(57)【要約】【課題】本発明は、光照射による光電効果の影響が小さい液晶素子の抵抗膜を提供する。【解決手段】本発明の抵抗膜は、少なくとも、液晶層、前記液晶層の厚み方向の一方側に配置されている第１電極層、及び、前記液晶層を挟んで前記第１電極層の反対側に配置され、前記第１電極層との間に電圧が印加されて前記液晶層に電界を形成する第２電極層とで液晶素子を構成し、少なくとも一部が前記液晶層と前記第１電極層とに挟まれている抵抗膜であって、前記抵抗膜のシート抵抗の低下率は、３０％以下である。【選択図】図４Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、液晶層、前記液晶層の厚み方向の一方側に配置されている第１電極層、及び、前記液晶層を挟んで前記第１電極層の反対側に配置され、前記第１電極層との間に電圧が印加されて前記液晶層に電界を形成する第２電極層とで液晶素子を構成し、少なくとも一部が前記液晶層と前記第１電極層とに挟まれている抵抗膜であって、
下記の測定条件における、前記抵抗膜のシート抵抗の低下率は、３０％以下である、
抵抗膜。
前記測定条件は、（１）２５０ｌｕｘの環境光のもとで、ガラス基板上に厚み１００ｎｍの前記抵抗膜を配置し、前記抵抗膜における前記ガラス基板側と反対側の表面に中心電極と前記中心電極を周方向全周に亘って囲む周囲電極とを有するシート抵抗測定端子を接触させて６０秒経過した後に、（２）前記ガラス基板に向けて前記抵抗膜の面上に４００００ｌｕｘのＬＥＤ光を３６０秒間照射しながら、前記中心電極と前記周囲電極との間に６．７×１０２Ｖ／ｍ以上６．７×１０５Ｖ／ｍ以下の電界が形成されるように、前記中心電極と前記周囲電極とに電圧を印加して、前記シート抵抗測定端子により得られる前記シート抵抗の時間変化を記録する。
ここで、前記低下率は、０秒時における前記シート抵抗を３６０秒時における前記シート抵抗で除した値の百分率とする。
【請求項２】
前記抵抗膜の材料は、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｚｎ及びＧａのうちの少なくとも１つの酸化物を含む、
請求項１に記載の抵抗膜。
【請求項３】
前記抵抗膜の材料は、少なくともＳｎＯ２及びＳｉＯ２の組み合せを含み、
前記組み合せにおける前記ＳｉＯ２の組成比は、３０％以下である、
請求項２に記載の抵抗膜。
【請求項４】
前記抵抗膜の材料は、少なくともＳｎＯ２及びＳｉＯ２の組み合せを含み、
前記組み合せにおける前記ＳｉＯ２の組成比は、１５％以下である、
請求項２に記載の抵抗膜。
【請求項５】
前記抵抗膜の材料は、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｚｎ及びＧａのうちの少なくとも１つの窒化物を含む、
請求項１又は２に記載の抵抗膜。
【請求項６】
前記抵抗膜の材料は、少なくともＺｎＯ及びＧａ２Ｏ３の組み合せを含み、
前記組み合せに対する前記Ｇａ２Ｏ３の組成比は、１５％以下である、
請求項１又は２に記載の抵抗膜。
【請求項７】
前記抵抗膜の材料は、少なくともＺｎＯ及びＧａ２Ｏ３の組み合せを含み、
前記組み合せに対する前記Ｇａ２Ｏ３の組成比は、５％以下である、
請求項１又は２に記載の抵抗膜。
【請求項８】
前記抵抗膜の材料は、更にＳｉＯ２を含み、
前記組み合せ及び前記ＳｉＯ２における前記ＳｉＯ２の組成比は、２０％以下である、
請求項７に記載の抵抗膜。
【請求項９】
前記抵抗膜の材料は、更にＳｉＯ２を含み、
前記組み合せ及び前記ＳｉＯ２における前記ＳｉＯ２の組成比は、１０％以下である、
請求項７に記載の抵抗膜。
【請求項１０】
少なくとも、液晶層、前記液晶層の厚み方向の一方側に配置されている第１電極層、及び、前記液晶層を挟んで前記第１電極層の反対側に配置され、前記第１電極層との間に電圧が印加されて前記液晶層に電界を形成する第２電極層とで液晶素子を構成し、少なくとも一部が前記液晶層と前記第１電極層とに挟まれている抵抗膜であって、
前記抵抗膜の材料は、少なくともＳｎＯ２及びＳｉＯ２の組み合せを含み、
前記組み合せにおける前記ＳｉＯ２の組成比は、３０％以下である、
抵抗膜。
【請求項１１】
少なくとも、液晶層、前記液晶層の厚み方向の一方側に配置されている第１電極層、及び、前記液晶層を挟んで前記第１電極層の反対側に配置され、前記第１電極層との間に電圧が印加されて前記液晶層に電界を形成する第２電極層とで液晶素子を構成し、少なくとも一部が前記液晶層と前記第１電極層とに挟まれている抵抗膜であって、
前記抵抗膜の材料は、少なくともＺｎＯ及びＧａ２Ｏ３の組み合せを含み、
前記組み合せにおける前記Ｇａ２Ｏ３の組成比は、１５％以下である、
抵抗膜。
【請求項１２】
少なくとも、液晶層、前記液晶層の厚み方向の一方側に配置されている第１電極層、及び、前記液晶層を挟んで前記第１電極層の反対側に配置され、前記第１電極層との間に電圧が印加されて前記液晶層に電界を形成する第２電極層とで液晶素子を構成し、少なくとも一部が前記液晶層と前記第１電極層とに挟まれている抵抗膜であって、
前記抵抗膜の材料は、少なくともＺｎＯ及びＧａ２Ｏ３の組み合せを含み、
前記組み合せにおける前記Ｇａ２Ｏ３の組成比は、５％以下である、
抵抗膜。
【請求項１３】
少なくとも、液晶層、前記液晶層の厚み方向の一方側に配置されている第１電極層、及び、前記液晶層を挟んで前記第１電極層の反対側に配置され、前記第１電極層との間に電圧が印加されて前記液晶層に電界を形成する第２電極層とで液晶素子を構成し、少なくとも一部が前記液晶層と前記第１電極層とに挟まれている抵抗膜であって、
前記抵抗膜の材料は、少なくともＺｎＯ及びＧａ２Ｏ３並びにＳｉＯ２の組み合せを含み、
前記ＺｎＯ及び前記Ｇａ２Ｏ３における前記Ｇａ２Ｏ３の組成比は、５％以下であり、
前記組み合せにおける前記ＳｉＯ２の組成比は、２０％以下である、
抵抗膜。
【請求項１４】
少なくとも、液晶層、前記液晶層の厚み方向の一方側に配置されている第１電極層、及び、前記液晶層を挟んで前記第１電極層の反対側に配置され、前記第１電極層との間に電圧が印加されて前記液晶層に電界を形成する第２電極層とで液晶素子を構成し、少なくとも一部が前記液晶層と前記第１電極層とに挟まれている抵抗膜であって、
前記抵抗膜の材料は、少なくともＺｎＯ及びＧａ２Ｏ３並びにＳｉＯ２の組み合せを含み、
前記ＺｎＯ及び前記Ｇａ２Ｏ３における前記Ｇａ２Ｏ３の組成比は、５％以下であり、
前記組み合せにおける前記ＳｉＯ２の組成比は、１０％以下である、
抵抗膜。
【請求項１５】
液晶層と、
前記液晶層の厚み方向の一方側に配置されている第１電極層と、
前記液晶層を挟んで前記第１電極層の反対側に配置され、前記第１電極層との間に電圧が印加されて前記液晶層に電界を形成する第２電極層と、
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の抵抗膜と、
を備える液晶素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗膜及び液晶素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び２には、液晶層と、前記液晶層の厚み方向の一方側に配置されている電極層と、前記液晶層を挟んで前記電極層の反対側に配置され、前記電極層との間に電圧が印加されて前記液晶層に電界を形成する他の電極層と、一部が前記液晶層と前記電極層とに挟まれている抵抗膜とを備えた液晶レンズが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０１７７４２号公報
【特許文献２】特開２０１４−０３２３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記構成の液晶レンズを使用した場合、すなわち、電極層と他の電極層との間に電圧を印加して液晶レンズに光を入射させて液晶レンズをレンズとして使用した場合、本願の発明者らは当該液晶レンズによる光の屈折率分布が徐々に変化する現象を観察した。
また、本願の発明者らは、その原因について試験研究の結果、液晶レンズへ入射する光が抵抗膜で光電効果を生じさせることで抵抗膜の抵抗値が変動することが原因であることを解明した。
以上より、本願の発明者らは、液晶レンズを構成する抵抗膜を、光が入射しても抵抗値が変動し難いものとすることで、上記現象を起こり難くすることができることを見出した。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題としては、光照射による光電効果の影響が小さい液晶素子の抵抗膜を提供することが一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、
少なくとも、液晶層、前記液晶層の厚み方向の一方側に配置されている第１電極層、及び、前記液晶層を挟んで前記第１電極層の反対側に配置され、前記第１電極層との間に電圧が印加されて前記液晶層に電界を形成する第２電極層とで液晶素子を構成し、少なくとも一部が前記液晶層と前記第１電極層とに挟まれている抵抗膜であって、
下記の測定条件における、前記抵抗膜のシート抵抗の低下率は、３０％以下である、
抵抗膜、である。
前記測定条件は、（１）２５０ｌｕｘの環境光のもとで、ガラス基板上に厚み１００ｎｍの前記抵抗膜を配置し、前記抵抗膜における前記ガラス基板側と反対側の表面に中心電極と前記中心電極を周方向全周に亘って囲む周囲電極とを有するシート抵抗測定端子を接触させて６０秒経過した後に、（２）前記ガラス基板に向けて前記抵抗膜の面上に４００００ｌｕｘのＬＥＤ光を３６０秒間照射しながら、前記中心電極と前記周囲電極との間に６．７×１０２Ｖ／ｍ以上６．７×１０５Ｖ／ｍ以下の電界が形成されるように、前記中心電極と前記周囲電極とに電圧を印加して、前記シート抵抗測定端子により得られる前記シート抵抗の時間変化を記録する。
ここで、前記低下率は、０秒時における前記シート抵抗を３６０秒時における前記シート抵抗で除した値の百分率とする。
【０００７】
請求項９に記載の発明は、
少なくとも、液晶層、前記液晶層の厚み方向の一方側に配置されている第１電極層、及び、前記液晶層を挟んで前記第１電極層の反対側に配置され、前記第１電極層との間に電圧が印加されて前記液晶層に電界を形成する第２電極層とで液晶素子を構成し、少なくとも一部が前記液晶層と前記第１電極層とに挟まれている抵抗膜であって、
前記抵抗膜の材料は、少なくともＳｎＯ２及びＳｉＯ２の組み合せを含み、
前記組み合せにおける前記ＳｉＯ２の組成比は、３０％以下である、
抵抗膜、である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】第１実施形態の液晶レンズの概略図（断面図）である。
【図１Ｂ】第１実施形態の液晶レンズの概略図（平面図）である。
【図２Ａ】液晶レンズを構成する抵抗膜のシート抵抗の測定方法を説明するための模式図である。
【図２Ｂ】シート抵抗の測定方法に用いる光源の条件をまとめた表である。
【図２Ｃ】シート抵抗の測定方法に用いる光源が出射する波長分布のグラフである。
【図３Ａ】比較形態の抵抗膜におけるＳｎＯ２の組成率とシート抵抗の低下率との関係をまとめた表である。
【図３Ｂ】図３Ａの各組成率の抵抗膜に対するシート抵抗の時間変化特性のグラフである。
【図３Ｃ】液晶レンズにおける、抵抗膜の抵抗値の違いと電界強度との関係を示す模式図である。
【図４Ａ】第１実施形態の抵抗膜におけるＳｉＯ２の組成率とシート抵抗の低下率との関係をまとめた表である。
【図４Ｂ】図４Ａの各組成率の抵抗膜に対するシート抵抗の時間変化特性のグラフである。
【図５Ａ】第２実施形態の抵抗膜におけるＧａ２Ｏ３の組成率とシート抵抗の低下率との関係をまとめた表である。
【図５Ｂ】図５Ａの各組成率の抵抗膜に対するシート抵抗の時間変化特性のグラフである。
【図６Ａ】第３実施形態の抵抗膜におけるＳｉＯ２の組成率とシート抵抗の低下率との関係をまとめた表である。
【図６Ｂ】図６Ａの各組成率の抵抗膜に対するシート抵抗の時間変化特性のグラフである。
【図７Ａ】第１変形例の液晶レンズの概略図（断面図）である。
【図７Ｂ】第１変形例の液晶レンズの概略図（平面図）である。
【図８Ａ】第２変形例の液晶レンズの概略図（断面図）である。
【図８Ｂ】第２変形例の液晶レンズの概略図（平面図）である。
【図９Ａ】図９Ｂ〜図９Ｄの条件、測定結果等をまとめた表である。
【図９Ｂ】初期抵抗値（上記第２ステップの０秒時）における干渉縞写真（電源周波数固定で駆動）を示す。
【図９Ｃ】実施例の干渉縞写真であって、抵抗値３０％低下時における干渉縞写真（電源周波数固定で駆動）を示す。
【図９Ｄ】比較例の干渉縞写真であって、抵抗値９０％低下時における干渉縞写真（電源周波数固定で駆動）を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
≪概要≫
以下、第１〜第３実施形態及びその変形例について、これらの記載順で説明する。なお、参照するすべての図面では同様の機能を有する構成要素に同様の符号を付し、明細書では適宜説明を省略する。
【００１０】
≪第１実施形態≫
以下、第１実施形態について、図１Ａ〜図４Ｂを参照しながら説明する。まず、本実施形態の液晶レンズ１０（液晶素子の一例、図１Ａ及び図１Ｂ参照）の構成及び機能について説明する。次いで、本実施形態の液晶レンズ１０の動作について説明する。次いで、本実施形態の効果について説明する。
【００１１】
＜第１実施形態の液晶レンズの構成及び機能＞
図１Ａ及び図１Ｂは本実施形態の液晶レンズ１０の概略図であって、図１Ａは断面図、図１Ｂは平面図である。液晶レンズ１０の構成及び機能の説明について、特に断りがない限り、図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら説明する。
【００１２】
本実施形態の液晶レンズ１０は、一例として、直方体状とされている。参照する図（図１Ａ、１Ｂ等）では、液晶レンズ１０の幅方向を符号Ｘ、奥行き方向を符号Ｙ、厚み方向を符号Ｚと表記する。
本実施形態の液晶レンズ１０は、液晶層２０と、第１配向膜３０と、第２配向膜３２と、抵抗膜４０と、第１電極層５０と、第２電極層５２と、第１ガラス基板６０と、第２ガラス基板６２と、隔壁７０とを備えている。
本実施形態の液晶レンズ１０は、第１電極層５０と第２電極層５２との間に駆動電源ＰＳから予め定められた電圧が印加されることで、液晶層２０に定められた電界（一例として図３Ｃの「最適なＲ（抵抗値）」による電界曲線を参照）を形成するようになっている。その結果、液晶レンズ１０は、液晶層２０に定められた電界が形成されることで液晶層２０の液晶分子２２の配向を変更させてレンズとして機能するようになっている。
【００１３】
〔液晶層並びに第１配向膜及び第２配向膜〕
本実施形態の液晶層２０は、複数の液晶分子２２を含む層とされている。複数の液晶分子２２は、それぞれ長尺状とされ、周囲に形成される電界によりその姿勢（配向）が変化するようになっている。
第１配向膜３０及び第２配向膜３２は、それぞれ、液晶層２０の厚み方向の両側に配置されている。第１配向膜３０及び第２配向膜３２の対向面（それぞれの液晶層２０側に向く面）には、互いに逆平行（アンチパラレル）にラビングが施されている。そして、第１配向膜３０及び第２配向膜３２は、それぞれ、電界が形成された液晶層２０の各液晶分子２２を定められた方向に並べるための膜として機能する。
なお、上記の説明では、液晶層２０の厚み方向の両側にそれぞれ第１配向膜３０と第２配向膜３２とが配置されているとしたが、実際には第１配向膜３０と第２配向膜３２と互いに対向するように配置されているその対向領域に液晶層２０が構成されているといえる。
【００１４】
〔抵抗膜〕
本実施形態の抵抗膜４０は、第１配向膜３０の厚み方向における液晶層２０の反対側に配置されている。また、本実施形態の抵抗膜４０における厚み方向から見た中央部分は、一例として、当該反対側に突出した円柱とされている。また、当該中央部分の厚みは、一例として、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下に設定されている。そして、抵抗膜４０は、その一部が第１配向膜３０及び液晶層２０と、第１電極層５０とに挟まれている。
【００１５】
また、本実施形態の抵抗膜４０は、以下のような特徴を有する。
〈特徴１〉
本実施形態の抵抗膜４０のシート抵抗（表面抵抗率）は、一例として、１.０×１０４Ω／ｓｑ以上１.０×１０１５Ω／ｓｑ以下とされている。ここで、本明細書では、「ｓｑ」は、任意の大きさの正方形を意味する。ただし、抵抗膜４０は、そのシート抵抗（表面抵抗率）が一例として１.０×１０８Ω／ｓｑ以上１.０×１０１０Ω／ｓｑ以下であると、液晶レンズ１０に使い易い。
〈特徴２〉
本実施形態の抵抗膜４０における可視光領域の光の透過率は、一例として、８０％以上とされている。
〈特徴３〉
本実施形態の抵抗膜４０のシート抵抗の低下率は、一例として、３０％以下である。ここで、本明細書における「低下率」の定義については後述する。
〈特徴４〉
本実施形態の抵抗膜４０の材料は、一例として、少なくともＳｎＯ２及びＳｉＯ２の組み合せ（後述する図４Ａ及び図４ＢではＳｎＯ２−ＳｉＯ２膜と表記）を含む。すなわち、本実施形態の抵抗膜４０の材料は、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｚｎ及びＧａのうちの少なくとも１つの酸化物を含む。また、ＳｎＯ２及びＳｉＯ２の組み合せにおけるＳｉＯ２の組成比は、３０％以下である。ここで、本明細書における「組成比」とは、モル比を意味する。
〈特徴５（製造方法における特徴）〉
また、本実施形態の抵抗膜４０は、一例として、以下のような方法により製造される。具体的には、その製造方法は、反応性スパッタリング法、イオンプレ−ティング法、真空蒸着法及び化学気相成長（ＣＶＤ；chemical vapor deposition）法とされている。また、本実施形態の抵抗膜４０は、成膜後に５００℃以下の大気中又は酸素雰囲気中において熱処理されて製造される。
【００１６】
〔第１電極層及び第２電極層〕
第１電極層５０及び第２電極層５２は、それぞれ、液晶層２０の厚み方向の両側に配置されている。具体的には、第１電極層５０は、その厚み方向の中央に抵抗膜４０の円柱が嵌る貫通孔が形成された層とされている。これに対して、第２電極層５２は、第２配向膜３２を挟んで液晶層２０の反対側に配置されている。
そして、第１電極層５０と第２電極層５２とは、それぞれ、駆動電源ＰＳに接続されている。
【００１７】
〔第１ガラス基板及び第２ガラス基板並びに隔壁〕
第１ガラス基板６０及び第２ガラス基板６２は、それぞれ、液晶層２０の厚み方向の両側に配置されている。具体的には、第１ガラス基板６０は、抵抗膜４０及び抵抗膜４０に嵌っている第１電極層５０を挟んで第１配向膜３０の反対側に配置されている。これに対して、第２ガラス基板６２は、第２電極層５２を挟んで第２配向膜３２の反対側に配置されている。
また、隔壁７０は、厚み方向において第１ガラス基板６０と第２ガラス基板６２との間に配置され、前述した液晶レンズ１０の構成要素のうち第１ガラス基板６０及び第２ガラス基板６２以外の構成要素を幅方向の両側及び奥行方向の両側から囲んでいる。なお、図１Ａでは、隔壁７０における奥行き方向の部分の図示が省略されている。
【００１８】
以上が、本実施形態の液晶レンズ１０の構成及び機能についての説明である。
【００１９】
＜第１実施形態の液晶レンズの動作＞
次に、本実施形態の液晶レンズ１０の動作について図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら説明する。
まず、駆動電源ＰＳは、予め定められた電圧を第１電極層５０と第２電極層５２との間に印加する（一例として、第１電極層５０には４．０Ｖｒｍｓ、第２電極層５２には０．３Ｖｒｍｓ）。この場合、予め定められた電圧は、交流電圧に設定されている。
その結果、液晶レンズ１０では、液晶層２０がコンデンサとしての機能、抵抗膜４０が抵抗としての機能を有し、かつ、格子回路でもあるＣＲ回路を構成する。
【００２０】
そして、本実施形態の液晶レンズ１０は、厚み方向における第２ガラス基板６２側から第１ガラス基板６０側が凸方向となる凸レンズを形成する。
【００２１】
以上が、本実施形態の液晶レンズ１０の動作についての説明である。
【００２２】
＜第１実施形態の効果＞
次に、本実施形態の効果について、図２Ａ〜図４Ｂを参照して説明する。本実施形態の効果については、本実施形態を後述する比較形態と比較して説明する。
【００２３】
比較形態の液晶レンズ（図示省略）は、本実施形態の液晶レンズ１０の抵抗膜４０が図３Ａ及び図３Ｂに示される比較形態の抵抗膜となっている点のみ異なる。比較形態の抵抗膜は、Ｉｎ２Ｏ３及びＳｎＯ２の組み合せで構成された膜とされ（図３Ａ及び図３ＢではＳｎＯ２−ＳｉＯ２膜と表記）、各組み合せにおけるＳｎＯ２の組成比は３０％、５０％及び７０％とされている。ここで、図３Ａは、比較形態の抵抗膜におけるＳｎＯ２の組成率とシート抵抗の低下率との関係をまとめた表である。また、図３Ｂは、図３Ａの各組成率の抵抗膜に対するシート抵抗の時間変化特性のグラフである。
【００２４】
ここで、本明細書における「低下率」の定義について説明する。低下率とは、下記の測定条件により測定された、抵抗膜のシート抵抗の低下率をいう。
当該測定条件は、まず下記の（第１ステップ）を行い、次いで下記の（第２ステップ）を行う。そして、得られた測定値から算出された値である。
【００２５】
図２Ａは、液晶レンズ１０を構成する抵抗膜４０及び比較形態の抵抗膜のシート抵抗の測定方法を説明するための模式図である。下記の（第１ステップ）及び（第２ステップ）は、一例として図２Ａに示されている測定装置を用いて行われる。
【００２６】
（第１ステップ）
第１ステップでは、図２Ａに示されるように、２５０ｌｕｘの環境光のもとで、ガラス基板上に厚み１００ｎｍの抵抗膜を配置し、抵抗膜におけるガラス基板側と反対側の表面に中心電極と前記中心電極を周方向全周に亘って囲む周囲電極とを有するシート抵抗測定端子を接触させて６０秒経過させる。
【００２７】
（第２ステップ）
次いで、第２ステップでは、ガラス基板に向けて抵抗膜の面上に４００００ｌｕｘのＬＥＤ光を３６０秒間照射しながら、前記中心電極と前記周囲電極との間に６．７×１０２Ｖ／ｍ以上６．７×１０５Ｖ／ｍ以下の電界が形成されるように、前記中心電極と前記周囲電極とに１Ｖ以上１０００Ｖ以下の電圧を印加して、前記シート抵抗測定端子により得られる前記シート抵抗の時間変化を記録する。当該記録は、シート抵抗測定部本体により行う。
そして、「低下率」は、０秒時における前記シート抵抗を３６０秒時（３６０秒経過時）における前記シート抵抗で除した値の百分率とする。
【００２８】
ここで、第２ステップでのＬＥＤ光は、一例として、日本エクスレディア株式会社（XLEDIA JAPAN CORPORATION）製のＸ１２５Ｎを用いて行う。図２Ｂは、シート抵抗の測定方法に用いる光源（図中の高輝度ＬＥＤ）であるＸ１２５Ｎの仕様をまとめた表である。さらに、図２Ｃは、シート抵抗の測定方法に用いる光源（Ｘ１２５Ｎ）が出射する波長分布のグラフである。
また、第２ステップで使用するシート抵抗測定端子とシート抵抗測定部本体との組み合せは、三菱ケミカル（株）製のハイレレスタ（登録商標）である。
以上が、本明細書における抵抗膜の「低下率」の定義である。
【００２９】
以上のような方法により測定した比較形態の抵抗膜は、図３Ａに示されるように、それぞれ、低下率が９０.２８％以上９２．２５％以下の範囲であった。その結果、比較形態の液晶レンズは、使用開始時（電圧印加時かつ光照射開始時）の抵抗膜のシート抵抗が使用時（例えば光照射開始から３６０秒経過時に）、例えば１桁程度下降する。これに伴い、図３Ｃの電界強度のグラフに示されるように、例えば使用開始時に「最適なＲ」で示されるスペクトルが時間の経過とともに３６０秒経過時には「Ｒが小さい」で示されるスペクトルに変化する。
そして、比較形態の抵抗膜を用いて、図１Ａ及び図１Ｂに示される液晶レンズを作製し、液晶レンズの性能を表す干渉縞を観察した。当該液晶レンズの直径は２ｍｍ、測定波長は６３５ｎｍである。ここで、後述する各図（図９Ｂ〜図９Ｄ）の条件、測定結果等をまとめた表である。図９Ｂは、初期抵抗値（上記第２ステップの０秒時）における干渉縞写真（電源周波数固定で駆動）を示す。図９Ｄは、抵抗値９０％低下時における干渉縞写真（電源周波数固定で駆動）を示す。干渉縞写真は、レンズ内の光学位相差を表しており、その本数が多いほどレンズパワーが大きい。
そして、比較形態の液晶レンズは、初期に図９Ｂに示される干渉縞が観察されるレンズとして機能していたが光照射開始から３６０秒経過時には図９Ｄに示されるように干渉縞の数が少ないレンズになってしまう。すなわち、比較形態の液晶レンズは、初期から３６０秒経過時になると、干渉縞の本数が６．５本から２．０本となり（図９Ａ参照）、その屈折率分布が大きく変化したレンズとなってしまう。また、比較形態の液晶レンズは、初期から３６０秒経過時になると、焦点距離が２４０ｍｍから７８０ｍｍとなり、レンズパワーは４．１７から１．２８と６９．３％減る。なお、比較形態の抵抗膜に電圧のみを印加し光照射を行わない場合には、上記のようなシート抵抗の低下は起こらなかった。
【００３０】
次に、本実施形態の場合について説明する。図４Ａは、本実施形態の抵抗膜４０におけるＳｉＯ２の組成率とシート抵抗の低下率との関係をまとめた表である。図４Ｂは、図４Ａの各組成率の抵抗膜４０に対するシート抵抗の時間変化特性のグラフである。
本実施形態の抵抗膜４０は、図４Ａに示されるように、それぞれ、低下率が３０％以下（実際には２８．６３％以下）であった。特に、ＳｉＯ２の組成率が１５％の場合の低下率は１５．７９％であった。すなわち、本実施形態の抵抗膜４０は、比較形態の抵抗膜に比べて、低下率が小さい。
そして、本願の発明者らの試験によれば、図９Ｃに示されるように、低下率が３０％以下であれば、液晶レンズ１０としての機能を果たせることが分かった。ここで、図９Ｃは、前述の比較形態場合と同じ条件における、抵抗値３０％低下時における干渉縞写真（電源周波数固定で駆動）を示す。本実施形態の液晶レンズは、初期に図９Ｂに示されるようにレンズとして機能していたところ、光照射開始から３６０秒経過時には図９Ｃに示されるように干渉縞が１本減る程度であった（図９Ａ参照）。すなわち、本実施形態の液晶レンズ１０は、初期から３６０秒経過時になると、干渉縞の本数が６．５本から６．０本となるものの（図９Ａ参照）、比較形態の場合よりも減少数が少ない。また、本実施形態の液晶レンズは、初期から３６０秒経過時になると、焦点距離が２４０ｍｍから２６０ｍｍとなり、レンズパワーは４．１７から３．８５と７．７％減る。しかしながら、本実施形態の場合の焦点距離の変動距離及びレンズパワーの減少率は、それぞれ、比較形態の場合に比べて小さい（図９Ａ参照）。そして、本実施形態の抵抗膜４０は、図４Ａに示されるいずれの組成比の場合であっても同様に液晶レンズ１０としての機能の変化が比較形態の場合に比べて小さいことが分かった。
【００３１】
以上より、本実施形態の抵抗膜４０は、比較形態の抵抗膜と異なり、光照射による光電効果の影響が小さい（シート抵抗が低下し難い）。これに伴い、本実施形態の抵抗膜４０を備えた液晶レンズ１０は、レンズ特性（屈折率の変化）が維持され易い。本効果は、特に、ＳｉＯ２の組成率が１５％の場合に顕著となる。
【００３２】
以上が、本実施形態の液晶レンズ１０の効果についての説明である。また、以上が、第１実施形態についての説明である。
【００３３】
≪第２実施形態≫
次に、第２実施形態について図５Ａ及び図５Ｂを参照しながら説明する。
本実施形態は、本実施形態の液晶レンズ１０の抵抗膜４０が図５Ａ及び図５Ｂに示される本実施形態の抵抗膜となっている点のみ異なる。本実施形態の抵抗膜は、ＺｎＯ及びＧａ２Ｏ３の組み合せで構成された膜とされ（図５Ａ及び図５ＢではＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３膜と表記）、各組み合せにおけるＧａ２Ｏ３の組成比は５％、１０％及び１５％とされている。ここで、図５Ａは、本実施形態の抵抗膜におけるＧａ２Ｏ３の組成率とシート抵抗の低下率との関係をまとめた表である。また、図５Ｂは、図５Ａの各組成率の抵抗膜に対するシート抵抗の時間変化特性のグラフである。
【００３４】
本実施形態の抵抗膜は、図５Ａに示されるように、それぞれ、低下率が３０％以下（実際には２５．８６％以下）であった。特に、Ｇａ２Ｏ３の組成率が５％の場合の低下率は０．９２％であった。すなわち、本実施形態の抵抗膜は、比較形態の抵抗膜に比べて、低下率が小さい。また、Ｇａ２Ｏ３の組成率が５％の場合の低下率は、第１実施形態の場合に比べて格段に小さい。
【００３５】
以上より、本実施形態の場合は、第１実施形態の場合と同様の効果を奏する。なお、Ｇａ２Ｏ３の組成率が５％の場合は、第１実施形態の場合よりも格段に光照射による光電効果の影響が小さい。
【００３６】
以上が、第２実施形態についての説明である。
【００３７】
≪第３実施形態≫
次に、第３実施形態について図６Ａ及び図６Ｂを参照しながら説明する。
本実施形態は、本実施形態の液晶レンズ１０の抵抗膜４０が図６Ａ及び図６Ｂに示される本実施形態の抵抗膜となっている点のみ異なる。本実施形態の抵抗膜は、第２実施形態の抵抗膜のうちＧａ２Ｏ３の組成率が５％の場合の抵抗膜に、更にＳｉＯ２を含んだ抵抗膜とされ（図６Ａ及び図６Ｂでは〔ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３（５％）〕−ＳｉＯ２膜と表記）、各組み合せにおけるＳｉＯ２の組成比は１０％、１５％及び２０％とされている。ここで、図６Ａは、本実施形態の抵抗膜におけるＳｉＯ２の組成率とシート抵抗の低下率との関係をまとめた表である。また、図６Ｂは、図６Ａの各組成率の抵抗膜に対するシート抵抗の時間変化特性のグラフである。
【００３８】
本実施形態の抵抗膜は、図６Ａに示されるように、それぞれ、低下率が３０％以下（実際には２５．１９％以下）であった。特に、ＳｉＯ２の組成率が１０％の場合の低下率は０．２６％であった。すなわち、本実施形態の抵抗膜は、比較形態の抵抗膜に比べて、低下率が小さい。また、ＳｉＯ２の組成率が１０％の場合の低下率は、第２実施形態のＧａ２Ｏ３の組成率が５％の場合に比べて更に小さい。
【００３９】
以上より、本実施形態の場合は、第１実施形態の場合と同様の効果を奏する。なお、ＳｉＯ２の組成率が１０％の場合は、第１実施形態の場合よりも格段に光照射による光電効果の影響が小さい。ＳｉＯ２の組成率が１０％の場合は、第２実施形態のＧａ２Ｏ３の組成率が５％の場合よりも更に光照射による光電効果の影響が小さい。
【００４０】
以上が、第３実施形態についての説明である。
【００４１】
以上のとおり、本発明について第１〜第３実施形態を一例として説明したが、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。
【００４２】
例えば、第１実施形態では、液晶レンズ１０の構成が図１Ａ及び図１Ｂのような構成であるとして説明した。しかしながら、少なくとも抵抗膜４０の一部が液晶層２０と第１電極層５０とに挟まれていれば（図１Ａ参照）、本発明の技術的範囲に含まれる液晶レンズは第１実施形態の場合と異なる構造であってもよい。例えば、図７Ａ及び図７Ｂに示される第１変形例の液晶レンズ１０Ａのように、第１実施形態の抵抗膜４０が抵抗膜４０Ａと絶縁膜４２Ａとの組み合せに変更された形態であってもよい。
【００４３】
さらに、図８Ａ及び図８Ｂに示される第２変形例の液晶レンズ１０Ｂのように、第１変形例における抵抗膜４０Ａと絶縁膜４２Ａとの組み合せにおける円柱部分に当該円柱よりも小径の円板状の電極層（第３電極層５４）を配置してもよい。本変形例の場合、第１実施形態とは異なり、第１電極層５０、第２電極層５２及び第３電極層５４とに印加する電圧により、凸レンズ及び凹レンズとすることができる。
【００４４】
また、第１〜第３実施形態の抵抗膜４０の材料は、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｚｎ及びＧａのうちの少なくとも１つの酸化を含むものとして説明した。そして、これらの場合に、比較形態と比較して低下率の点で有利なことを説明した。しかしながら、抵抗膜の材料は、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｚｎ及びＧａのうちの少なくとも１つの窒化物を含むものとしてもよい。本明細書では特にグラフ等によりその評価結果を開示してはいないが、本願の発明者らはＳｎ、Ｓｉ、Ｚｎ及びＧａのうちの少なくとも１つの窒化物を含む抵抗膜の場合も第１実施形態の場合と同様の効果を奏することを解明している。
【００４５】
また、前述の組成（ＳｎＯ２−ＳｉＯ２膜、ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３膜及びＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３−ＳｉＯ２膜）の他に、前述の各実施形態における効果で示した考え方で、組成を組み合せれば、同様の効果を奏する。
例えば、前述のＳｎＯ２、ＺｎＯ、Ｇａ２Ｏ３に加えて、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＡｌＮを挙げることができる。そこで、これら同士の組み合わせ、又は、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３との組み合わせでもよい。更に、これら同士の組み合わせに加えてＳｎＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３との組み合わせでも同等の効果が得られる。これらの材質の単体又は２種類以上の組み合わせでも、１０×１０４[Ω／ｓｑ]〜１０×１０１５[Ω／ｓｑ]程度の抵抗値に調整できて、光電効果が低く使用波長に対して透明であれば使用できる。
なお、これまでに挙げた組成ＳｎＯ２、ＺｎＯ、Ｇａ２Ｏ３に加えて、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＡｌＮは可視光外（紫外）にバンドギャップを持つ物質として知られている。一方、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３は絶縁体物質として知られている。つまりこれまでに挙げた組成の組み合わせとは、可視光外（紫外）にバンドギャップを持つ物質と絶縁体物質の組み合わせと考えることができる。
【００４６】
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＜付記＞
製品としての液晶レンズから抵抗膜を取り出してその物性（組成、組成比等）を調べる場合は、以下のような方法により行うことができる。
例えば、アルバック・ファイ社製のPHI5600ciを用いて、取り出した抵抗膜についてＸＰＳ分析を行う。この場合、当該装置の設定条件は、以下のとおりである。
・Ｘ線源：モノクロＡｌ線源
・出力：３００Ｗ
・分析面積：約４００μｍφ
・取込角度：４５°
また、抵抗膜を取り出す場合は、例えば、以下のような手順で行えばよい。
・第１手順
液晶レンズパネルのシ−ル分解をカッタ−刃などで機械的に剥がす。
・第２手順
次いで、ＩＰＡ、エタノ−ル、アセトン等使用して、液晶を洗浄する。
・第３手順
次いで、専用剥離剤で配向膜を剥離除去し、ＩＰＡ、エタノ−ル、アセトン等使用して抵抗膜を洗浄する。
・第４手順
次いで、図２Ａに示されるシート抵抗測定装置を用いて抵抗膜の抵抗値を測定する。この場合、測定開始前に１時間以上、２５０ルクスの測定環境に保管した後に、抵抗膜の抵抗値の測定を行う。
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【符号の説明】
【００４７】
１０  液晶レンズ
１０Ａ  液晶レンズ
１０Ｂ  液晶レンズ
２０  液晶層
２２  液晶分子
３０  第１配向膜
３２  第２配向膜
４０  抵抗膜
４０Ａ  抵抗膜
４２Ａ  絶縁膜
５０  第１電極層
５２  第２電極層
５４  第３電極層
６０  第１ガラス基板
６２  第２ガラス基板
７０  隔壁
ＰＳ  駆動電源
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
2020177133.tif 000017
【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
2020177133.tif 000019
【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
2020177133.tif 000021
【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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