JP5656529B2

JP5656529B2 - Liquid crystal optical element and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP5656529B2
Application number: JP2010211969A
Authority: JP
Inventors: 智宏安藤
Original assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2010-09-22
Filing date: 2010-09-22
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2030-09-22
Also published as: JP2012068359A

Description

本発明は、液晶光学素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid crystal optical element and a method for manufacturing the same.

近年、特に例えばプラスチック等を材料とした可撓性を有する基板を用いた液晶装置の研究開発が盛んに行われている。このような液晶装置では、通常、基板と基板との間にスペーサとシール剤とを設け、両基板を所定の距離だけ離間させた構造の液晶パネルを用いている。 In recent years, in particular, research and development of liquid crystal devices using a flexible substrate made of, for example, plastic or the like has been actively conducted. In such a liquid crystal device, a liquid crystal panel having a structure in which a spacer and a sealant are provided between the substrates and the substrates are separated from each other by a predetermined distance is usually used.

可撓性を有する基板を用いる液晶パネルの場合には、基板が容易に撓むため、基板とシール剤との剥離が起こり易い。そこで、２枚の基板の接着強度を高める方法として、シール剤の外側に更に接着剤を設ける方法が提案されている。ところが、シール剤を用いて２枚の基板を接着し一旦パネルを形成した後に、更に接着剤をシール剤の外側の狭い基板間に浸透させて設けることは困難である。このような製造の難しさを解決するために、様々な提案が成されている（例えば、特許文献１等参照）。 In the case of a liquid crystal panel using a flexible substrate, the substrate is easily bent, so that the substrate and the sealing agent are easily separated. Therefore, as a method of increasing the adhesive strength between the two substrates, a method of further providing an adhesive on the outside of the sealing agent has been proposed. However, it is difficult to provide an adhesive that penetrates between narrow substrates outside the sealing agent after the two substrates are bonded using the sealing agent to form a panel once. Various proposals have been made in order to solve such difficulty in manufacturing (for example, see Patent Document 1).

特許文献１の提案によれば、一対の基板１，２をシール剤３によって貼り合わせた液晶セルを用意し、シール剤３より外側に位置する一対の基板１，２間の距離を大きくする工程と、大きくしたところの一対の基板１，２間に接着剤６を設ける工程と、接着剤６を硬化させる工程とを有することを特徴とするものである。 According to the proposal of Patent Document 1, a process of preparing a liquid crystal cell in which a pair of substrates 1 and 2 are bonded together with a sealant 3 and increasing the distance between the pair of substrates 1 and 2 positioned outside the sealant 3 is provided. And a step of providing the adhesive 6 between the pair of enlarged substrates 1 and 2 and a step of curing the adhesive 6.

特開２００８−２４１８８８号公報（第５−６頁、図１−図３）JP 2008-241888 (page 5-6, FIGS. 1 to 3)

しかしながら、特許文献１に記載の従来技術は、一対の基板間の距離を大きくする工程で、少なくとも一方の基板に力を加えて、前記一方の基板を曲げて行うものであり、高い可撓性を有しない基板には適用できないという課題がある。 However, the prior art described in Patent Document 1 is a process of increasing the distance between a pair of substrates by applying a force to at least one substrate and bending the one substrate, and has high flexibility. There is a problem in that it cannot be applied to a substrate that does not have a substrate.

上記の課題を解決するために、本発明はなされたものであり、その目的は、必ずしも高い可撓性を有しない基板を用いても、液晶を封入したシール剤の外側の基板間に樹脂を充填することを容易にした液晶光学素子及びその製造方法を提供することである。 In order to solve the above problems, the present invention has been made. The purpose of the present invention is to provide a resin between substrates outside a sealing agent enclosing liquid crystal, even if a substrate that does not necessarily have high flexibility is used. It is an object to provide a liquid crystal optical element that can be easily filled and a manufacturing method thereof.

上記課題を解決するための本発明の手段は、第１基板及び第２基板を有し、第１基板と
第２基板との間にシール剤を配置し、第１基板と第２基板との間でシール剤の内側には液晶層を備え、第１基板と第２基板との間で、シール剤から基板の端部までの間の外側領域には樹脂の充填層を備えた液晶光学素子であって、シール剤の内側における第１基板と第２基板との間隙が一定であり、外側領域における第１基板と第２基板との間隙が、シール剤の配置位置から基板端部に向って次第に大きくなっていることを特徴とすることを特徴とする。 Means of the present invention for solving the above-described problems includes a first substrate and a second substrate, a sealing agent is disposed between the first substrate and the second substrate, and the first substrate and the second substrate A liquid crystal optical element having a liquid crystal layer inside the sealant and having a resin filling layer between the first substrate and the second substrate and between the sealant and the edge of the substrate. The gap between the first substrate and the second substrate on the inner side of the sealing agent is constant, and the gap between the first substrate and the second substrate in the outer region extends from the arrangement position of the sealing agent toward the end of the substrate. It is characterized by increasing gradually .

また、第１基板と第２基板のうち、少なくとも一方の基板の厚さが、シール剤の配置位置から基板端部に向って次第に薄くなっていることを特徴とする。または第１基板と第２基板のうち、少なくとも一方は、他方より大きく湾曲していることを特徴とする。または、シール剤又は液晶層の中には内側スペーサを含み、シール剤より外側には外側シール剤を配置し、この外側シール剤には内側スペーサより大きい外側スペーサを含むことを特徴とする。 Further, the thickness of at least one of the first substrate and the second substrate is gradually reduced from the position where the sealant is disposed toward the end of the substrate . Alternatively, at least one of the first substrate and the second substrate is curved more than the other. Alternatively, an inner spacer is included in the sealant or the liquid crystal layer, an outer sealant is disposed outside the sealant, and an outer spacer larger than the inner spacer is included in the outer sealant.

また、第１基板と前記第２基板のうち、基板表面形状が平面に近い方に、光学構造体を設けることを特徴とする。 In addition, an optical structure is provided on a surface of the first substrate and the second substrate that is close to a flat surface .

また、本発明の製造方法は、第１基板と第２基板とを用意する基板用意工程と、第１基板と第２基板との間にシール剤を配置するシール剤配置工程と、第１基板と第２基板との間でシール剤の内側に液晶層を配置する液晶配置工程と、第１基板と第２基板との間でシール剤から基板の端部までの間の外側領域に樹脂の充填層を配置する樹脂配置工程とを有する液晶光学素子の製造方法であって、基板用意工程では、第１基板と第２基板のうち、少なくとも一方の基板の厚さが、シール剤を配置するところの位置から基板端部に向って次第に薄くなっている基板を用意し、樹脂配置工程の前に、シール剤の内側における第１基板と前記第２基板との間隙が一定となるように、かつ、外側領域における第１基板と第２基板との間隙が、シール剤の配置位置から基板端部に向って次第に大きくなるように第１基板と第２基板とを重ね合わせる工程を有することを特徴とする。 In addition, the manufacturing method of the present invention includes a substrate preparing step for preparing a first substrate and a second substrate, a sealing agent disposing step for disposing a sealing agent between the first substrate and the second substrate, and a first substrate. A liquid crystal disposing step of disposing a liquid crystal layer inside the sealing agent between the first substrate and the second substrate, and a resin in an outer region between the first substrate and the second substrate between the sealing agent and the end of the substrate . A method of manufacturing a liquid crystal optical element having a resin arrangement step of arranging a filling layer, wherein in the substrate preparation step, the thickness of at least one of the first substrate and the second substrate is arranged with a sealing agent. Prepare a substrate that is gradually thinner from the position toward the end of the substrate, and before the resin placement step, so that the gap between the first substrate and the second substrate inside the sealing agent is constant, and, the gap between the first substrate and the second substrate in the outer region, of the sealant Characterized by having a step of overlapping the first substrate and the second substrate from the location position so gradually increases toward the substrate edge.

または、基板用意工程では、第１基板と第２基板のうち、少なくとも一方は外側領域となるところが、他方より大きく湾曲している基板を用意することを特徴とする。または、
シール剤配置工程で用いられるシール剤の中、又は液晶層の中に内側スペーサを含み、シール剤配置工程とは別に、シール剤より外側に、内側スペーサよりも大きい外側スペーサを含む外側シール剤を配置する外側シール剤配置工程を有することを特徴とする。さらに、外側領域で第１透明基板、第２透明基板及び樹脂の充填層を切削する外形カット工程を含むことを特徴とする。
Alternatively, the substrate preparation step is characterized in that a substrate is prepared in which at least one of the first substrate and the second substrate is an outer region, but is curved more than the other. Or
Among the sealant used in the sealing agent arranging step, or comprises an inner spacer in the liquid crystal layer, apart from the sealant disposing step, on the outer side of the sealant, outer sealant containing large outer spacer than the inner spacer It has the outside sealing agent arrangement | positioning process which arrange | positions. Furthermore, it includes an outer shape cutting step of cutting the first transparent substrate, the second transparent substrate, and the resin filling layer in the outer region .

本発明に係る液晶光学素子は、第１基板と第２基板とのシール剤における間隙より基板端部における間隙の方が大きくなるようにしたので、第１基板と第２基板との間隙は、シール剤における間隙の方が基板端部における間隙より小さくなるので、シール剤の外側の基板間隙に接着剤を注入する際に、毛細管現象が促進されて注入が容易に行えるようになる。 In the liquid crystal optical element according to the present invention, the gap between the first substrate and the second substrate is larger than the gap in the sealant between the first substrate and the second substrate, so that the gap between the first substrate and the second substrate is Since the gap in the sealant is smaller than the gap at the end of the substrate, when the adhesive is injected into the substrate gap outside the sealant, the capillary phenomenon is promoted and the injection can be performed easily.

本発明の第1の実施の形態である液晶光学素子の断面図である。1 is a cross-sectional view of a liquid crystal optical element that is a first embodiment of the present invention. 本発明の第２の実施の形態である液晶光学素子の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal optical element which is the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態である液晶光学素子の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal optical element which is the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態である液晶光学素子の製造方法を説明する工程図である。It is process drawing explaining the manufacturing method of the liquid crystal optical element which is the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態である液晶光学素子の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the liquid crystal optical element which is the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態である液晶光学素子の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the liquid crystal optical element which is the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態である液晶光学素子の製造方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing method of the liquid crystal optical element which is the 1st Embodiment of this invention.

＜第１実施形態の構成＞
以下図面を参照して、本発明の第1の実施の形態である液晶光学素子の構成について説明する。図１は本発明の第1の実施の形態である液晶光学素子の断面図である。 <Configuration of First Embodiment>
Hereinafter, the configuration of the liquid crystal optical element according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of the liquid crystal optical element according to the first embodiment of the present invention.

図１において、液晶光学素子の一例である液晶レンズ１００は、電子眼鏡に装着して用いられるレンズであり、一点鎖線で示している。液晶レンズ１００は、ブランクレンズ１００″を研磨加工して点線で示すフィニッシュドレンズ１００´を完成させてから、更にエッジングして製造されたものである。 In FIG. 1, a liquid crystal lens 100, which is an example of a liquid crystal optical element, is a lens used by being attached to electronic spectacles, and is indicated by a one-dot chain line. The liquid crystal lens 100 is manufactured by polishing the blank lens 100 ″ to complete a finished lens 100 ′ indicated by a dotted line and then further edging.

液晶レンズ１００の中心部分には、後述する様に、フレネルレンズ面上に配置された第１透明電極１１１及び第１透明電極１１１に対向する第２透明電極１２１を含む液晶レンズ構造５０が形成されている。第１透明電極１１１及び第２透明電極１２１間に電圧が印加されない場合には、液晶レンズ構造５０は動作せず、電子眼鏡は液晶レンズ１００が本来有するレンズパワーを得ることができる。第１透明電極１１１及び第２透明電極１２１間に図示しない電圧供給部から所定の電圧が印加されると、液晶レンズ構造５０は所定のパワーを有するレンズとして動作するので、液晶レンズ構造５０がある部分では、液晶レンズ１００が本来有するレンズの焦点距離を液晶レンズ構造５０が可変するように動作する。 As will be described later, a liquid crystal lens structure 50 including a first transparent electrode 111 disposed on the surface of the Fresnel lens and a second transparent electrode 121 facing the first transparent electrode 111 is formed at the center of the liquid crystal lens 100. ing. When no voltage is applied between the first transparent electrode 111 and the second transparent electrode 121, the liquid crystal lens structure 50 does not operate, and the electronic spectacles can obtain the lens power that the liquid crystal lens 100 originally has. When a predetermined voltage is applied between the first transparent electrode 111 and the second transparent electrode 121 from a voltage supply unit (not shown), the liquid crystal lens structure 50 operates as a lens having a predetermined power. In the portion, the liquid crystal lens structure 50 operates so that the focal length of the lens that the liquid crystal lens 100 originally has is variable.

図１に示すように、ブランクレンズ１００″は、第１基板の第１透明基板１１０、第２基板の第２透明基板１２０、第１及び第２透明基板１１０及び１２０の間に配置されるシール剤１４０、充填層１５０及び液晶レンズ構造５０等から構成される。 As shown in FIG. 1, the blank lens 100 ″ includes a seal disposed between a first transparent substrate 110 as a first substrate, a second transparent substrate 120 as a second substrate, and first and second transparent substrates 110 and 120. It is comprised from the agent 140, the filling layer 150, the liquid crystal lens structure 50, etc.

液晶レンズ構造５０は、第１透明基板１１０、第２透明基板１２０、フレネルレンズ構造１１６、及びシール剤１４０の間に封止された液晶層１３０等から構成される。液晶層１３０としては、ホモジニアス配向型の液晶が用いられるが、垂直配向型の液晶やツイステッドネマティック配向の液晶、ハイブリッド配向の液晶、ポリマー含有型液晶、コレステリック液晶など、電圧印加によって液晶分子の配向を制御し屈折率を制御できる液晶であれば、どれを用いても良い。 The liquid crystal lens structure 50 includes a first transparent substrate 110, a second transparent substrate 120, a Fresnel lens structure 116, and a liquid crystal layer 130 that is sealed between sealing agents 140. As the liquid crystal layer 130, a homogeneous alignment type liquid crystal is used. However, a liquid crystal layer such as a vertical alignment type liquid crystal, a twisted nematic alignment liquid crystal, a hybrid alignment liquid crystal, a polymer-containing liquid crystal, or a cholesteric liquid crystal can be used to align liquid crystal molecules. Any liquid crystal that can be controlled to control the refractive index may be used.

第１透明基板１１０上には、フレネルレンズ構造１１６、第１透明基板１１０から発生するガスが液晶層１３０へ侵入しないようにするための第１ガスバリア層１１４（ＳｉＯ₂、膜厚２００ｎｍ）、第１透明電極１１１（ＩＴＯ、膜厚５０ｎｍ）、第１透明電極１１１上に配置された第１配向膜１１５（膜厚５０ｎｍ）等が配置されている。なお、フレネルレンズ構造１１６の下に第１ガスバリア層１１４を配置するように構成しても良い。 On the first transparent substrate 110, a Fresnel lens structure 116, a first gas barrier layer 114 (SiO ₂ , film thickness 200 nm) for preventing the gas generated from the first transparent substrate 110 from entering the liquid crystal layer 130, the first One transparent electrode 111 (ITO, film thickness 50 nm), a first alignment film 115 (film thickness 50 nm) disposed on the first transparent electrode 111, and the like are disposed. Note that the first gas barrier layer 114 may be disposed under the Fresnel lens structure 116.

第２透明基板１２０上には、第２透明基板１２０から発生するガスが液晶層１３０へ侵入しないようにするための第２ガスバリア層１２４（ＳｉＯ₂、膜厚２００ｎｍ）、第１透明電極１１１と対向した透明平面電極である第２透明電極１２１（ＩＴＯ、膜厚５０ｎｍ）、第２透明電極１２１上に配置された第２配向膜１２５（膜厚５０ｎｍ）等が配置されている。なお、不用意な上下の透明電極間のショートを防ぐために、第１透明電極１１１、第２透明電極１２１の少なくとも一方の上に絶縁膜層を設けても良い。 On the second transparent substrate 120, a second gas barrier layer 124 (SiO ₂ , film thickness 200 nm) for preventing gas generated from the second transparent substrate 120 from entering the liquid crystal layer 130, the first transparent electrode 111, A second transparent electrode 121 (ITO, film thickness 50 nm), which is an opposing transparent flat electrode, a second alignment film 125 (film thickness 50 nm) disposed on the second transparent electrode 121, and the like are disposed. In order to prevent an inadvertent short circuit between the upper and lower transparent electrodes, an insulating film layer may be provided on at least one of the first transparent electrode 111 and the second transparent electrode 121.

第１透明基板１１０と第２透明基板１２０（説明の便宜上、基板上の薄膜層の存在は省略する）との間隙を一定に保つために、シール剤１４０中には、樹脂やシリカで構成された球状のスペーサ１４１（直径１０．５μｍ）が複数混入されている。なお、スペーサは球状に限らず、例えば基板に塗布した樹脂を、フォトリソ技法によって柱状に残して形成するスペーサでもよい。また、スペーサ１４１は液晶層１３０の中に混入される場合もある。第１透明基板１１０と第２透明基板１２０との間隙を一定に保つために、更に、透明性樹脂による充填層１５０が、シール剤１４０の外側であって、第１透明基板１１０と第２透明基板１２０との間に形成配置されている。第１透明基板１１０と第２透明基板１２０（以下説明の便宜上、基板上の薄膜の存在は無視している）との間隙は、シール剤１４０における間隙ｇ１の方が基板端部における間隙ｇ２より小さくなっている。 In order to keep the gap between the first transparent substrate 110 and the second transparent substrate 120 (for convenience of explanation, the thin film layer on the substrate is omitted) constant, the sealant 140 is made of resin or silica. A plurality of spherical spacers 141 (diameter: 10.5 μm) are mixed. The spacer is not limited to a spherical shape, and may be a spacer formed by, for example, leaving a resin applied to a substrate in a columnar shape by a photolithography technique. In addition, the spacer 141 may be mixed in the liquid crystal layer 130. In order to keep the gap between the first transparent substrate 110 and the second transparent substrate 120 constant, a filling layer 150 made of a transparent resin is further outside the sealing agent 140 and is formed between the first transparent substrate 110 and the second transparent substrate. It is formed and arranged between the substrate 120. The gap between the first transparent substrate 110 and the second transparent substrate 120 (for the sake of convenience, the presence of a thin film on the substrate is ignored) is larger in the gap g1 in the sealant 140 than in the gap g2 at the substrate end. It is getting smaller.

第１及び第２透明基板１１０及び１２０は、厚さ５ｍｍの円柱状のポリカーボネイトを材料として用いている。第１透明基板１１０は両面が平面であるが、第２透明基板１２０は、一方の面は平面であり、第１透明基板１１０に対向する面はシール剤１４０の外側の厚さが基板周縁部に向って次第に薄くなる斜面になっている。基板の厚さはこれに限定さ
れず、異なる厚さでも良いし、その他のプラスチック材であるアクリルやウレタンでも良いし、ガラスを材料として用いても良い。フレネルレンズ構造１１６は、アクリルを材料として用いているが、環状オレフィン系の透明樹脂、ラジカル重合型のアクリル系ＵＶ硬化樹脂、カオチン重合型のエポキシ系ＵＶ硬化樹脂、熱硬化性樹脂、無機−有機ハイブリッド材料等の光学材料を用いても良い。光硬化性樹脂を用いてフレネルレンズ構造１１６を形成する場合には、少なくとも紫外線が照射される側の基板は、紫外線を透過する特性を有する必要がある。また、硬化する際に、硬化性樹脂の硬化に対して酸素阻害がある場合には、窒素パージ環境下での硬化を行う。 The first and second transparent substrates 110 and 120 use columnar polycarbonate having a thickness of 5 mm as a material. The first transparent substrate 110 is flat on both sides, but the second transparent substrate 120 is flat on one side, and the surface facing the first transparent substrate 110 has a thickness on the outer periphery of the sealant 140. The slope becomes gradually thinner toward the side. The thickness of the substrate is not limited to this, and may be a different thickness, acrylic or urethane which is another plastic material, or glass may be used as a material. The Fresnel lens structure 116 uses acrylic as a material, but includes a cyclic olefin-based transparent resin, a radical polymerization-type acrylic UV-curing resin, a chaotic polymerization-type epoxy-based UV-curing resin, a thermosetting resin, and an inorganic-organic material. An optical material such as a hybrid material may be used. In the case where the Fresnel lens structure 116 is formed using a photocurable resin, at least the substrate on the side irradiated with ultraviolet rays needs to have a property of transmitting ultraviolet rays. Further, when curing, if there is oxygen inhibition with respect to curing of the curable resin, curing is performed in a nitrogen purge environment.

図１において、ｗ２は液晶レンズ構造５０の液晶層部分の幅を示し、ｗ２＝２０ｍｍであり、ｗ３はブランクレンズ１００″の外形寸法を示し、ｗ３＝７５ｍｍである。しかしながら、上記の値は一例であって、他の値を採用することも可能である。図１においては、説明の便宜上、各基板や層の厚さの縮尺を変更して記載している場合がある点に留意されたい。 1, w2 indicates the width of the liquid crystal layer portion of the liquid crystal lens structure 50, w2 = 20 mm, w3 indicates the outer dimensions of the blank lens 100 ″, and w3 = 75 mm. However, the above values are examples. However, it should be noted that other values may be adopted, and it should be noted that the scale of each substrate or layer may be changed for convenience of explanation in FIG. .

＜第１実施形態の効果＞
次に、第１の実施の形態である液晶光学素子の効果について説明する。第２透明基板１２０の基板端部の厚さは、シール剤１４０が配置された位置の厚さより薄くなるようにしたので、シール剤１４０の外側の第１透明基板１１０と第２透明基板１２０との間隙は、シール剤１４０近傍における間隙ｇ１が基板端部における間隙ｇ２より小さくなり、後述する樹脂配置工程において、毛細管現象が促進されて透明性接着剤の注入が容易に行えるようになった。 <Effects of First Embodiment>
Next, the effect of the liquid crystal optical element according to the first embodiment will be described. Since the thickness of the substrate end portion of the second transparent substrate 120 is made thinner than the thickness at the position where the sealing agent 140 is disposed, the first transparent substrate 110 and the second transparent substrate 120 outside the sealing agent 140 The gap g1 in the vicinity of the sealing agent 140 is smaller than the gap g2 at the edge of the substrate, and the capillary phenomenon is promoted and the transparent adhesive can be easily injected in the resin placement step described later.

ここで、もう少し詳しく毛細管現象と間隙との関係を説明する。毛細管現象における液面の上昇高さｈは、以下の公式で与えられることが知られている。 Here, the relationship between the capillary phenomenon and the gap will be described in more detail. It is known that the rising height h of the liquid level in the capillary phenomenon is given by the following formula.

ここで、Tは表面張力、θは接触角、ρは液体の密度、gは重力加速度、rは管の内径（半径）である。つまり、管の内径であるrが小さければ、毛細管現象における液面の上昇高さｈは大きくなるので、すなわち毛細管現象が良く働くことと言える。管の内径は、本発明では間隙と言い換えることができ、したがって、間隙が狭い方が毛細管現象が良く機能するので、樹脂を注入する箇所より離れ、奥となる箇所にも良く充填されることになる。また、間隙ｇ２より間隙ｇ１の方が小さくなることにより、間隙２から透明性接着剤が充填された際、毛細現状の力が間隙ｇ１の方向に働くことになり、内側から外側に向けて充填させることで気泡や真空を外側に押し出すことができ、空気溜まりや真空溜まりがなく、きれいに充填できる。 Here, T is the surface tension, θ is the contact angle, ρ is the density of the liquid, g is the acceleration of gravity, and r is the inner diameter (radius) of the tube. That is, if r, which is the inner diameter of the tube, is small, the rising height h of the liquid level in the capillary phenomenon increases, that is, it can be said that the capillary phenomenon works well. In the present invention, the inner diameter of the tube can be paraphrased as a gap. Therefore, the narrower the gap, the better the capillary phenomenon, so that the portion that is farther away from the portion where the resin is injected and the inner portion is well filled. Become. In addition, since the gap g1 is smaller than the gap g2, when the transparent adhesive is filled from the gap 2, the current capillary force acts in the direction of the gap g1, and the filling is performed from the inside toward the outside. By doing so, bubbles and vacuum can be pushed out, and there is no air accumulation or vacuum accumulation, and it can be filled neatly.

なお、第２透明基板１２０の形状を基板端部に向かって薄くなるようにしたが、第１透明基板１１０の形状を同様に形成してもよい。すなわち、少なくとも一方の基板が上記の形状であればよいのである。
＜第１実施形態の製造方法＞
以下、図４〜図７を用いて、液晶レンズの製造工程を説明する。図４は、本発明の第１の実施の形態である液晶光学素子の製造方法を説明する工程図であり、図５〜７は、本発明の第１の実施の形態である液晶光学素子の製造方法を説明する断面図である。 In addition, although the shape of the 2nd transparent substrate 120 became thin toward the board | substrate edge part, you may form the shape of the 1st transparent substrate 110 similarly. That is, it is sufficient that at least one of the substrates has the above shape.
<The manufacturing method of 1st Embodiment>
Hereinafter, the manufacturing process of the liquid crystal lens will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a process diagram for explaining the manufacturing method of the liquid crystal optical element according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 5 to 7 are views of the liquid crystal optical element according to the first embodiment of the present invention. It is sectional drawing explaining a manufacturing method.

最初に、基板用意工程（Ｓ１０）において、円柱状の材料から厚さ５ｍｍの第１透明基板１１０及び第２透明基板１２０を削りだし、第２透明基板１２０の方には、更に、周縁部に向かって斜面となる形状を仕上げる。 First, in the substrate preparation step (S10), the first transparent substrate 110 and the second transparent substrate 120 having a thickness of 5 mm are cut out from a columnar material. Finish the shape that becomes the slope toward.

次に、第１透明基板１１０上に、光学構造体であるフレネルレンズ構造１１６を形成する（Ｓ１１）。２枚の透明基板のうち、片方だけが斜面形状となっている場合には、平面基板の方にインプリントを行ったほうが、インプリントしやすいため好ましい。なお、表面が斜面形状（凸形状）となっている面への基板全面インプリントの場合には、透明基板の形状に合わせて、金型にも斜面形状（凹形状）が必要となる。フレネルレンズ構造１１６は、供給器２００から第１透明基板１１０上に光硬化樹脂２１０を所定量滴下して（図５（ａ）参照）、モールド２０１によって光硬化樹脂２１０の形状を整えた後（図５（ｂ）及び（ｃ）参照）、第１透明基板１１０の裏側から紫外線（ＵＶ）を照射して（図５（ｃ）参照）、光硬化樹脂２１０を硬化させることによって形成する（図５（ｄ）参照）。図５（ｄ）では、第１透明基板１１０の大きさに対して、フレネルレンズ構造１１６を含めた硬化した光硬化樹脂２１０の領域が小さい構成での説明となっているが、第１透明基板１１０全面に形成する構成としても良い。 Next, a Fresnel lens structure 116, which is an optical structure, is formed on the first transparent substrate 110 (S11). When only one of the two transparent substrates has a slope shape, it is preferable to perform imprinting on the flat substrate because imprinting is easier. In the case of imprinting the entire surface of a substrate having a sloped surface (convex shape) on the surface, a sloped shape (concave shape) is also required for the mold in accordance with the shape of the transparent substrate. The Fresnel lens structure 116 drops a predetermined amount of the photocurable resin 210 from the supply device 200 onto the first transparent substrate 110 (see FIG. 5A), and adjusts the shape of the photocurable resin 210 with the mold 201 ( 5B and 5C), ultraviolet light (UV) is irradiated from the back side of the first transparent substrate 110 (see FIG. 5C), and the photo-curing resin 210 is cured (FIG. 5). 5 (d)). In FIG. 5 (d), the area of the cured photocurable resin 210 including the Fresnel lens structure 116 is smaller than the size of the first transparent substrate 110, but the first transparent substrate 110 is illustrated. 110 may be formed on the entire surface.

なお、光硬化樹脂２１０としては、ＵＶ硬化性のアクリル樹脂を利用することができる。また、別途フレネルレンズ構造を、例えばフィルム上に形成し、完成したフレネルレンズ構造を第１透明基板１１０上に接着するようにしても良い。さらに、第１透明基板１１０を切削加工等することにより形成したり、キャスティングや射出成形で透明基板そのものと一体成形したりしても良い。 In addition, as the photocurable resin 210, a UV curable acrylic resin can be used. Further, a separate Fresnel lens structure may be formed on a film, for example, and the completed Fresnel lens structure may be bonded onto the first transparent substrate 110. Further, the first transparent substrate 110 may be formed by cutting or the like, or may be integrally formed with the transparent substrate itself by casting or injection molding.

次に、フレネルレンズ構造１１６が形成された第１透明基板１１０及び第２透明基板１２０上に、それぞれ、膜厚２００ｎｍのＳｉＯ₂皮膜による第１ガスバリア層１１４及び第２ガスバリア層１２４を成膜する（Ｓ１２）。 Next, on the first transparent substrate 110 and the second transparent substrate 120 on which the Fresnel lens structure 116 is formed, a first gas barrier layer 114 and a second gas barrier layer 124 with a SiO ₂ film having a thickness of 200 nm are formed, respectively. (S12).

次に、第１透明基板１１０の第１ガスバリア層１１４の上から、ＩＴＯ膜の形成及びパターンニングを行い、第１透明電極１１１を形成する。同様に、第２透明基板１２０の第２ガスバリア層１２４の上から、ＩＴＯ膜の形成及びパターンニングを行い、第２透明電極１２１を形成する（Ｓ１３）。 Next, an ITO film is formed and patterned on the first gas barrier layer 114 of the first transparent substrate 110 to form the first transparent electrode 111. Similarly, an ITO film is formed and patterned on the second gas barrier layer 124 of the second transparent substrate 120 to form the second transparent electrode 121 (S13).

次に、第１透明基板１１０の第１透明電極１１１の上から、第１配向膜１１５を成膜し、ラビングを行う。同様に、第２透明基板１２０の第２透明電極１２１の上から、第２配向膜１２５を成膜し、ラビングを行う（Ｓ１４）。配向膜の形成は、例えば、供給器２０２から、膜構成材料２１１を所定量滴下し（図６（ａ）参照）、所定雰囲気で乾燥（焼成）後、ローラー２０３を用いてラビングを行う（図６（ｂ）参照）。配向膜は、このようなラビング処理を行わず、無機物を蒸着して形成する蒸着膜や、光照射によって配向する光配向膜などを用いることができる。 Next, a first alignment film 115 is formed on the first transparent electrode 111 of the first transparent substrate 110, and rubbing is performed. Similarly, a second alignment film 125 is formed on the second transparent electrode 121 of the second transparent substrate 120, and rubbing is performed (S14). For forming the alignment film, for example, a predetermined amount of the film constituent material 211 is dropped from the feeder 202 (see FIG. 6A), dried (fired) in a predetermined atmosphere, and then rubbed using the roller 203 (FIG. 6 (b)). As the alignment film, a vapor deposition film formed by evaporating an inorganic substance without performing such a rubbing treatment, a photo alignment film aligned by light irradiation, or the like can be used.

次に、シール剤の配置工程（Ｓ１５）に移行するが、シール剤１４０を形成するために、第１透明基板１１０上に、供給器２０４からスペーサ１４１が混入された光硬化樹脂２１２を滴下配置する（図６（ｃ）参照）。なお、スペーサ１４１は、液晶配置工程において液晶２１４の中に混入される場合もある。シール剤１４０は、硬化した際に、第１透明基板１１０及び第２透明基板１２０とほぼ同じ屈折率を有するものを使用するのが好ましい。なお、図６（ｃ）、図６（ｄ）及び図７（ａ）〜図７（ｃ）では、便宜上、第１ガス
バリア層１１４、第１透明電極１１１及び第１配向層１１５と、第２ガスバリア層１２４、第２透明電極１２１及び第２配向層１２５は省略して記載している。 Next, the process proceeds to a sealing agent arranging step (S15). In order to form the sealing agent 140, the photocurable resin 212 mixed with the spacer 141 from the supply device 204 is dropped on the first transparent substrate 110. (See FIG. 6C). The spacer 141 may be mixed into the liquid crystal 214 in the liquid crystal arrangement process. It is preferable to use a sealant 140 that has substantially the same refractive index as the first transparent substrate 110 and the second transparent substrate 120 when cured. 6C, FIG. 6D, and FIG. 7A to FIG. 7C, for convenience, the first gas barrier layer 114, the first transparent electrode 111, the first alignment layer 115, and the second The gas barrier layer 124, the second transparent electrode 121, and the second alignment layer 125 are omitted.

次に、液晶配置工程（Ｓ１６）に移行する。光硬化樹脂２１２の内側に、供給器２０６から液晶２１４を所定量滴下して配置する（図６（ｄ）参照）。即ち、ここでは、シール剤に注入口を設けて、注入口から液晶を注入後に、注入口を封止するという工法を用いずに、液晶滴下工法（ＯＤＦ）を用いている。このため、液晶レンズ１００として利用する場合に、液晶を注入する経路が無く、自由に液晶レンズ１００の外形を選ぶことができ、レンズの光学的特性を良好に維持することができる。 Next, the process proceeds to the liquid crystal arrangement step (S16). A predetermined amount of the liquid crystal 214 is dropped from the supply device 206 inside the photo-curing resin 212 (see FIG. 6D). That is, here, a liquid crystal dropping method (ODF) is used instead of a method of sealing the injection port after providing the injection port in the sealing agent and injecting liquid crystal from the injection port. For this reason, when used as the liquid crystal lens 100, there is no path for injecting liquid crystal, the outer shape of the liquid crystal lens 100 can be freely selected, and the optical characteristics of the lens can be maintained well.

次に、基板重ね合わせ工程（Ｓ１７）に移行する。第１透明基板１１０の上から第２透明基板１２０をチャンバ２０８内の真空雰囲気下で重ね合わせて張り合わせる（図７（ａ）参照）。 Next, the process proceeds to the substrate overlaying step (S17). The second transparent substrate 120 is overlaid and bonded to the first transparent substrate 110 in a vacuum atmosphere in the chamber 208 (see FIG. 7A).

次に、樹脂配置工程に移行する。樹脂配置工程では、まず所定のチャンバ２０９中に配置して、真空雰囲気下で、シール剤１４０の外側であって、第１透明基板１１０及び第２透明基板１２０の隙間に、毛細管現象を利用して、充填層１５０となる透明性接着剤２１６を充填させる（図７（ｂ）参照）（Ｓ１８）。透明性接着剤２１６の塗布としては、基板端面側に透明性接着剤２１６をつけて入り込ませたり、図面上は説明のため２枚の基板が同じサイズであるが、異なるサイズとして透明性接着剤２１６を塗布するスペースとしたり、基板上に切り欠きや貫通穴を設けて塗布箇所とする。なお、充填層１５０に用いられる透明性接着剤は、低粘度及び光硬化性の樹脂であり、透明で、第１透明基板１１０及び第２透明基板１２０とほぼ同じ屈折率を有するものを使用する。これによって、界面での反射ロスを減少させている。液晶層１３０領域での透過率に充填層１５０領域での透過率を下げることで同じにし、相対的に液晶層１３０領域を目立たないようにし全体としての見映えを向上させるために、フレネルレンズ構造１１６の光硬化性樹脂２１０と同じ材料や同じ屈折率を透明接着剤２１６として利用する場合もある。 Next, the process moves to a resin placement process. In the resin placement step, first, the resin is placed in a predetermined chamber 209, and a capillary phenomenon is used in a gap between the first transparent substrate 110 and the second transparent substrate 120 outside the sealant 140 in a vacuum atmosphere. Then, the transparent adhesive 216 to be the filling layer 150 is filled (see FIG. 7B) (S18). As the application of the transparent adhesive 216, the transparent adhesive 216 is attached to the end face side of the substrate, or the two substrates have the same size for the sake of illustration in the drawing, but the transparent adhesive has different sizes. A space for applying 216, or a notch or a through hole on the substrate is used as an application location. In addition, the transparent adhesive used for the filling layer 150 is a low-viscosity and photocurable resin, and is transparent and has a refractive index that is substantially the same as that of the first transparent substrate 110 and the second transparent substrate 120. . This reduces the reflection loss at the interface. In order to make the transmittance in the region of the liquid crystal layer 130 the same by lowering the transmittance in the region of the filling layer 150 and to make the liquid crystal layer 130 region relatively inconspicuous and improve the overall appearance, the Fresnel lens structure In some cases, the same material or the same refractive index as the photo-curing resin 210 of 116 is used as the transparent adhesive 216.

次に、液晶層１３０の部分にマスク２０７を用いてマスクしてＵＶ照射を行い、光硬化樹脂２１２及び透明性接着剤２１６を硬化させ、シール剤１４０及び充填層１５０を形成する（Ｓ１９）。液晶層１３０の部分をマスクするのは、液晶材料によってはＵＶによって特性が変化してしまうため、それを防止するためである。また、充填層１５０は、レンズの透過率の向上と、研磨加工時に耐えられる接着力の確保と、研磨剤及び研磨液等が内部に侵入するのを防止する作用をも有している。 Next, the liquid crystal layer 130 is masked using the mask 207, and UV irradiation is performed to cure the photocurable resin 212 and the transparent adhesive 216, thereby forming the sealing agent 140 and the filling layer 150 (S19). The reason why the portion of the liquid crystal layer 130 is masked is to prevent the characteristic from being changed by UV depending on the liquid crystal material. The filling layer 150 also has an effect of improving the transmittance of the lens, securing an adhesive force that can be withstood during polishing, and preventing an abrasive and a polishing liquid from entering the inside.

これによって、滴下された液晶２１４は、第１透明基板１１０、第２透明基板１２０及びシール剤１４０によって封止されて液晶層１３０となる。なお、樹脂を硬化させてシール剤１４０及び充填層１５０を形成する際には、ＵＶの照射後に、高温雰囲気下で焼成するようにしても良い。これによって、例えば、図１に示すブランクレンズ１００″（レンズ外形形状が形成されていない状態）が完成する。 As a result, the dropped liquid crystal 214 is sealed by the first transparent substrate 110, the second transparent substrate 120, and the sealing agent 140 to form the liquid crystal layer 130. Note that when the sealing agent 140 and the filling layer 150 are formed by curing the resin, baking may be performed in a high-temperature atmosphere after the UV irradiation. Thereby, for example, the blank lens 100 ″ shown in FIG. 1 (a state in which no lens outer shape is formed) is completed.

次に、第１透明基板１１０、第２透明基板１２０及び充填層１５０を切削する外形カット工程に移行する。外形カット工程においては、まず、ブランクレンズ１００″の外形を切削加工又は研磨加工してレンズ形状とし、例えば、図１に点線で示すフィニッシュドレンズ１００′を完成させる（Ｓ２０）。なお、レンズ形状の形成は、片面ずつ行うが、片面のみ形成されているものをセミフィニッシュドレンズと言う。次に、眼鏡フレームの形状に合わせて、フィニッシュドレンズ１００′の外形を切削するエッジング加工を行って、例えば、図１に示す様に、液晶レンズ１００を完成させる（Ｓ２１）。 Next, the process proceeds to an outer shape cutting step of cutting the first transparent substrate 110, the second transparent substrate 120, and the filling layer 150. In the outer shape cutting step, first, the outer shape of the blank lens 100 ″ is cut or polished into a lens shape, for example, a finished lens 100 ′ indicated by a dotted line in FIG. 1 is completed (S20). Are formed on one side, but only one side is called a semi-finished lens, and then an edging process is performed to cut the outer shape of the finished lens 100 'in accordance with the shape of the spectacle frame. For example, as shown in FIG. 1, the liquid crystal lens 100 is completed (S21).

ブランクレンズ１００″の状態（図１参照）では、液晶レンズ構造５０の周囲にはスペ
ーサ１４１が混入されたシール剤１４０が形成され、シール剤１４０の外側であって第１及び第２透明基板１１０及び１２０間の隙間には充填層１５０が形成されている。したがって、液晶レンズ構造５０の基板間隙（セルギャップ）はシール剤１４０における間隙より基板端部における間隙の方が大きくなるように維持される。また、その後の研磨加工が施されて、フィニッシュドレンズ１００′（図１の点線部分参照）となる際にも、同様に、液晶レンズ構造５０のセルギャップは、所定の間隙に維持される。 In the state of the blank lens 100 ″ (see FIG. 1), a sealant 140 mixed with a spacer 141 is formed around the liquid crystal lens structure 50. The first and second transparent substrates 110 are outside the sealant 140. And a filling layer 150 is formed in the gap between 120 and 120. Accordingly, the substrate gap (cell gap) of the liquid crystal lens structure 50 is maintained so that the gap at the end of the substrate is larger than the gap in the sealant 140. In addition, when the subsequent polishing process is performed to obtain the finished lens 100 ′ (see the dotted line portion in FIG. 1), the cell gap of the liquid crystal lens structure 50 is similarly maintained at a predetermined gap. The

液晶レンズの製造過程において、最も液晶レンズ構造５０に圧力が加わるのは、フィニッシュドレンズ１００′とするための研磨加工時であるので、その状態において、スペーサ１４１が混入したシール剤１４０及び充填層１５０が健在であれば、液晶レンズ構造５０のセルギャップは所定の間隙に維持される。その後、液晶レンズ１００にエッジングされてしまうと、眼鏡フレームの形状に応じて、充填層１５０の外周部は切除されてしまうが、残存する充填層１５０とシール剤１４０によって、充分に、液晶レンズ構造５０のセルギャップは所定の厚さに維持される。 In the manufacturing process of the liquid crystal lens, the pressure is most applied to the liquid crystal lens structure 50 at the time of polishing for forming the finished lens 100 ′. In this state, the sealant 140 and the filling layer into which the spacer 141 is mixed. If 150 is healthy, the cell gap of the liquid crystal lens structure 50 is maintained at a predetermined gap. Thereafter, when the liquid crystal lens 100 is edged, the outer peripheral portion of the filling layer 150 is cut off according to the shape of the spectacle frame, but the liquid crystal lens structure is sufficiently formed by the remaining filling layer 150 and the sealant 140. The 50 cell gap is maintained at a predetermined thickness.

図５〜図７に示した液晶レンズの製造工程では、光硬化樹脂２１２及び透明性接着剤２１６を第１及び第２透明基板１１０及び１２０間に配置した後に、ＵＶ照射等を行い、シール剤１４０及び充填層１５０を形成した。しかしながら、先に光硬化樹脂２１２のみにＵＶ照射を行ってシール剤１４０を形成し、その後、透明性接着剤２１６を第１及び第２透明基板１１０間に毛細管現象を利用して充填し、且つそれにＵＶ照射を行って充填層１５０を形成するような工程としても良い。ＵＶ照射を２回に分けて行うこととなるが、シール剤１４０が既に形成された後に、透明性接着剤２１６を充填させる方が、張り合わせ後のアライメントズレに対して神経を使う必要がなく、透明性接着剤２１６の充填作業性が上がる。 In the manufacturing process of the liquid crystal lens shown in FIG. 5 to FIG. 7, after the photocurable resin 212 and the transparent adhesive 216 are disposed between the first and second transparent substrates 110 and 120, UV irradiation or the like is performed, and the sealing agent 140 and a packed bed 150 were formed. However, only the photo-curing resin 212 is first irradiated with UV to form the sealing agent 140, and then the transparent adhesive 216 is filled between the first and second transparent substrates 110 using capillary action, and Alternatively, the filling layer 150 may be formed by performing UV irradiation. Although UV irradiation will be performed in two steps, filling the transparent adhesive 216 after the sealing agent 140 has already been formed does not require the use of nerves for alignment deviation after bonding, The filling workability of the transparent adhesive 216 is improved.

なお、第１透明基板１１０と第２透明基板１２０を張り合わせる前に、先に示した工程と同様、真空雰囲気内で第１透明基板１１０上に、光硬化樹脂２１２及び透明性接着剤２１６を配置し、その後に、第１透明基板１１０と第２透明基板１２０を重ね合わせるような工程としても良い。この場合、透明性接着剤２１６も、供給器（不図示）から第１透明基板１１０上に適量だけ滴下することとなる。このように、第１透明基板１１０と第２透明基板１２０とを重ねる前に透明性接着剤２１６を配置した場合であっても、シール剤となるところの基板間隙を基板端部における間隙より狭くしているので、透明性接着剤２１６がシール剤近傍まで、充分に入り込み、気泡（真空）溜まりなどを発生することがない。ただし、透明性接着剤２１６を配置する際には、シール剤となる箇所の近傍、中心位置から配置するほうがより好ましい。その後、第１及び第２透明基板１１０及び１２０間に配置された光硬化樹脂２１２及び透明性接着剤２１６に対して、同時にＵＶ照射等を行い、シール剤１４０及び充填層１５０が形成される点は、図７（ｃ）と同様である。 Before the first transparent substrate 110 and the second transparent substrate 120 are bonded together, the photo-curing resin 212 and the transparent adhesive 216 are placed on the first transparent substrate 110 in a vacuum atmosphere in the same manner as described above. It is good also as a process of arrange | positioning and superimposing the 1st transparent substrate 110 and the 2nd transparent substrate 120 after that. In this case, the transparent adhesive 216 is also dropped on the first transparent substrate 110 from the feeder (not shown) by an appropriate amount. As described above, even when the transparent adhesive 216 is disposed before the first transparent substrate 110 and the second transparent substrate 120 are overlapped, the substrate gap serving as a sealing agent is narrower than the gap at the substrate edge. Therefore, the transparent adhesive 216 sufficiently penetrates to the vicinity of the sealant and does not generate bubbles (vacuum) accumulation. However, when disposing the transparent adhesive 216, it is more preferable to dispose the transparent adhesive 216 from the vicinity of the location that becomes the sealant, from the center position. Thereafter, the UV curable resin 212 and the transparent adhesive 216 disposed between the first and second transparent substrates 110 and 120 are simultaneously irradiated with UV or the like to form the sealing agent 140 and the filling layer 150. Is the same as FIG.

充填層１５０のための透明性接着剤２１６を充填する前に、第１透明基板１１０及び第２透明基板１２０の透明性接着剤２１６が充填される領域を予めプラズマ処理を施して置いたり、液晶の滴下後（Ｓ１６参照）に、第１透明基板１１０及び第２透明基板１２０の透明性接着剤２１６が充填される領域の表面を洗浄したり、することによって、透明性接着剤２１６のぬれ性を向上させることが可能となる。また、第１透明基板１１０及び第２透明基板１２０の透明性接着剤２１６が充填される領域の下地に凹凸形状を形成して、接着面積を増加させることによって、接着性を強化することが可能となる。さらに、上記の例では、透明性接着剤２１６は、配向膜１１５及び１２５と接着するように構成されているが、ＩＴＯ等との接着力が強ければ、充填層１５０の部分には配向膜１１５及び１２５を形成しなくても良い。 Before filling the transparent adhesive 216 for the filling layer 150, the regions of the first transparent substrate 110 and the second transparent substrate 120 that are filled with the transparent adhesive 216 are previously subjected to plasma treatment, or liquid crystal After dripping (see S16), the wettability of the transparent adhesive 216 is obtained by cleaning the surfaces of the first transparent substrate 110 and the second transparent substrate 120 where the transparent adhesive 216 is filled. Can be improved. In addition, it is possible to reinforce the adhesion by forming an uneven shape on the base of the region filled with the transparent adhesive 216 of the first transparent substrate 110 and the second transparent substrate 120 to increase the adhesion area. It becomes. Further, in the above example, the transparent adhesive 216 is configured to adhere to the alignment films 115 and 125. However, if the adhesive strength with ITO or the like is strong, the alignment film 115 is formed on the filling layer 150 portion. And 125 need not be formed.

＜第２実施形態の構成＞
次に、本発明の第２の実施の形態である液晶光学素子の構成について説明する。図２は、第２の実施の形態である液晶光学素子の断面図である。図２に示すブランクレンズ１０１″がエッジングされて、液晶光学素子の一例である一点鎖線で示す液晶レンズ１０１が得られる。図２に示すブランクレンズ１０１″と図１に示すブランクレンズ１００″との差異は、基板の形状のみであるから、第１の実施の形態と同じ構成要素には、同じ番号と名称とを付して説明を省略する。 <Configuration of Second Embodiment>
Next, the configuration of the liquid crystal optical element according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal optical element according to the second embodiment. The blank lens 101 ″ shown in FIG. 2 is edged to obtain the liquid crystal lens 101 shown by a one-dot chain line as an example of a liquid crystal optical element. The blank lens 101 ″ shown in FIG. 2 and the blank lens 100 ″ shown in FIG. Since the difference is only in the shape of the substrate, the same constituent elements as those in the first embodiment are denoted by the same numbers and names, and description thereof is omitted.

図２では、ブランクレンズ１０１″を形成する際の２枚の透明基板が、平板ではなく、その断面が予め曲面形状を有している場合を示している。第１透明基板２１０及び第２透明基板２２０が共に、断面が図中の下に凸の曲面形状を有している。そして第２透明基板２２０の湾曲の方が第１透明基板２１０の湾曲よりも大きい。２枚の透明基板の張り合わせ時に内側となる面における半径Ｒが異なっており、したがって、両基板間の間隙はシール剤１４０における間隙ｇ３の方が基板端部における間隙ｇ４より小さくなっている。 FIG. 2 shows a case where the two transparent substrates when forming the blank lens 101 ″ are not flat plates, but have a curved surface in advance. The first transparent substrate 210 and the second transparent substrate. Both of the substrates 220 have a curved surface shape whose cross section is convex downward in the figure, and the curvature of the second transparent substrate 220 is larger than the curvature of the first transparent substrate 210. The radii R on the inner surfaces at the time of bonding are different, and therefore the gap between the two substrates is smaller in the gap g3 in the sealant 140 than in the gap g4 at the substrate end.

図２に示した２枚の透明基板の形状は一例であって、透明基板の断面が他の曲面形状を有するものであっても良い。さらに、２枚の透明基板の内、一方の透明基板は図１に示す第１透明基板１１０のような平板であり、他方の透明基板のみ断面が曲面の形状を有するものであっても良い。すなわち、透明基板を重ね合わせたときに、基板間隙が外側に広くなるものであれば、どのような形状の透明基板の組み合わせを用いてもよい。 The shape of the two transparent substrates shown in FIG. 2 is an example, and the cross section of the transparent substrate may have another curved shape. Further, of the two transparent substrates, one transparent substrate may be a flat plate like the first transparent substrate 110 shown in FIG. 1, and only the other transparent substrate may have a curved cross section. That is, any combination of transparent substrates may be used as long as the gap between the substrates widens outward when the transparent substrates are overlapped.

＜第２実施形態の効果＞
次に、第２の実施の形態である液晶光学素子の効果について説明する。第１透明基板２１０及び第２透明基板２２０を曲面形状とし、少なくとも一方は、他方より大きく湾曲しているようにしたので、第１透明基板２１０と第２透明基板２２０との間隙はシール剤１４０における間隙ｇ３より基板端部における間隙ｇ４の方が大きくなった。これにより、樹脂配置工程において、毛細管現象が促進されて、前記間隙に透明接着剤を注入することが容易になった。 <Effects of Second Embodiment>
Next, the effect of the liquid crystal optical element according to the second embodiment will be described. Since the first transparent substrate 210 and the second transparent substrate 220 are curved, and at least one is curved more than the other, the gap between the first transparent substrate 210 and the second transparent substrate 220 is the sealing agent 140. The gap g4 at the edge of the substrate is larger than the gap g3 at. Thereby, in the resin arrangement process, the capillary phenomenon is promoted, and it becomes easy to inject the transparent adhesive into the gap.

＜第２実施形態の製造方法＞
第２の実施の形態である液晶光学素子の製造方法は、第１の実施の形態の製造方法と、当初の透明基板の形状が異なるだけであり、湾曲した透明基板の製造には、キャスティングによる方法と切削加工による方法とがある。液晶レンズ１０１を製造するには、第１の実施の形態において説明した図５〜図７に示した液晶レンズの製造工程を適用することが可能である。 <Manufacturing Method of Second Embodiment>
The liquid crystal optical element manufacturing method according to the second embodiment is different from the manufacturing method according to the first embodiment only in the shape of the initial transparent substrate, and the curved transparent substrate is manufactured by casting. There are a method and a method by cutting. In order to manufacture the liquid crystal lens 101, it is possible to apply the manufacturing process of the liquid crystal lens shown in FIGS. 5 to 7 described in the first embodiment.

＜第３実施形態の構成＞
次に、本発明の第３の実施の形態である液晶光学素子について図面を参照して説明する。図３は本発明の第３の実施の形態である液晶光学素子を示す断面図である。図３に示すブランクレンズ１０２″が、図２に示すブランクレンズ１０１″と異なる点は、第１透明基板３１０が下に凸の曲面形状に湾曲している基板であり、第２透明基板３２０は可撓性のある薄い平らな基板であるが、製造の過程で上に凸の曲面形状に湾曲したものである点であり、また、充填層１５０の外側の基板端部にも外側シール剤１６０が設けられている点である。その他は第１の実施の形態において説明したブランクレンズ１００″と同じであるから、同じ構成要素には同じ符号と名称とを付して詳細な説明を省略する。 <Configuration of Third Embodiment>
Next, a liquid crystal optical element according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a liquid crystal optical element according to the third embodiment of the present invention. The blank lens 102 ″ shown in FIG. 3 is different from the blank lens 101 ″ shown in FIG. 2 in that the first transparent substrate 310 is curved in a downward convex curved shape, and the second transparent substrate 320 is Although it is a flexible thin flat substrate, it is curved in an upwardly convex curved shape during the manufacturing process, and the outer sealant 160 is also applied to the end of the substrate outside the filling layer 150. Is a point provided. Since the rest is the same as the blank lens 100 ″ described in the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and names, and detailed description thereof is omitted.

外側シール剤１６０には外側スペーサ１６１を含んでいるが、外側シール剤１６０はブランクレンズ１０２″の端部において、接着剤を注入するための注入口を円周上の一部に残して配置されている。そして、外側シール剤１６０に含まれる外側スペーサ１６１は内側のシール剤１４０に含まれるスペーサ１４１より大きい。したがって、第１透明基板３１０と第２透明基板３２０との間隙はシール剤１４０における間隙ｇ５の方が基板端部に
おける間隙ｇ６より小さい。 The outer sealant 160 includes an outer spacer 161. The outer sealant 160 is disposed at the end of the blank lens 102 ″ while leaving an injection port for injecting an adhesive in a part of the circumference. The outer spacer 161 included in the outer sealant 160 is larger than the spacer 141 included in the inner sealant 140. Therefore, the gap between the first transparent substrate 310 and the second transparent substrate 320 is in the sealant 140. The gap g5 is smaller than the gap g6 at the edge of the substrate.

＜第３実施形態の効果＞
次に、第３の実施の形態である液晶光学素子の効果について説明する。基板重ね合わせ工程において、第２透明基板３２０を加圧して第１の透明基板３１０に押し付けたときに、第２透明基板３２０が可撓性のある基板であるから、第１透明基板３１０の基板の曲面形状にならって、湾曲した形状になる。このとき、シール剤１６０があるので、第１透明基板３１０と第２透明基板３２０との間隙は、基板端部における間隙ｇ６がシール剤１４０における間隙ｇ５より大きくなるように維持される。したがって、樹脂配置工程において、毛細管現象が促進されて、間隙に透明接着剤を注入することが容易になった。 <Effect of the third embodiment>
Next, effects of the liquid crystal optical element according to the third embodiment will be described. Since the second transparent substrate 320 is a flexible substrate when the second transparent substrate 320 is pressed and pressed against the first transparent substrate 310 in the substrate superimposing step, the substrate of the first transparent substrate 310 It becomes a curved shape following the curved shape. At this time, since there is the sealant 160, the gap between the first transparent substrate 310 and the second transparent substrate 320 is maintained such that the gap g6 at the substrate end is larger than the gap g5 in the sealant 140. Therefore, in the resin arrangement process, the capillary phenomenon is promoted, and it becomes easy to inject the transparent adhesive into the gap.

＜第３実施形態の製造方法＞
次に、第３の実施の形態である液晶光学素子の製造方法について説明する。第１の実施の形態である液晶光学素子の製造方法と異なる点は、シール剤配置工程において、内側シール剤１４０になる光硬化樹脂を滴下配置した後に、引き続いて、外側シール剤配置工程に移行し、ブランクレズ１０２″の端部において、第１透明基板１１０上の周縁部に、供給器から外側スペーサ１６１を含んだ外側シール剤１６０になる光硬化樹脂を滴下する。このとき、外側シール剤１６０に前述の接着剤の注入口を設けるために、円周上の一部、あるいは断続的に数箇所を残して滴下する。その後、一旦ＵＶ照射を行って、光硬化樹脂を硬化させて外側シール剤１６０の配置を完了する。その後、液晶配置工程を経て樹脂配置工程に移り、外側シール剤１６０に設けられた前記注入口から透明性接着剤を注入する。その後、再びＵＶ照射を行って、透明性接着剤を硬化させて充填層１５０の配置を完了する。その他は第１の実施の形態の製造方法と同じである。 <Manufacturing Method of Third Embodiment>
Next, a method for manufacturing a liquid crystal optical element according to the third embodiment will be described. The difference from the manufacturing method of the liquid crystal optical element according to the first embodiment is that, in the sealing agent arranging step, after the photo-curing resin that becomes the inner sealing agent 140 is dropped, the process proceeds to the outer sealing agent arranging step. Then, at the end portion of the blank lens 102 ″, a photo-curing resin that becomes the outer sealant 160 including the outer spacer 161 is dropped from the supply device to the peripheral portion on the first transparent substrate 110. At this time, the outer sealant is dropped. In order to provide the above-mentioned adhesive injection port at 160, a part of the circumference is dropped, or intermittently leaving several places, and then UV irradiation is performed once to cure the photo-curing resin to the outside. The arrangement of the sealant 160 is completed, and then the process proceeds to the resin arrangement process through the liquid crystal arrangement process, and the transparent adhesive is injected from the injection port provided in the outer sealant 160. Performing irradiation to cure the transparent adhesive to complete the placement of the filling layer 150. Other configurations are the same as the manufacturing method of the first embodiment.

上記の説明では、第１透明基板にフレネルレンズ構造があり、第２透明基板にはフレネルレンズ構造のない構成を用いて説明したが、特にこれに限定されず、第１透明基板と第２透明基板の両方にフレネルレンズ構造を設ける構成であっても良い。さらに、透明基板へのフレネルレンズ構造の形成方法としては、基板内に樹脂を配置したインプリントだけに限定されず、透明基板への直接加工で形成しても良い。また、第３実施形態では、湾曲した基板を用いたが、湾曲していない基板を用いても、外側シール剤に大きな径の外側スペーサーを設けるので、内側のシール材における間隙より基板端部における間隙の方が大きくなり、同様な効果が得られる。 In the above description, the first transparent substrate has a Fresnel lens structure and the second transparent substrate has a structure without a Fresnel lens structure. However, the present invention is not limited to this, and the first transparent substrate and the second transparent substrate are not limited thereto. A configuration in which a Fresnel lens structure is provided on both of the substrates may be employed. Furthermore, the method for forming the Fresnel lens structure on the transparent substrate is not limited to imprinting in which a resin is disposed in the substrate, but may be formed by direct processing on the transparent substrate. Further, in the third embodiment, a curved substrate is used, but even when a non-curved substrate is used, an outer spacer having a large diameter is provided in the outer sealing agent. The gap becomes larger and the same effect can be obtained.

以上、第１実施形態から第３実施形態を個々に説明したが、それぞれの構成をあわせた構成にしても構わない。端部の基板厚さをシール剤を配置した位置の基板厚さより薄くしながら、一方の基板をより湾曲させる形状としてもよいし、外側スペーサーを含有する外側シール剤を配置してもよい。また、いずれの実施形態においても、液晶層に面したシール剤が配置された領域内、少なくとも有効領域内における液晶層の厚さが、各々の基板を張り合わせ後においても、一定となっているので、有効領域における動作品質に問題は生じない。 As described above, the first to third embodiments have been described individually. However, the configurations may be combined. While the substrate thickness at the end is thinner than the substrate thickness at the position where the sealant is disposed, one of the substrates may be more curved, or an outer sealant containing an outer spacer may be disposed. In any of the embodiments, the thickness of the liquid crystal layer in the region where the sealant facing the liquid crystal layer is disposed, at least in the effective region, is constant even after bonding the substrates. There is no problem in the operation quality in the effective area.

本実施形態では、液晶光学素子として電子眼鏡用レンズを例に説明したが、本発明のエッジング前レンズ及びエッジングレンズは、液晶を注入後、レンズの一部（中央部）に液晶を封入し、最後に所望の形に外形カットする液晶レンズであれば、電子顕微鏡や電子カメラ、ピックアップレンズ等、光学レンズとしていかなる用途のものでも採用することが可能である。また、光学構造としてフレネルレンズを用いれば液晶レンズになるが、本発明は光学構造に特長を持っているわけではないので特にこれに限定されず、シリンドリカルレンズやプリズム、マイクロレンズアレイ等の光学構造を用いた液晶光学素子でも適用することができる。また、両方の基板内にフレネルレンズ構造などの光学構造を設けなくてもよい。例えば、基板間に形成された電極に電圧を印加し、光を制御する機能を有する
ものであっても、本発明を採用することができる。 In the present embodiment, the lens for electronic glasses is described as an example of the liquid crystal optical element. However, the pre-edging lens and the edging lens of the present invention inject liquid crystal, and then encapsulate the liquid crystal in a part of the lens (center portion). Finally, any liquid crystal lens whose outer shape is cut into a desired shape can be used for any purpose as an optical lens, such as an electron microscope, an electronic camera, or a pickup lens. Further, if a Fresnel lens is used as an optical structure, a liquid crystal lens is obtained. However, the present invention is not particularly limited because it does not have a feature in the optical structure, and an optical structure such as a cylindrical lens, a prism, or a microlens array. The present invention can also be applied to a liquid crystal optical element using the above. Further, it is not necessary to provide an optical structure such as a Fresnel lens structure in both substrates. For example, the present invention can be adopted even if it has a function of applying a voltage to electrodes formed between substrates and controlling light.

１００、１０１、１０２液晶レンズ
１１０、２１０、３１０第１透明基板
１２０、２２０、３２０第２透明基板
１３０液晶層
１４０シール剤
１４１スペーサ
１５０充填層
１６０外側シール剤
１６１外側スペーサ
ｇ１、ｇ２、ｇ３、ｇ４、ｇ５、ｇ６間隙 100, 101, 102 Liquid crystal lens 110, 210, 310 First transparent substrate 120, 220, 320 Second transparent substrate 130 Liquid crystal layer 140 Sealing agent 141 Spacer 150 Filling layer 160 Outer sealing agent 161 Outer spacer g1, g2, g3, g4 , G5, g6 gap

Claims

第１基板及び第２基板を有し、前記第１基板と前記第２基板との間にシール剤を配置し、前記第１基板と前記第２基板との間で前記シール剤の内側には液晶層を備え、前記第１基板と前記第２基板との間で前記シール剤から前記基板の端部までの間の外側領域には樹脂の充填層を備えた液晶光学素子であって、
前記シール剤の内側における前記第１基板と前記第２基板との間隙が一定であり、
前記外側領域における前記第１基板と前記第２基板との間隙が、前記シール剤の配置位置から前記基板端部に向って次第に大きくなっていることを特徴とする液晶光学素子。 A first substrate and a second substrate; a sealant is disposed between the first substrate and the second substrate; and the sealant is disposed between the first substrate and the second substrate inside the sealant. A liquid crystal optical element comprising a liquid crystal layer, and comprising a resin-filled layer in an outer region between the first substrate and the second substrate between the sealant and an end of the substrate ,
A gap between the first substrate and the second substrate inside the sealant is constant,
A liquid crystal optical element , wherein a gap between the first substrate and the second substrate in the outer region is gradually increased from an arrangement position of the sealing agent toward the end of the substrate .

前記第１基板と前記第２基板のうち、少なくとも一方の基板の厚さが、前記シール剤の配置位置から前記基板端部に向って次第に薄くなっていることを特徴とする請求項１記載の液晶光学素子。 The thickness of at least one board | substrate among the said 1st board | substrate and the said 2nd board | substrate is gradually thinned toward the said board | substrate edge part from the arrangement position of the said sealing agent . Liquid crystal optical element.

前記第１基板と前記第２基板のうち、少なくとも一方は、他方より大きく湾曲しており、前記外側領域における前記第１基板と前記第２基板との間隙が、前記シール剤の配置位置から前記基板端部に向って次第に大きくなるように、前記第１基板及び第２基板を配置していることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶光学素子。 Of the first substrate and the second substrate, at least one is curved larger than the other, the gap between the first substrate in the outer region and the second substrate, wherein the position of the sealant 3. The liquid crystal optical element according to claim 1, wherein the first substrate and the second substrate are arranged so as to gradually increase toward an end portion of the substrate .

前記シール剤又は前記液晶層の中には内側スペーサを含み、前記シール剤より外側には外側シール剤を配置し、この外側シール剤には前記内側スペーサより大きい外側スペーサを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶光学素子。 The sealing agent or the liquid crystal layer includes an inner spacer, and an outer sealing agent is disposed outside the sealing agent, and the outer sealing agent includes an outer spacer larger than the inner spacer. The liquid crystal optical element according to any one of claims 1 to 3.

前記第１基板と前記第２基板のうち、基板表面形状が平面に近い方に、光学構造体を設けることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶光学素子。 5. The liquid crystal optical element according to claim 1, wherein an optical structure is provided on a surface of the first substrate and the second substrate that is close to a flat surface.

第１基板と第２基板とを用意する基板用意工程と、前記第１基板と前記第２基板との間にシール剤を配置するシール剤配置工程と、前記第１基板と前記第２基板との間で前記シ
ール剤の内側に液晶層を配置する液晶配置工程と、前記第１基板と前記第２基板との間で前記シール剤から前記基板の端部までの間の外側領域に樹脂の充填層を配置する樹脂配置工程とを有する液晶光学素子の製造方法であって、
前記基板用意工程では、前記第１基板と前記第２基板のうち、少なくとも一方の基板の厚さが、前記シール剤を配置するところの位置から前記基板端部に向って次第に薄くなっている基板を用意し、
前記樹脂配置工程の前に、前記シール剤の内側における前記第１基板と前記第２基板との間隙が一定となるように、かつ、前記外側領域における前記第１基板と前記第２基板との間隙が、前記シール剤の配置位置から前記基板端部に向って次第に大きくなるように前記第１基板と前記第２基板とを重ね合わせる工程を有することを特徴とする液晶光学素子の製造方法。 A substrate preparing step of preparing a first substrate and a second substrate, a sealing agent disposing step of disposing a sealing agent between the first substrate and the second substrate, the first substrate and the second substrate; A liquid crystal disposing step of disposing a liquid crystal layer inside the sealant between the first substrate and the second substrate, and a resin in an outer region between the sealant and an end of the substrate between the first substrate and the second substrate. A method for producing a liquid crystal optical element having a resin arrangement step of arranging a filling layer ,
Substrate and in the substrate preparing step, one of the first substrate and the second substrate, the thickness of at least one of the substrates, toward the substrate edge from a position at which to place the sealant gradually becomes thinner was prepared,
Before the resin placement process, such that a gap between the first substrate and the second substrate in an inner side of the sealant is constant, and the first substrate and the second substrate in the outer region gap, a method of manufacturing a liquid crystal optical element characterized by having a step of superimposing said first substrate so as to gradually increase toward the substrate edge from the position of the sealing agent and the second substrate.

第１基板と第２基板とを用意する基板用意工程と、前記第１基板と前記第２基板との間にシール剤を配置するシール剤配置工程と、前記第１基板と前記第２基板との間で前記シール剤の内側に液晶層を配置する液晶配置工程と、前記第１基板と前記第２基板との間で前記シール剤から前記基板の端部までの間の外側領域に樹脂の充填層を配置する樹脂配置工程とを有する液晶光学素子の製造方法であって、
前記基板用意工程では、前記第１基板と前記第２基板のうち、少なくとも一方は前記外側領域となるところが、他方より大きく湾曲している基板を用意し、
前記樹脂配置工程の前に、前記シール剤の内側における前記第１基板と前記第２基板との間隙が一定となるように、かつ、前記外側領域における前記第１基板と前記第２基板との間隙が、前記シール剤の配置位置から前記基板端部に向って次第に大きくなるように前記第１基板と前記第２基板とを重ね合わせる工程を有することを特徴とする液晶光学素子の製造方法。 A substrate preparing step of preparing a first substrate and a second substrate, a sealing agent disposing step of disposing a sealing agent between the first substrate and the second substrate, the first substrate and the second substrate; A liquid crystal disposing step of disposing a liquid crystal layer inside the sealant between the first substrate and the second substrate, and a resin in an outer region between the sealant and an end of the substrate between the first substrate and the second substrate. A method for producing a liquid crystal optical element having a resin arrangement step of arranging a filling layer ,
In the substrate preparation step , at least one of the first substrate and the second substrate is prepared as a substrate that is curved more than the other where the outer region is formed ,
Before the resin placement process, such that a gap between the first substrate and the second substrate in an inner side of the sealant is constant, and the first substrate and the second substrate in the outer region gap, a method of manufacturing a liquid crystal optical element characterized by having a step of superimposing said first substrate so as to gradually increase toward the substrate edge from the position of the sealing agent and the second substrate.

第１基板と第２基板とを用意する基板用意工程と、前記第１基板と前記第２基板との間にシール剤を配置するシール剤配置工程と、前記第１基板と前記第２基板との間で前記シール剤の内側に液晶層を配置する液晶配置工程と、前記第１基板と前記第２基板との間で前記シール剤から前記基板の端部までの間の外側領域に樹脂の充填層を配置する樹脂配置工程とを有する液晶光学素子の製造方法であって、
前記シール剤配置工程で用いられる前記シール剤の中、又は前記液晶層の中に内側スペーサを含み、前記シール剤配置工程とは別に、前記シール剤より外側に、前記内側スペーサよりも大きい外側スペーサを含む外側シール剤を配置する外側シール剤配置工程を有し、
前記樹脂配置工程の前に、前記シール剤の内側における前記第１基板と前記第２基板との間隙が一定となるように、かつ、前記外側領域における前記第１基板と前記第２基板との間隙が、前記シール剤の配置位置から前記基板端部に向って次第に大きくなるように前記第１基板と前記第２基板とを重ね合わせる工程を有することを特徴とする液晶光学素子の製造方法。 A substrate preparing step of preparing a first substrate and a second substrate, a sealing agent disposing step of disposing a sealing agent between the first substrate and the second substrate, the first substrate and the second substrate; A liquid crystal disposing step of disposing a liquid crystal layer inside the sealant between the first substrate and the second substrate, and a resin in an outer region between the sealant and an end of the substrate between the first substrate and the second substrate. A method for producing a liquid crystal optical element having a resin arrangement step of arranging a filling layer ,
In the sealing agent used in the sealing agent arranging step, or in the liquid crystal layer, an inner spacer is included, and separately from the sealing agent arranging step, an outer spacer larger than the inner spacer outside the sealing agent. An outer sealant placement step of placing an outer sealant comprising :
Before the resin placement process, such that a gap between the first substrate and the second substrate in an inner side of the sealant is constant, and the first substrate and the second substrate in the outer region gap, a method of manufacturing a liquid crystal optical element characterized by having a step of superimposing said first substrate so as to gradually increase toward the substrate edge from the position of the sealing agent and the second substrate.

前記外側領域で前記第１透明基板、前記第２透明基板及び前記樹脂の充填層を切削する外形カット工程を含むことを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の液晶光学素子の製造方法。 The liquid crystal optical element according to claim 6 , further comprising an outer shape cutting step of cutting the first transparent substrate, the second transparent substrate, and the resin filling layer in the outer region. Manufacturing method.