(57)【要約】【課題】生産性を低下させず、安定的に所定の液晶層厚を有する通信用などの光学素子としても十分使用できる液晶光学素子を得ること。【解決手段】２枚の透明基板間の液晶セルは、液晶Ｌが封入された液晶封入部３と液晶Ｌが封入されていない不活性ガスが充填された空間部５とからなり、液晶封入部３と空間部５との境界部にはシール部２により狭い液晶流通可能な開口部６を設ける。液晶の体積変化を空間部５のガスの体積変化により吸収できるため、液晶セルの液晶層厚は一定となり、液晶光学素子の物性に悪影響を及ぼさない。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の透明電極付き透明基板と、該２枚の透明基板を間隔を開けて重ね合わせ、該透明基板の対向する面の周辺部を仕切るシール部と、該シール部によって仕切られた２枚の透明基板間の空間内に液晶を封入して得られる液晶セルとを有する液晶光学素子において、
前記液晶セルは、液晶が封入された液晶封入部と液晶が封入されていない空間部とがシール部により区画されたことを特徴とする液晶光学素子。
【請求項２】
前記液晶封入部と前記空間部とを区画するシール部は、液晶が通過できる開口部を有することを特徴とする請求項１記載の液晶光学素子。
【請求項３】
前記空間部は液晶セルの周辺部または／およびコーナ部に設けらたことを特徴とする請求項１又は２記載の液晶光学素子。
【請求項４】
液晶セル内に液晶を注入する液晶注入口を前記空間部から離れた位置の液晶封入部を区画するシール部に設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶光学素子。
【請求項５】
前記空間部における前記透明基板間の距離を液晶封入部における前記透明基板間の距離より大きくしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶光学素子。
【請求項６】
前記空間部における前記透明基板間の距離を液晶封入部における前記透明基板間の距離の差が、０．２〜０．６μｍであることを特徴とする請求項５記載の液晶光学素子。
【請求項７】
前記空間部には、圧力１０Ｐａ〜１００Ｐａの不活性ガスが存在することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液晶光学素子。
【請求項８】
液晶の複屈折率が０．１５〜０．２５で、液晶封入部の透明基板間の距離を８〜１３μｍとしたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液晶光学素子。
【請求項９】
２枚の透明基板の表面にそれぞれ透明導電膜と該透明導電膜に液晶配向膜を形成し、透明基板の周辺部にシール部材を用いて液晶注入口と液晶封入部と空間部と前記液晶封入部と空間部間の液晶通過口とを有する液晶セル用の領域を区画するシール部を形成し、前記液晶配向膜を互いに対向するように２枚の透明基板を間隔をあけて重ね合わせて配置し、液晶材料を前記液晶注入口から液晶セル領域内に１０〜１００Ｐａの減圧雰囲気下で注入し、液晶材料注入後に液晶注入口を樹脂で封止することを特徴とする液晶光学素子の製造方法。
【請求項１０】
減圧雰囲気が不活性ガスで形成されることを特徴とする請求項９記載の液晶光学素子の製造方法。
【請求項１１】
液晶注入部を区画するシール部を一方の透明基板に設け、空間部を区画するシール部を他方の透明基板に設け、その際に空間部を区画するシール部の厚みが液晶注入部を区画するシール部の厚みより厚くなるように形成し、その後前記２つの透明基板をそれぞれのシール部を向かい合わせて貼り合わせて液晶注入口と液晶封入部と空間部と前記液晶封入部と空間部間の液晶通過口を有する液晶セル用の領域を前記２つのシール部で区画することを特徴とする請求項９又は１０記載の液晶光学素子の製造方法。
【請求項１２】
２つの透明基板の間隔を所定間隔に保つ所定の径を有するガラスファイバーをシール材に混入させてシール部を形成することを特徴とする請求項１１記載の液晶光学素子の製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜８のいずれかの光学素子を、液晶セルの透明基板面が互いに平行になるように配置していることを特徴とする光偏調素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶の光学異方性を用いた光学素子に関し、特に光通信素子に適した液晶光学素子とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶の光学的異方性を利用した光学素子は、液晶表示素子として多く用いられている。その他の用途として、位相制御、偏光制御などの光学素子もあり、光通信素子への適用も試みられている。
【０００３】
液晶の誘電率異方性により、電界により液晶の配向方向を制御する場合には、２枚の透明導電膜付き基板の間に液晶を封入し、予め、透明導電膜上に塗布した配向膜により液晶を配向させておき、対向した透明導電膜間に電圧を印加することで、配向方向を変えることができる。
【０００４】
例えば、ネマティック液晶を用いた位相制御の場合には、液晶を面内で全て同じ方向となるようにホモジニアス配向として、液晶の屈折率異方性（複屈折率）△ｎと液晶層厚ｄの積△ｎｄを希望する位相差の長さに合わせる。この状態で、液晶の配向方向と垂直方向の偏光成分は、△ｎｄの位相差を持たせることができる。例えば、液晶の配向方向に４５°の直線偏光を入射させたとき、位相差が１／４波長であれば円偏光に、半波長であれば９０°の偏光方向に回転させるなど、偏光方向を変化させることができる。また、対向した透明導電膜に電圧を印加することで、液晶分子の向きを透明導電膜面に対して垂直方向に変えることで、この位相差を無くすことができる。
【０００５】
こうした液晶光学素子の特性を決める重要な因子は、液晶素子の△ｎｄであり、安定した特性を発揮させるためには、この値の安定性も要求される。
液晶光学素子の△ｎｄの値を安定化させるために液晶を封入した２枚の透明導電膜付き基板の間に電界を発生させることで行う方法が、千葉貴史、大寺康夫、川上彰二郎、「液晶回転波長板」、Ｏ　ｐｌｕｓ　Ｅ、第２０巻、第１０号、ｐ１１４５−１１５０に記載されており、また特開平１１−３８４５１号公報記載の発明では通信用に適したネマチック液晶を挟持した液晶光学素子として、屈折率異方性が０．２０以上であり、屈折率異方性と液晶部分の厚さの積が１．３μｍ以上であり、光学素子全体の厚さが１０μｍ〜２５０μｍである電界制御複屈折型の液晶素子を提案している。
【０００６】
【非特許文献１】
千葉貴史、大寺康夫、川上彰二郎、「液晶回転波長板」、Ｏ　ｐｌｕｓ　Ｅ、第２０巻、第１０号、ｐ１１４５−１１５０
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３８４５１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記液晶光学素子の液晶セルは、図１０（ａ）に示すように２枚のガラス基板１、１’のシール部２で間隔が設けられた隙間に液晶Ｌが注入されているが、液晶光学素子の製作後に図１０（ｂ）に示すようにガラス基板１、１’の隙間であるギャップ（液晶層厚）が減少する性質がある。そのために、経時的に△ｎｄが減少してしまうという問題点があった。
これは、２枚のガラス基板１、１’の隙間に液晶Ｌを注入した後、経時的に液晶Ｌの体積が減少し、負圧が生じて結果的に基板間の距離を減少させるためである。
【０００９】
液晶表示パネルにおいては、前記２枚の基板１、１’の隙間の液晶Ｌ部分の体積減少による前記隙間の変化を避けるために、この隙間に液晶層厚と同じ程度の大きさを持つスペーサーを入れて、液晶Ｌの内部より２枚のガラス基板１、１’を支える方法が採られているが、光通信用の液晶素子では前記スペーサーをガラス基板１、１’間に入れると、スペーサーが光散乱の原因となり、エネルギーロスやスペーサーに基づく散乱光による干渉が生じる原因となるために採用できない。
【００１０】
また、液晶表示パネルに用いる液晶セルの大きさは約１０ｃｍ×１０ｃｍであるのに対して光通信用などに用いる液晶素子の液晶セルの大きさは約１ｃｍ×１ｃｍであるため、前記スペーサーをガラス基板１、１’間に入れることは有効利用面積を小さくしてしまうことからも不利である。
【００１１】
そのために、従来は液晶光学素子の製作後にエージングをして、液晶層厚の減少が一定幅を超えたものは除外することが行われていたが、製品のロスとなり、生産性を著しく低下させていた。また、最終的な液晶層厚の減少幅を見込んで、液晶を多めに注入するという方法も、液晶セルが小さいために効果が少ない。また、前記隙間の液晶部分の体積減少変動幅のバラツキによる液晶層厚のバラツキは避けられない。
【００１２】
このように、従来技術は液晶層厚が一定幅に入る最終液晶素子製品を得るための歩留まりが低いなどという問題点があった。
【００１３】
本発明の課題は、前記従来技術の問題点を克服し、生産性を低下させず、安定的に所定の液晶層厚を有する通信用などの光学素子としても十分使用できる液晶光学素子を得ることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は次の解決手段で解決される。
請求項１記載の発明は、２枚の透明電極付き透明基板と、該２枚の透明基板を間隔を開けて重ね合わせ、該透明基板の対向する面の周辺部を仕切るシール部と、該シール部によって仕切られた２枚の透明基板間の空間内に液晶を封入して得られる液晶セルとを有する液晶光学素子において、前記液晶セルは、液晶が封入された液晶封入部と液晶が封入されていない空間部とがシール部により区画された液晶光学素子である。
【００１５】
液晶セルは、液晶の体積がセルの大きさに比べて小さくなると、液晶のない空間部を発生し、該空間部がセルの厚さを戻す性質がある。液晶表示パネルにおいては、液晶のない前記空間部は表示に寄与しないばかりか、外観上も目立つため、重欠点として除外されている。この空間部はセル内エアと呼ばれているが、この空間部内には空気があるとは限らない。
請求項１記載の発明をはじめ、本発明は、この空間部を積極的に用いることで完成した発明である。
【００１６】
本発明の光学素子の液晶セルは、例えば図１、図２に示す一方の透明基板１上に設けたシール部２の形状に示すように、光学素子としての有効な液晶Ｌが存在する領域（以後、液晶封入部３ということがある）とセル内エア領域（以後、空間部５と言うことがある）と液晶封入部３と空間部５の境界部にある狭い液晶流通可能な開口部６と液晶封入口３にある液晶注入口７を設けたシール部２を設けた構成である。
【００１７】
透明基板１の間の閉鎖領域であるセルに液晶Ｌを注入するとき、液晶Ｌが注入されない部分を残したり、後から発生させたりすることで積極的に空間部（液晶セル内エア領域）５を作製する。
【００１８】
液晶封入部３と空間部５との境界部にシール部２により狭い液晶流通可能な開口部６を設けておけば、液晶注入口７からシール部２内部に入った液晶Ｌは空間部５を容易に作ることができる。
【００１９】
本発明では空間部５の存在で液晶セルの厚さを所定の大きさに維持することができ、設計通りの光学特性を得ることができる。すなわち、透明基板１の剛性により透明基板１の平面を維持しながら、液晶Ｌの体積の変化に対しては、液晶Ｌの無い空間部５の気体の体積を変化させることで対応する。また、温度等や経時変化による液晶Ｌの体積に変化があっても、この空間部５の体積の変化により液晶Ｌの体積の変化に対応させて、液晶セルの液晶層厚を一定に維持することができる。空間部５の体積の変化により図１（ｂ）、図２に示すように空間部５のガス領域が増加することで液晶Ｌが収縮しないようにして液晶厚の変動を抑えることができる。
【００２０】
従来の液晶光学素子の液晶セルには、図１１に示すように透明基板１の周辺部に設けたシール部２と該シール部２内に図１等で示す空間部５が存在しないように液晶Ｌを充填させていた。従来の液晶光学素子では図１等で示す空間部５の存在がむしろ液晶光学素子の物性に悪影響を及ぼすので、前記空間部５を除くことが必要であったが、前記空間部５がない、液晶Ｌで完全に充填された液晶セル内では、液晶Ｌが収縮して図１０（ｂ）に示すように透明基板１、１’の中央部が凹状に窪むので、本発明では、むしろ空間部５を積極的に存在させて、液晶Ｌが収縮する部分を、この空間部５のガスの膨張部分で補い、透明基板１の変形を防止し、図１０（ａ）に示す断面形状のように透明基板１、１’を平坦な状態に維持することができる。
【００２１】
請求項２記載の発明は、前記液晶封入部と前記空間部とを区画するシール部が、液晶が通過できる開口部を有する請求項１記載の液晶光学素子である。
請求項２記載の発明によれば、図１、図２に示す空間部５が光学素子として有効に機能する液晶封入部３に移動しないようにするために、狭い液晶流通用の開口部６を有するシール部２を設ける。
【００２２】
空間部５と液晶封入部３との境界部は液晶Ｌの表面張力により、該境界部の断面積が少なくなる所にとどまる。液晶Ｌが断面積の小さい部分に留まるため、空間部５の基板間距離（ギャップ）の大きい部分には気体（不活性ガスを用いる）がたまり、光学素子として有効な領域である液晶封入部３には移動しない。
【００２３】
請求項３記載の発明は、前記空間部が液晶セルの周辺部または／およびコーナ部に設けられた請求項１又は２に記載の液晶光学素子である。
請求項３記載の発明によれば、光学素子として有効に機能する液晶封入部が液晶セルの中央部に広くとれるので、光学素子として利用できる面積が比較的大きくなる。
【００２４】
請求項４記載の発明は、液晶セル内に液晶を注入する液晶注入口を前記空間部から離れた位置のシール部に設けられた請求項１〜３のいずれかに記載の液晶光学素子である。
【００２５】
請求項４記載の発明によれば、液晶封入部と空間部との境界部にある液晶流通可能な開口部は、液晶セルの液晶注入口よりできるだけ離れた部分とすることで、液晶が液晶セル内に注入される際に、最後に液晶が前記開口部に到達するようにしておき、その奥に液晶のない空間を残すことができる。また、前記開口部に液晶の侵入を阻む形状のシール部を形成することも有効である。
【００２６】
請求項５記載の発明は、前記空間部における前記透明基板間の距離（ギャップ）を液晶封入部における前記透明基板間の距離（ギャップ）より大きくした請求項１〜４のいずれかに記載の液晶光学素子である。
【００２７】
請求項５記載の発明によれば、空間部のセル厚を液晶封入部のセル厚より厚くしておくことで、液晶の表面張力の効果により液晶が液晶封入部に留まり、また気体は液晶層厚の厚い空間部に留まるので、液晶封入部には移動しない。
【００２８】
請求項６記載の発明は、前記透明基板間の距離（ギャップ）の差が、０．２〜０．６μｍである請求項５記載の液晶光学素子である。
前記ギャップ差を０．２〜０．６μｍとすることにより、空間部に液晶封入部から液晶が移動しないようにする。前記ギャップ差が０．２μｍ未満であると、実質的に基板間にギャップ差を設けることができず、また前記ギャップ差が０．６μｍを超えると、一つの液晶セル内に空間部と液晶封入部がそれぞれ異なるギャップを形成することが困難となる。
【００２９】
請求項７記載の発明は、前記空間部に圧力１０Ｐａ〜１００Ｐａの不活性ガスが存在する請求項１〜５のいずれかに記載の液晶光学素子である。
空間部の圧力を１０Ｐａ〜１００Ｐａとすることで、空間部内に十分の量の気体が存在することになり、安定して空間部を形成することができる。また、１００Ｐａを超えると空間部のスペースが大きくなり過ぎて好ましくない。
【００３０】
請求項８記載の発明は、液晶の複屈折率△ｎが０．１５〜０．２５で、液晶封入部の透明基板間の距離（ギャップ）ｄを８〜１３μｍとした請求項１〜７のいずれかに記載の液晶光学素子である。
複屈折率△ｎを０．１５〜０．２５とし、透明基板間の距離ｄを８〜１３μｍとすると△ｎｄの半分が光通信波長１．１μｍに近い値となるので、一波長分前後で変調するため、光通信用の光学素子として好都合である。
【００３１】
請求項９記載の発明は、２枚の透明基板の表面にそれぞれ透明導電膜と該透明導電膜に液晶配向膜を形成し、透明基板の周辺部にシール部材を用いて液晶注入口、液晶封入部、空間部及び前記液晶封入部と空間部間の液晶通過口とを有する液晶セル用の領域を区画するシール部を形成し、前記液晶配向膜を互いに対向するように２枚の透明基板を間隔をあけて重ね合わせて配置し、液晶材料を前記液晶注入口から液晶セル領域内に１０〜１００Ｐａの減圧雰囲気下で注入し、液晶材料注入後に液晶注入口を樹脂で封止する液晶光学素子の製造方法である。
【００３２】
請求項９記載の発明によれば、シール部で囲まれた液晶セル内に液晶を前記液晶注入口から注入する際に、該液晶セル内に気体を存在させ、ここに液晶を注入して空間部を容易に作ることができる。
【００３３】
液晶材料を前記液晶注入口から液晶セル領域内に注入する際の圧力は、１０Ｐａ未満では空間部を形成する気体が圧力不足となり、十分なスペースを備えた空間部を形成することができず、１００Ｐａを超えると空間部のスペースが大きくなり過ぎて好ましくない。
【００３４】
請求項１０記載の発明は、減圧雰囲気が不活性ガスで形成される請求項９記載の液晶光学素子の製造方法である。
請求項１０記載の発明によれば、空間部に封入する気体は、液晶の劣化を防ぐために不活性ガスが望ましく、窒素、アルゴンなどがコストの面から有利であるが、これに限るものではない。
【００３５】
具体的には、チャンバー内で液晶注入前の液晶セル内の真空引きをする時に、チャンバーを低圧の前記窒素、アルゴンなどのガスで満たすことで空間部に不活性ガスを注入できる。
【００３６】
請求項１１記載の発明は、液晶注入部を区画するシール部を一方の透明基板に設け、空間部を区画するシール部を他方の透明基板に設け、その際に空間部を区画するシール部の厚みが液晶注入部を区画するシール部の厚みより厚くなるように形成し、その後前記２つの透明基板をそれぞれのシール部を内側にして貼り合わせて液晶注入口、液晶封入部、空間部及び前記液晶封入部と空間部間の液晶通過口を有する液晶セル用の領域を前記２つのシール部で区画する請求項９又は１０記載の液晶光学素子の製造方法である。
【００３７】
液晶封入部より空間部の液晶セルの基板間距離を大きくした理由は、空間部のセル厚を液晶封入部のセル厚より厚くしておくことで、液晶の表面張力の効果により、透明基板間の距離（ギャップ）の小さい液晶層厚の薄い液晶封入部に液晶が留まり、気体は透明基板間の距離（ギャップ）の大きい液晶層厚の厚い空間部５に溜まり、液晶封入部３には移動しないためである。
【００３８】
請求項１２記載の発明は、２つの透明基板の間隔を所定間隔で保持する所定の径を有するガラスファイバーをシール材に混入させてシール部を形成する請求項１１記載の液晶光学素子の製造方法である。
【００３９】
請求項１２記載の発明によれば、液晶セルの基板間距離をシール部内にあるガラスファイバーにより所定の大きさに保つことができる。シール部を構成する合成樹脂に比べてガラスファイバーは変形率が小さいので、液晶セルの基板間距離をより正確に調整できる。
【００４０】
請求項１３記載の発明は、請求項１〜８のいずれかの光学素子を、液晶セルの透明基板面が互いに平行になるように配置してある光偏調素子である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、液晶部分の体積変化を液晶の無い空間部のガスの体積変化で吸収できるので、液晶の体積が変動しても液晶層は一定の厚さに保つことができる。そのため、光学素子の特性を長期間一定に保つことができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
図１に示す液晶光学素子の製法について図３のフロー図と共に説明する。
【００４３】
工程１．　２枚の透明導電膜付きガラス基板の準備：
７００Ω／平方のＩＴＯ透明導電膜を被覆した０．７ｍｍ厚のガラス基板（コーニング社製７０５９ガラス）を準備した。
【００４４】
工程２．　ＩＴＯ電極のパターニング：
ＩＴＯ透明導電膜を、所定形状に塩酸を主成分とするエッチング水溶液を用いるフォトリソグラフ法により電極形成して透明基板とした。
【００４５】
工程３．　液晶配向膜の形成：
ＩＴＯ電極形成した面にポリイミド前駆体溶液を塗布して、約２５０℃で３０分加熱してポリイミド重合体膜とした。液晶配向膜は、このポリイミド膜の表面にナイロン布を巻いた回転体を回転、移動させながら押し当ててポリイミド膜表面に一定方向に溝を形成する方法を採用した。
【００４６】
このとき、以下の工程５．の２枚のガラス基板の貼り合わせ工程で向き合う面が互いに反対方向を向くように、図４の矢印方向に示すラビングを逆方向となるように施し、２枚のガラス基板１，１’の貼り合わせ後にはツイストのないアンチパラレル配向のセルが形成できるようにした。
【００４７】
工程４．　シール部の形成：
２枚の透明導電膜付きガラス基板にエポキシ樹脂（住友ベークライト（株）製商品名：ＥＲＳ−２１００）を所定形状にスクリーン印刷法により印刷した。
【００４８】
このとき、表側として用いる透明導電膜付きガラス基板１には図５（ａ）に示す平面形状の液晶だけが注入される光学素子として有効に機能する液晶封入部３を形成するためのシール部２をスクリーン印刷により印刷する。
【００４９】
シール部２には、液晶注入口７と空間部５にも液晶の一部を流し込むことができるような連通用開口部６も形成しておく。液晶注入口７のあるシール部２の辺とは反対側の長辺に連通用開口部６を形成しておく。
【００５０】
裏側として用いる透明導電膜付きガラス基板１’には図５（ｂ）に示す平面形状の空間部５を形成するためのシール部２’をスクリーン印刷により印刷する。
【００５１】
このとき前記表側のガラス基板１に形成した連通用開口部６に接続される連通用開口部６’をガラス基板１’にも形成しておく。
【００５２】
なお、シール部２、２’を形成する際には、シール部２、２’の貼り合わせ工程で液晶セルの基板間距離を保持するための直径約１２μｍのガラスファイバー１０（図６参照）を封入しておく。
【００５３】
また、シール部２とシール部２’で基板間方向の厚みに０．２μｍだけ差を付けることで、空間部５のセル厚を液晶封入部３のセル厚より厚くすることができ、液晶の表面張力の効果により、気体は液晶層厚の厚い空間部５に留まり、液晶封入部３には移動しなくする。
【００５４】
すなわち、液晶封入部３を形成するための図５（ａ）に示すシール部２の基板間方向の厚みは１２．０μｍとし、空間部５を形成するための図５（ｂ）に示すシール部２’の基板間方向の厚みは１２．２μｍとなるように調整する。
【００５５】
工程５．　貼り合わせ：
２枚のガラス基板１、１’をシール部２、２’を介して貼り合わせ、１５０℃、９０分でシール部材を加熱硬化させることにより、液晶封入部３の区画を有する液晶セル構造を形成させる。前記加熱硬化後の液晶セルの基板間距離は、液晶封入部３より空間部５を大きく、それぞれ１２．０μｍと１２．２μｍとなる。
【００５６】
このとき、図６に２枚の透明基板１、１’の貼り合わせた状態の端部断面を示すように、液晶セルの基板間距離はシール部２内にあるガラスファイバー１０により所定の大きさに保つことができる。シール部２、２’を構成する合成樹脂に比べてガラスファイバー１０は変形率が小さいので、液晶セルの基板間距離をより正確に調整できる。
【００５７】
工程６．　液晶の注入：
本工程６．の液晶の注入と次工程７．の液晶の封止は、図７に示すように液晶封止装置１２を用いて次のような手順で行う。
液晶封止装置１２に液晶Ｌを入れた皿状容器１３を置き、装置１２内の排気を行う（図７（ａ））。装置１２内が１Ｐａになるまで真空引きをした。その結果、液晶Ｌから溶けこんでいるガスが泡となって出てくる。これを１０分間放置して、泡が出なくなるのを待つ。
【００５８】
次いで、大気圧下で窒素ガスを装置１２内に導入した後、大気圧下で２枚のガラス基板１、１’を重ね合わせて得られるシール部２の液晶注入口７を下向きにして装置１２内におく（図７（ｂ））。
その後、液晶封止装置１２の密封を行ない、装置１２内を１Ｐａの圧力まで真空引きした後、窒素ガスを導入して１０Ｐａとした。
【００５９】
次いで、前記貼り合わせた２枚のガラス基板１、１’のシール部２の液晶注入口７を下向きにして皿状容器１３内の液晶Ｌ中に浸漬して、シール部２で囲まれ領域に液晶Ｌを注入させる。窒素を導入して５分後に大気圧に戻し、さらに３分間放置して、液晶封入部３の上側に位置する空間部５内部に窒素が存在した状態で液晶封入部２には液晶Ｌが充填される（図７（ｃ））。
その後、２枚に貼り合わせガラス基板１、１’を液晶Ｌを入れた皿状容器晶１３から引き上げる（図７（ｄ））。
用いた液晶は屈折率異方性△ｎが０．２３のネマチック液晶（メルク社製、Ｅ−６３）である。
【００６０】
工程７．　液晶の封止：
液晶セルが形成されたガラス基板１，１’の組合せ体を液晶封止装置１２から取り出し、一方のガラス基板１から外圧を加えて基板間距離を減じ、その状態でＵＶ硬化樹脂ケミテック社（株）製商品名：ケミシール５Ｘ００９を封止剤として液晶注入口７に塗布した。封止剤が液晶セル内に侵入するように−１０℃で３分間放置した。次いで、紫外線炉に入れて、３０００ｍＪ／ｃｍ２の３９５ｎｍの紫外線を照射し、樹脂１４を硬化させて液晶注入口７を閉じた（図７（ｅ））。
【００６１】
完成した液晶セルが形成されたガラス基板１，１’の組合せ体を８０℃の雰囲気に１時間放置して、高温でのエイジングで基板間距離に変動が出やすい状態においた後に各々１００個ずつ、液晶層厚の変化を測定した。
【００６２】
２枚のガラス基板１、１’に設けたほぼ平面視で四角形状のシール部２内に液晶Ｌを充填して空間部５が存在しない液晶セルを用いたことを除いて、上記した本実施例の液晶セルの製法と同一条件で製造した従来の液晶セルと本発明の液晶セルを比較した結果を図８に示すが、従来技術で得た液晶セルの液晶層厚の変化が０．３μｍ以上であったのに対して本発明の液晶セルは、空間部５の領域は変化したが、液晶層厚の変化が０．３μｍを超えるものは皆無となった。
【００６３】
図２に示す液晶光学素子は図３とほぼ同様の工程で作製するが、シール部２、２’の形状が図１に示す液晶光学素子とは異なるので、その部分の作製工程について図９に示す。
【００６４】
図９（ａ）には外周側のシール部２の図面左右部分（実線）の基板間方向の厚みを１２．２μｍとして予め一方の基板１に形成し、図９（ｂ）の図面左右部分（点線）の内側のシール部２’（実線）と図面上下部分（実線）の外側のシール部２（実線）の基板間方向の厚みを１２．０μｍとして他方の基板１’に形成し、これらを向かい合わせにして液晶セルを形成した。
【００６５】
こうして、図２に示す空間部５のセル厚を液晶封入部３のセル厚より０．２μｍだけ厚くすることができ、液晶Ｌの表面張力の効果により、液晶Ｌは液晶封入部３に留まり、気体は液晶層厚の厚い空間部５に留まるので、液晶封入部３には移動しなくなる。
【００６６】
上記実施例では透明基板としてガラス基板を用いる例で説明したが、透明樹脂などを用いることもできる。
【００６７】
このように本実施例の液晶光学素子は、液晶層厚の変化が０．３μｍ未満であるので入射レーザー光の偏向角のばらつきなどがなく、光通信用素子として用いる場合に光通信波長が１．１μｍであるので、液晶層厚の変化が前記波長の１／４程度であることは有利である。
【００６８】
こうして本実施例の液晶光学素子は光通信用素子のみならず、偏波スタビライザー、偏波依存性計測用の偏波コントローラ、距離測定などのヘテロダイン計測のための周波数シフタなどに使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の液晶光学素子の一方のガラス基板を取り外した状態で他方のガラス基板上に形成される液晶セルの構造図である。
【図２】本発明の一実施例の液晶光学素子の一方のガラス基板を取り外した状態で他方のガラス基板上に形成される液晶セルの構造図である。
【図３】本発明の一実施例の液晶光学素子の製造プロセスの概略図である。
【図４】本発明の一実施例の液晶光学素子の製造プロセスでの液晶配向膜２枚のガラス基板の貼り合わせ面のラビング方向を示す図である。
【図５】本発明の一実施例の液晶光学素子の製造プロセスでの各ガラス基板上の形成するシール部の形状を示す図である。
【図６】本発明の一実施例の液晶光学素子の基板間のギャップを保持するためのシール部内に充填されるガラスファイバーを示す基板端部の断面図である。
【図７】本発明の一実施例の液晶光学素子の液晶注入・封止工程を説明する図である。
【図８】本発明の一実施例の液晶光学素子の基板間のギャップの減少幅の分布を示す図である。
【図９】図２に示す液晶光学素子の製造プロセスの図１に示す液晶光学素子の製造プロセスと異なる部分のガラス基板上に形成するシール部の形状を示す図である。
【図１０】本発明の一実施例の液晶光学素子の断面図（図１０（ａ））と従来技術の液晶光学素子の断面図（図１０（ｂ））である。
【図１１】従来の液晶光学素子の一方のガラス基板を取り外した状態で他方のガラス基板上に形成される液晶セルの構造図である。
【符号の説明】
１、１’　ガラス基板　　　　　２、２’　シール部
３　液晶封入部　　　　　　　　５　空間部
６　連通用開口部　　　　　　　７　液晶注入口
１０　ガラスファイバー　　　　１２　液晶封止装置
１３　皿状容器　　　　　　　　１４　樹脂
Ｌ　液晶
【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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【図１０】
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【図１１】
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