていることを特徴とする多重構造液晶光学素子。
  2. 互いに積層されている前記液晶素子の液晶の配向方向は、互いに直交するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の多重構造液晶光学素子。
  3. 前記液晶は、透明な絶縁板により複数層に分割されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の多重構造液晶光学素子。
  4. 複数の液晶素子を切り出せる第1のガラス基板にセグメント電極を形成する第1の電極形成工程と、
    複数の液晶素子を切り出せる第2のガラス基板にコモン電極を形成する第2の電極形成工程と、
    前記セグメント電極が形成された第1のガラス基板と前記コモン電極が形成された第2のガラス基板との間に液晶を封入し前記複数の液晶素子を有する素子群用基板を形成する素子群組立工程と、
    組立工程の後に、前記セグメント電極が形成された第1のガラス基板と前記コモン電極が形成された第2のガラス基板とを所定厚さに薄く加工する薄型加工工程と、
    薄く加工された複数の素子群用基板を互いに積層する積層工程と、
    積層された複数の前記素子群用基板を短冊又は単一の液晶素子に切断分離する切断工程とを備え、
    さらに、前記短冊又は単一の液晶素子の側面に導電層を印刷し複数の側面端子部を形成する側面端子部形成工程と、前記短冊又は単一の液晶素子の表面に導電パターンを印刷し、前記複数の側面端子部にそれぞれ電気的に接続されておりそれぞれが所定面積を有する複数の表面端子部を形成する表面端子部形成工程とを備える
    ことを特徴とする多重構造液晶光学素子の製造方法。
  5. 前記積層工程において、互いに積層されている前記液晶素子の液晶の配向方向が互いに直交するように配置されることを特徴とする請求項4に記載の多重構造液晶光学素子の製造方法。
JP2010288237A 2010-12-24 2010-12-24 多重構造液晶光学素子及びその製造方法 Active JP5647887B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010288237A JP5647887B2 (ja) 2010-12-24 2010-12-24 多重構造液晶光学素子及びその製造方法
CN201180055801.2A CN103270447B (zh) 2010-12-24 2011-10-28 多重结构液晶光学元件及其制造方法
PCT/JP2011/074915 WO2012086311A1 (ja) 2010-12-24 2011-10-28 多重構造液晶光学素子及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010288237A JP5647887B2 (ja) 2010-12-24 2010-12-24 多重構造液晶光学素子及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012137536A JP2012137536A (ja) 2012-07-19
JP5647887B2 true JP5647887B2 (ja) 2015-01-07

Family

ID=46313594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010288237A Active JP5647887B2 (ja) 2010-12-24 2010-12-24 多重構造液晶光学素子及びその製造方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5647887B2 (ja)
CN (1) CN103270447B (ja)
WO (1) WO2012086311A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015001698A (ja) * 2013-06-18 2015-01-05 日本電気硝子株式会社 液晶レンズ
TW202022411A (zh) * 2018-10-09 2020-06-16 美商康寧公司 液態透鏡
US20220107494A1 (en) * 2019-02-01 2022-04-07 Albert-Ludwigs-Universitat Freiburg Refractive wavefront correction device
WO2023139904A1 (ja) * 2022-01-20 2023-07-27 株式会社ジャパンディスプレイ 光学素子

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004093887A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 表示装置
US20040046705A1 (en) * 2002-09-20 2004-03-11 Minolta Co., Ltd. Liquid crystal display apparatus
JP4251622B2 (ja) * 2003-06-20 2009-04-08 東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 液晶表示装置
KR100803340B1 (ko) * 2004-03-31 2008-02-13 가부시키가이샤 비니도 이중액정수차보정소자 및 그 제조방법
JP4057597B2 (ja) * 2004-08-26 2008-03-05 独立行政法人科学技術振興機構 光学素子
JP5069850B2 (ja) * 2005-08-30 2012-11-07 シチズンホールディングス株式会社 撮像レンズ及び撮像装置
JP4885577B2 (ja) * 2005-09-21 2012-02-29 シチズンホールディングス株式会社 複層液晶セルの製造方法
JP2007115299A (ja) * 2005-10-18 2007-05-10 Konica Minolta Holdings Inc 光ピックアップ用液晶デバイスおよび光ピックアップ
CN101636689A (zh) * 2007-03-20 2010-01-27 富士通株式会社 层叠型显示元件及其制造方法
BRPI0914866A2 (pt) * 2008-06-06 2015-11-03 Lensvector Inc dispositivo óptico de cristal líquido sintonizável, e, método para fabricar o mesmo.
TW201011392A (en) * 2008-09-09 2010-03-16 United Radiant Technology Corp Liquid crystal lens with double layer structure and method of manufacturing the same
JP5417005B2 (ja) * 2009-03-26 2014-02-12 パナソニック株式会社 照明装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN103270447B (zh) 2016-01-20
WO2012086311A1 (ja) 2012-06-28
JP2012137536A (ja) 2012-07-19
CN103270447A (zh) 2013-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101961498B1 (ko) 결합된 전기장 제어를 이용하는 복수의 셀 액정 광학 장치
JP5886353B2 (ja) チューナブル液晶光学装置の接続部構造
TWI691754B (zh) 液晶元件、偏向元件、液晶模組以及電子裝置
US7489381B2 (en) Liquid-crystal optical element, camera using the same, and optical pickup device using the same
JP5223917B2 (ja) 撮像装置、および撮像装置の製造方法
JP5647887B2 (ja) 多重構造液晶光学素子及びその製造方法
EP2197031A1 (en) Camera module and camera module manufacturing method
JP5491903B2 (ja) 多層構造液晶光学素子およびその製造方法
JP2011175104A (ja) 多層構造液晶光学素子および液晶レンズの製造方法
JP4532500B2 (ja) 光学ズーム機能を有する液晶素子、及びその製造方法
WO2012117904A1 (ja) レンズモジュール及び撮像装置
JP5048117B2 (ja) 液晶光学素子及びその製造方法
JP2011164427A (ja) 多層構造液晶光学素子およびそれを用いた液晶レンズ
JP4930436B2 (ja) レンズアレイシート
KR100761951B1 (ko) 액정수차보정소자 및 그 제조방법
KR20170123795A (ko) 렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈
WO2014203595A1 (ja) 液晶レンズ
JP5528298B2 (ja) 液晶光学素子
KR100834917B1 (ko) 액정렌즈 및 그 형성방법
JP6482960B2 (ja) 光学素子
JP7124611B2 (ja) 光スイッチング素子
JP2007093680A (ja) 液晶光学装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20130906

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20131129

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140729

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20140731

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140818

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20140904

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140916

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140919

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141104

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141110

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5647887

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250