(57)【要約】【課題】液晶レンズの基板としてガラスフィルムを使用した場合に、ガラスフィルムが凹むという現象を抑制する。【解決手段】液晶レンズの製造方法は、５０μｍ以下の厚さの一対のガラスフィルムとこれらのガラスフィルムの間に介在するスペーサを有するセルパッケージを形成する形成工程Ｓ１と、前記セルパッケージに液晶材を注入する注入工程Ｓ２と、前記液晶材が注入された前記セルパッケージを封止する封止工程Ｓ４とを備える。そして、液晶レンズの製造方法は、前記封止工程Ｓ４の前に、前記液晶材を加温することにより前記液晶材の前記温度を調整する加温工程Ｓ３を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
５０μｍ以下の厚さの一対のガラスフィルムとこれらのガラスフィルムの間に介在するスペーサを有するセルパッケージを形成する形成工程と、前記セルパッケージに液晶材を注入する注入工程と、前記液晶材が注入された前記セルパッケージを封止する封止工程とを備える液晶レンズの製造方法において、
前記封止工程の前に、前記液晶材の温度を調整する温度調整工程を備えることを特徴とする液晶レンズの製造方法。
【請求項２】
前記温度調整工程が、前記液晶材を加温することにより前記液晶材の前記温度を調整する加温工程であることを特徴とする請求項１に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項３】
前記注入工程と前記封止工程の間に、前記加温工程を備えることを特徴とする請求項２に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項４】
前記加温工程で、前記セルパッケージを加温することにより、前記液晶材を加温することを特徴とする請求項３に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項５】
前記注入工程の前に、前記加温工程を備えることを特徴とする請求項２に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項６】
前記温度調整工程で調整された前記液晶材の前記温度が、５０℃〜９０℃であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の液晶レンズの製造方法。
【請求項７】
５０μｍ以下の厚さの一対のガラスフィルムとこれらのガラスフィルムの間に介在するスペーサを有するセルパッケージと、該セルパッケージに封入された液晶材とを備えた液晶レンズにおいて、
前記一対の前記ガラスフィルムのそれぞれにおいて、前記液晶材の側への凹み量の最大値が、１μｍ以下であることを特徴とする液晶レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶レンズの製造方法及び液晶レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶レンズは、液晶分子が一方向に配向している液晶層に電圧を印加し、この液晶分子の配向制御を行うことで屈折率分布を変化させるデバイスであり、モータ等の機械的な駆動部を持たずに焦点距離を可変できるという特徴を有する。
【０００３】
従来の液晶レンズは、特許文献１に開示されるように、第１の電極を有する第１の基板と、第１の電極に対向する第２の電極を有する第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に配される液晶層と、第１の電極と液晶層との間に配される高抵抗膜（層）とを主に備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１９５６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような液晶レンズの基板としては、通常、ガラス板が使用されている。このガラス板は、近年、薄板化が進んでおり、例えば５０μｍ以下で可撓性を有するガラスフィルムと称されるものも使用されている。
【０００６】
しかしながら、基板として、ガラスフィルムを使用した場合、液晶材の表面張力に起因してガラスフィルムが液晶層の側に凹むという現象が生じる場合がある。このような現象が生じると、ガラスフィルムが凹んでいる個所の液晶層が、設計した厚さより薄くなり、所期のレンズパワーが得られないという問題が生じる。また、液晶レンズとして駆動していない状態でも、凹みに起因して液晶レンズに干渉縞が観測され、液晶レンズが設計性能を発揮できないという問題も生じる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、液晶レンズの基板としてガラスフィルムを使用した場合に、ガラスフィルムが凹むという現象を抑制することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために創案された本発明に係る液晶レンズの製造方法は、５０μｍ以下の厚さの一対のガラスフィルムとこれらのガラスフィルムの間に介在するスペーサを有するセルパッケージを形成する形成工程と、前記セルパッケージに液晶材を注入する注入工程と、前記液晶材が注入された前記セルパッケージを封止する封止工程とを備える液晶レンズの製造方法において、前記封止工程の前に、前記液晶材の温度を調整する温度調整工程を備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、温度調整工程で液晶材の温度を調整することにより、液晶材の表面張力を低下させることができる。これにより、セルパッケージのガラスフィルムの液晶材の側への凹みが抑制され、セルパッケージの（一対のガラスフィルムの）平行平面性が良好なものとなる。セルパッケージの容量は、当然ながら、平行平面性が良好な状態の方が、ガラスフィルムが液晶材側へ凹んでいる状態よりも多い。そのため、平行平面性が良好なセルパッケージの容量に見合った量の液晶材がセルパッケージに注入された状態で、セルパッケージを封止することにより、液晶材が室温に戻った後もセルパッケージの平行平面性が良好な状態を維持することが可能である。すなわち、本発明に係る液晶レンズの製造方法によれば、液晶レンズの基板としてガラスフィルムを使用した場合に、ガラスフィルムが凹むという現象を抑制することができる。
【００１０】
上記の構成において、前記温度調整工程が、前記液晶材を加温することにより前記液晶材の前記温度を調整する加温工程であってもよい。
【００１１】
一般に、表面張力は、温度が上昇するに従って低下する。従って、この構成であれば、室温等の低い温度の液晶材の温度を上昇させることにより、液晶材の表面張力を低下させることができる。
【００１２】
この構成において、前記注入工程と前記封止工程の間に、前記加温工程を備えてもよく、この場合、前記加温工程で、前記セルパッケージを加温することにより、前記液晶材を加温してもよい。また、前記注入工程の前に、前記加温工程を備えてもよい。
【００１３】
上記の構成において、前記温度調整工程で調整された前記液晶材の前記温度が、５０℃〜９０℃であってもよい。
【００１４】
この構成であれば、セルパッケージが良好な平行平面性を得られるように、液晶材の表面張力を低下させることができると共に、封止材が焦げたり、封止材の流動性が高まってセルパッケージに流入したりするという弊害を抑制できる。
【００１５】
また、本発明に係る液晶レンズは、５０μｍ以下の厚さの一対のガラスフィルムとこれらのガラスフィルムの間に介在するスペーサを有するセルパッケージと、該セルパッケージに封入された液晶材とを備えた液晶レンズにおいて、前記一対の前記ガラスフィルムのそれぞれにおいて、前記液晶材の側への凹み量の最大値が、１μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、液晶レンズの基板としてガラスフィルムを使用した場合に、ガラスフィルムが凹むという現象を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶レンズを示す概略図であり、（Ａ）が平面図、（Ｂ）が断面図である。
【図２】凹み量の説明のための液晶レンズの概略部分断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液晶レンズの製造方法を示すフローチャートである。
【図４】液晶レンズの製造方法の形成工程直後のセルパッケージを示す概略図であり、（Ａ）が平面図、（Ｂ）が断面図である。
【図５】液晶レンズの製造方法の注入工程を説明するための概略正面図である。
【図６】液晶レンズの製造方法の注入工程を説明するための概略正面図である。
【図７】液晶レンズの製造方法の加温工程でのセルパッケージを示す概略図であり、（Ａ）が平面図、（Ｂ）が断面図である。
【図８】液晶レンズの製造方法の封止工程でのセルパッケージを示す概略図であり、（Ａ）が平面図、（Ｂ）が断面図である。
【図９】液晶レンズの製造方法の変形例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について図面に基づき説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る液晶レンズ１を示す概略図であり、（Ａ）が平面図、（Ｂ）が断面図である。液晶レンズ１は、一対のガラスフィルム２，２とこれらのガラスフィルム２，２の間に介在するスペーサ３を有するセルパッケージ４と、セルパッケージ４に封入された液晶材５とを備える。なお、本実施形態では、図１（Ｂ）で下側のガラスフィルム２の右側端部は、図１（Ｂ）で上側のガラスフィルム２の右側端部より右側に位置している。
【００２０】
一対のガラスフィルム２，２の液晶材５の側には、電極膜、絶縁膜、高抵抗膜、配向膜等が形成されているが、公知技術なので、図示及び説明は省略する。
【００２１】
ガラスフィルム２の厚さは、例えば、３００μｍ以下、２００μｍ以下、１００μｍ以下、５０μｍ以下とすることができる。
【００２２】
スペーサ３は、金属（例えばアルミニウム）、ガラスその他の材料により環状に構成される。スペーサ３の厚さは、例えば、１０μｍ〜８０μｍとすることができる。
【００２３】
スペーサ３の内径Ｄ１は、例えば、１ｍｍ〜５ｍｍとすることができる。これに対し、液晶レンズ１の有効径Ｄ２は、例えば、０．１ｍｍ〜４ｍｍとすることができる。
【００２４】
スペーサ３の一部は、液晶材５をセルパッケージ４に注入するために欠けており、この部分は、封止材６で封止されている。
【００２５】
液晶材５としては、例えばホモジニアス液晶が挙げられる。液晶材５で形成される液晶層の厚さは、例えば１５μｍ〜５０μｍである。また、封止材６としては、例えばヘンケルジャパン社製ＬＯＣＴＩＴＥ３７３３が挙げられる。
【００２６】
液晶レンズ１の一対のガラスフィルム２，２のそれぞれにおいて、液晶材５の側への凹み量Ｖは、限りなく０に近いことが好ましい。ガラスフィルム２の凹み量Ｖの最大値は、例えば、１μｍ以下、０．５μｍ以下、０．１μｍ以下である。図２に示すように、凹み量Ｖは、ガラスフィルム２の液晶材５とは反対側の面２ａで測定するものであり、凹み量Ｖの基準（値が０となる位置）は、ガラスフィルム２の測定面２ａの外周縁２ｂである。
【００２７】
次に、本実施形態に係る液晶レンズ１の製造方法について説明する。
【００２８】
図３に示すように、液晶レンズ１の製造方法は、形成工程Ｓ１と、注入工程Ｓ２と、加温工程Ｓ３と、封止工程Ｓ４とを備える。
【００２９】
形成工程Ｓ１では、図４に示すように、一対のガラスフィルム２，２とこれらのガラスフィルム２，２の間に介在するスペーサ３を有するセルパッケージ４を形成する。一対のガラスフィルム２，２のスペーサ３側となる面には、予め、電極膜、絶縁膜、高抵抗膜、配向膜等が形成されている。一対のガラスフィルム２，２とスペーサ３とは、例えば陽極接合等で接合する。スペーサ３の一部は欠けており、一対のガラスフィルム２，２と共に、液晶材５をセルパッケージ４に注入するための注入路を形成する。この注入路は、外側に開口する注入口３ａを有する。
【００３０】
注入工程Ｓ２では、セルパッケージ４に液晶材５を注入する。具体的には、図５に示すように、セルパッケージ４を冶具７に取り付け、不図示の液晶注入装置のチャンバーに入れる。そして、チャンバー内の空気を抜き、チャンバー内が所定の真空度になったら、図６に示すように、液晶槽８内の液晶材５に、セルパッケージ４の注入口３ａを浸ける。次に、チャンバー内を大気圧に戻すと、注入口３ａを介してセルパッケージ４内に液晶材５が吸い込まれる。すると、液晶材５の表面張力に起因して、一対のガラスフィルム２，２のそれぞれが、液晶材５の側に凹む。
【００３１】
加温工程Ｓ３では、液晶材５を加温することにより液晶材５の温度を調整する。具体的には、図７に示すように、液晶材５が注入されたセルパッケージ４を、チャンバーから取り出し、ヒータ９に載せて加温する。これにより、セルパッケージ４内の液晶材５が加温される。すると、液晶材５の表面張力が低下し、一対のガラスフィルム２，２の凹みが抑制され、セルパッケージ４の平行平面性が向上する。この時、注入口３ａの周辺に付着している液晶材５の一部が、セルパッケージ４内に引き込まれる。
【００３２】
なお、本実施形態では、加温工程Ｓ３で、セルパッケージ４をヒータ９上に載置することにより加温しているが、セルパッケージ４を一対のヒータ９で挟むことにより加温してもよいし、セルパッケージ４を加熱炉内に入れることにより加温してもよい。
【００３３】
封止工程Ｓ４では、平行平面性が向上したセルパッケージ４を封止する。具体的には、図８に示すように、セルパッケージ４の注入口３ａに封止材６を塗布し、封止材６で注入口３ａを塞いだ状態にした後、ＵＶ光を照射して封止材６を硬化させる。これにより、図１に示す液晶レンズ１が完成する。なお、封止材６の硬化が完了するまで、セルパッケージ４をヒータ９で加温し続ける。
【００３４】
加温工程Ｓ３で加温された液晶材５の温度は、５０℃〜９０℃が好ましく、７０℃〜９０℃がより好ましく、８０℃〜９０℃が最も好ましい。加温された液晶材５の温度が５０℃未満の場合は、液晶材５の表面張力の低下が不十分となり、一対のガラスフィルム２，２の凹みの抑制が不十分となる可能性がある。加温された液晶材５の温度が９０℃を超える場合は、封止材６が焦げたり、封止材６の流動性が高まってセルパッケージ４に流入したりする可能性がある。
【００３５】
以上のように構成された液晶レンズ１の製造方法では、以下の効果を享受できる。
【００３６】
加温工程Ｓ３で液晶材５の温度を加温することにより、液晶材５の表面張力を低下させることができる。これにより、セルパッケージ４の容量が増大し、かつ液晶材５の体積も増大する。結果的に、注入口３ａの付近に有る液晶だまりから少量の液晶材５がセルパッケージ４内に侵入した状態で、セルパッケージ４を封止する事により、液晶材５が室温に戻った後もセルパッケージ４の平行平面性が良好な状態を維持することが可能である。すなわち、本実施形態に係る液晶レンズ１の製造方法によれば、液晶レンズ１の基板としてガラスフィルム２を使用した場合に、ガラスフィルム２が凹むという現象を抑制することができる。
【００３７】
次に、液晶レンズ１の製造方法の変形例について説明する。
【００３８】
この変形例が、上記実施形態と異なるのは、図９に示すように、加温工程Ｓ３を、注入工程Ｓ２の前に備える点である。つまり、セルパッケージ４に注入される前に、予め液晶材５が加温されているのである。加温方法としては、液晶槽８にヒータを設けたり、液晶槽８を加熱炉内に入れたりすることが挙げられる。なお、この変形例では、液晶材５を注入される直前のセルパッケージ４は室温であるが、セルパッケージ４も予め加温してもよい。
【００３９】
この場合には、予め液晶材５が加温されているため、予め液晶材５の表面張力が低下しており、セルパッケージ４に液晶材５を注入しても、一対のガラスフィルム２，２が液晶材５の側に凹むことが抑制され、セルパッケージ４の平行平面性が良好なものとなる。従って、平行平面性が良好なセルパッケージ４の容量に見合った量まで、液晶材を注入し続けることができる。そして、平行平面性が良好なセルパッケージ４の容量に見合った量の液晶材５がセルパッケージ４に注入された状態で、セルパッケージ４を封止することにより、液晶材５が室温に戻った後もセルパッケージ４の平行平面性が良好な状態を維持することが可能である。
【実施例】
【００４０】
本願の発明者らは、本発明に係る液晶レンズの製造方法に関連して、セルパッケージのガラスフィルムの凹み量を評価した。
【００４１】
まず、セルパッケージを作製した。使用したガラスフィルムは、日本電気硝子（株）製ガラスリボン（厚さは５０μｍ）であった。スペーサは、アルミ箔であり、厚さは３０μｍであった。アルミ箔の内径は２．８ｍｍであった。使用した封止材はヘンケルジャパン社製ＬＯＣＴＩＴＥ３７３３であった。液晶注入工程、加温工程、封止工程は、上記実施形態に準じて行った。
【００４２】
４つのセルパッケージ（試料１〜４）について、一方のガラスフィルムの凹み量を、加温温度を異ならせて評価した。測定結果を以下の表１に示す。なお、凹み量の基準は、ガラスフィルムの測定面の外周縁である。ガラスフィルムの凹み量は、液晶材の側に凹んでいる場合を負として表している。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
表１から、試料１〜４のいずれも、加温なしの状態から、８５℃まで加温温度が上昇するに従って凹み量が少なくなっていることが理解できる。また、加温温度が８５℃の場合には、干渉縞は生じなかった。これは、凹み量を、液晶レンズの有効径（０．９ｍｍ）の領域の外周縁を基準にした場合に換算すると、凹み量が可視光波長程度以下となっているためと考えられる。
【００４５】
本発明は、上記説明に限定されるものでは無く、その技術的思想の範囲内で、様々な変形が可能である。例えば、上記説明では、加温工程により液晶材の温度を調整していたが、例えば、加温工程の後に、液晶材を冷却する冷却工程を行うことにより、液晶材の温度を調整してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１      液晶レンズ
２      ガラスフィルム
３      スペーサ
４      セルパッケージ
５      液晶材
Ｓ１    形成工程
Ｓ２    注入工程
Ｓ３    加温工程（温度調整工程）
Ｓ４    封止工程
Ｖ      凹み量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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