(57)【要約】      （修正有）【課題】一部の領域のみを液晶表示でき、かつ、低コストである液晶光学素子およびその製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の態様１にかかる液晶光学素子は、第１および第２の透明基板と、前記第１および第２の透明基板の各内面に形成された電極と、前記第１および第２の透明基板の内面間に挟持された液晶部とを備えた液晶光学素子であって、前記第１の透明基板の面積は前記第２の透明基板の面積よりも実質的に大きいものである。液晶表示が必要な部分のみに高価な液晶材料を充填すればよいため、低コスト化が実現できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の透明基板と、前記第１および第２の透明基板の各内面に形成された電極と、前記第１および第２の透明基板の内面間に挟持された液晶部とを備えた液晶光学素子であって、
前記第１の透明基板の面積は前記第２の透明基板の面積よりも実質的に大きい液晶光学素子。
【請求項２】
前記第１の透明基板の面積は前記第２の透明基板の面積の１．２倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の液晶光学素子。
【請求項３】
前記液晶部に液晶と硬化物との複合体を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶光学素子。
【請求項４】
前記硬化物は光硬化性樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の液晶光学素子。
【請求項５】
前記液晶は負の誘電率異方性を有し、前記液晶を基板面に垂直に配向させる配向膜が少なくとも一方の基板に備えられていることを特徴とする請求項３または４に記載の液晶光学素子。
【請求項６】
第１および第２の透明基板と、前記第１および第２の透明基板の各内面に形成された電極と、前記第１および第２の透明基板の内面間に挟持された液晶部とを備えた液晶光学素子の製造方法であって、
前記第２の透明基板よりも面積の大きい前記第１の透明基板の電極形成面側の一部と第１の真空チャンバにより区画された空間内に、前記第２の透明基板を収容した状態で、大気圧から第１の気圧まで減圧し、前記第１の透明基板と前記第２の透明基板とを、液晶材料を介在させて、貼り合わせる工程と、
この貼り合わされた一対の透明基板を前記第１の気圧よりも高い気圧下に置く工程とを有する液晶光学素子の製造方法。
【請求項７】
前記第１の透明基板の電極形成面に対する反対側の面と第２の真空チャンバにより区画された空間も減圧することを特徴とする請求項６に記載の液晶光学素子の製造方法。
【請求項８】
前記第２の気圧は大気圧であることを特徴とする請求項６または７に記載の液晶光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶光学素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶光学素子は、低消費電力、薄型、軽量等の利点を有するため、携帯電話、デジタルカメラ、携帯情報端末、テレビ等の多くの電子機器に広く用いられている。その中で、近年、電界により液晶分子の配列を制御して、光散乱状態を変化させる表示方式の液晶光学素子が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、液晶と硬化物との複合体を備えた液晶光学素子（以下、液晶／硬化物複合体素子という）が開示されている。具体的には、液晶と未硬化の硬化性化合物との混合物中の光硬化性化合物を露光して光硬化させ、透過状態と散乱状態の透過率の差を大きくすることにより、コントラストが向上する。この液晶／硬化物複合体素子は、原理的に偏光板を必要としないため、光透過率が高い。また、非電圧印加時に、液晶が基板と垂直に配向して透明状態となり、電圧印加時に、液晶がランダム配向して散乱状態となる。このため、文字や模様を表示できるショーウィンドウ、各種掲示板、自動車のインストルメントパネル等への利用が提案されている。
【０００４】
上記液晶／硬化物複合体素子の製造方法は、従来、以下の通りであった。例えば、対向する２枚の透明基板の周縁をエポキシ樹脂等のシール材で封止し、２カ所以上に設けたシール材の切り欠きの一方を液晶と未硬化の光硬化性化合物の混合物に浸し、他方より吸引する。これにより、セル内に混合物を充満させる。この後、光硬化性化合物を硬化させることにより液晶光学素子が得られる。上記方法を吸引法ということにする。この吸引法は、吸引に時間を要するため、大型液晶光学素子の量産には適さなかった。
【０００５】
一方、生産性に優れる方法としては、ＯＤＦ（one-drop-fill）法が知られており、液晶／硬化物複合体素子でない、一般的な液晶光学素子に用いられている（特許文献２参照）。ＯＤＦ法の原理は以下の通りである。周辺部にシール材を塗布した第１の透明基板上に、液晶材料を適量滴下し、減圧下にて第２の透明基板と重ね合わせる。これを大気圧下に置くと、セル内外の圧力差により２枚の透明基板が、スペーサにより保たれるセルギャップまで引き寄せられ、セル内に上記液晶材料が充満する。なお、ＯＤＦ法は、液晶滴下法、真空滴下法などとも呼ばれる。
【特許文献１】特開２０００−１１９６５６号公報
【特許文献２】特開平８−１０６１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
液晶／硬化物複合体素子は、上述の通り、ショーウィンドウ等に用いられるため、サイズが大きい商品、具体的には、１ｍ×１ｍを超えるものも求められている。このような大型液晶光学素子をＯＤＦ法により製造するには、液晶光学素子全体を収納できる大型で高額な真空装置が必要となり、ＯＤＦ法の適用はコスト的に困難であった。また、例えば、ショーウィンドウの一部の領域のみを液晶表示すればよい場合にも、全体に高価な液晶材料を充填する必要があった。この点は、液晶／硬化物複合体素子でない液晶光学素子についても同様のことが言える。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、一部の領域のみを液晶表示でき、かつ、低コストである液晶光学素子およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の態様１にかかる液晶光学素子は、第１および第２の透明基板と、前記第１および第２の透明基板の各内面に形成された電極と、前記第１および第２の透明基板の内面間に挟持された液晶部とを備えた液晶光学素子であって、前記第１の透明基板の面積は前記第２の透明基板の面積よりも実質的に大きいものである。これにより、一部の領域のみを液晶表示でき、かつ、低コストである液晶光学素子を提供できる。
【０００９】
本発明の態様２にかかる液晶光学素子は、上記発明の態様における第１の透明基板の面積が前記第２の透明基板の面積の１．２倍以上であることを特徴とするものである。これにより、確実に、一部の領域のみを液晶表示でき、かつ、低コストである液晶光学素子を提供できる。
【００１０】
本発明の態様３にかかる液晶光学素子は、上記発明の態様における液晶部に、液晶と硬化物との複合体を備えたことを特徴とするものである。これにより、液晶光学素子に透過／散乱特性を付与できる。
【００１１】
本発明の態様４にかかる液晶光学素子は、上記発明の態様における硬化物が、光硬化性樹脂であることを特徴とするものである。これにより、液晶光学素子の表示性能や生産性を向上できる。
【００１２】
本発明の態様５にかかる液晶光学素子は、上記発明の態様における液晶が、負の誘電率異方性を有し、液晶を基板面に垂直に配向させる配向膜が少なくとも一方の基板に備えられているものである。これにより、透過状態での透過率を高くすることができる。
【００１３】
本発明の態様６にかかる液晶光学素子の製造方法は、第１および第２の透明基板と、前記第１および第２の透明基板の各内面に形成された電極と、前記第１および第２の透明基板の内面間に挟持された液晶部とを備えた液晶光学素子の製造方法であって、前記第２の透明基板よりも面積の大きい前記第１の透明基板の電極形成面側の一部と第１の真空チャンバにより区画された空間内に、前記第２の透明基板を収容した状態で、大気圧から第１の気圧まで減圧し、前記第１の透明基板と前記第２の透明基板とを、液晶材料を介在させて、貼り合わせる工程と、この貼り合わされた一対の透明基板を前記第１の気圧よりも高い気圧下に置く工程とを有するものである。これにより、一部の領域のみを液晶表示でき、かつ、低コストである液晶光学素子を提供できる。
【００１４】
本発明の態様７にかかる液晶光学素子の製造方法は、上記発明の態様６における第１の透明基板の電極形成面に対する反対側の面と第２の真空チャンバにより区画された空間も減圧することを特徴とするものである。これにより、第１の透明基板の撓みを防止しつつ、液晶光学素子を製造できる。
【００１５】
本発明の態様８にかかる液晶光学素子の製造方法は、上記発明の態様６における第２の気圧は大気圧であることを特徴とするものである。これにより、生産性を向上できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、一部の領域のみを液晶表示でき、かつ、低コストである液晶光学素子およびその製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態．
以下に、本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載および図面は、適宜、簡略化されている。
【００１８】
図１（ａ）は本発明の実施の形態にかかる液晶光学素子１の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ切断線による断面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）の点線円内を拡大した断面図である。図１に示すように、本発明の実施の形態にかかる液晶光学素子１は、第１の透明基板１１、第１の透明電極１２、第２の透明基板２１、第２の透明電極２２、シール材３０、スペーサ４０および複合体層５０を備えている。
【００１９】
具体的には、液晶光学素子１は、第１の透明基板１１と第２の透明基板２１とが互いに対向し、大きさの異なる第１および第２の透明基板１１、２１の間で液晶／硬化物の複合体層５０を挟持して構成されている。すなわち、液晶表示による装飾、文字表示等の機能が必要な部分のみに複合体層５０が形成されている。
【００２０】
第１および第２の透明基板１１、２１は絶縁基板であり、例えば、ガラス基板や、ポリカーボネート、アクリル樹脂などからなる樹脂基板または樹脂フィルム基板等が用いられる。本実施例では、第１の透明基板１１は第２の透明基板２１より面積が大きい。１枚の大きな第１の透明基板１１に対し、複数枚の第２の透明基板２１を備えていてもよい。大きい方の透明基板の面積は、小さい方の透明基板の面積の１．２倍以上であることが好ましい。１．２倍未満では、後述する製造方法により製造し難くなるからである。また、第１の透明基板１１と第２の透明基板２１の大きさが異なるため、第２の透明基板の端部で段差が形成される。この段差をなくすため、第２の透明基板２１の上から、第１の透明基板１１と同サイズの透明基板を、樹脂層を介し、接合してもよい。これにより、安全性を高めることもできる。
【００２１】
第１の透明基板１１の内面上には、複数の第１の透明電極１２がストライプ状に形成されている。一方、第２の透明基板２１の内面上には、複数の第２の透明電極２２がストライプ状に形成されている。なお。複数の第２の透明電極２２は、複数の第１の透明電極１２に対して略直交して交差するように形成されている。第１および第２の透明電極１２、２２は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる。第１および第２の透明電極１２、２２のうち、いずれか一方は、Ａｌや誘電体多層膜の反射電極であってもよい。もちろん、電極の形状は直交するストライプ状のものに限られることはなく、特定のマークやキャラクターを表示できるものでも良い。
【００２２】
第１および第２の透明基板１１、２１に各々形成された第１および第２の透明電極１２、２２上には配向膜（不図示）が形成されている。配向膜は、複合体層５０内の液晶を所定の方向に配向させるため、液晶と接するように形成されている。ここで、透明基板１１、２１のそれぞれに形成された配向膜のうち、少なくとも一方は、液晶を透明基板１１、２１の内面に垂直に配向させることで、透過状態での透過率を高くすることもできる。また、透明電極と配向膜の間に、素子の電気絶縁性を向上させる目的で金属酸化物などの絶縁薄膜を更に形成しても良い。
【００２３】
シール材３０は、第１および第２の透明基板１１、２１の間において、第２の透明基板２１の周縁に沿って形成されている。第１および第２の透明基板１１、２１は、シール材３０により接合されている。シール材３０の材料には、例えば、紫外線硬化樹脂（以下、ＵＶ樹脂という）や熱硬化性樹脂が用いられる。また、第２の透明基板２１上に形成された第２の透明電極２２を外部へ引き出すため、シール材３０内には異方性を有する導電性を付与するために、後述のスペーサ４０に近いサイズの導電性粒子などを分散させている。これにより、第２の透明電極２２は、シール材３０および第１の透明電極１２を介し、意匠性を損なうことなく、外部に引き出されている。
【００２４】
スペーサ４０は、第１および第２の透明基板１１、２１とシール材３０に囲われた空間内に、均一に散布されている。スペーサ４０は、セルギャップを制御する。セルギャップすなわちスペーサ４０の直径は２〜５０μｍが好ましく、４〜３０μｍがさらに好ましい。セルギャップが小さすぎるとコントラストが低下し、大き過ぎると駆動電圧が上昇する。スペーサ４０は、例えば、ガラス粒子、シリカ粒子、架橋したアクリル粒子等の硬質な材料からなる。なお、球状でなく、リブ状のスペーサを一方の基板に形成したものでもよい。
【００２５】
複合体層５０は、第１および第２の透明基板１１、２１とシール材３０に囲われた空間内に封入されている。複合体層５０は、液晶と硬化物との混合物からなる。具体的な構成物質については後で詳述する。液晶は垂直配向し、ドメイン構造を有するため、電圧印加時に散乱する。そのため、散乱表示部と呼ばれる。散乱表示部は、電圧非印加時に透明状態であり、電圧印加時に透過率が変化し、散乱状態となる。したがって、散乱表示部が、電圧により液晶が動作する動作領域となる。
【００２６】
液晶としては、電界駆動型の材料であるネマティック液晶などが用いられる。２種類以上の液晶を組み合わせて用いてもよい。また、電界による表示を目的とする場合、液晶の配向方向を垂直にすることで、透過状態での透過率を高くすることができるため、誘電率異方性が負のものを用いるのが好ましい。ただし、誘電率異方性の極性は、正負どちらでもよい。また、駆動電圧を低減するためには、誘電率異方性が大きい方が好ましい。
【００２７】
本発明の実施の形態に好適な光硬化性樹脂について説明する。本発明の実施の形態にかかる液晶光学素子に用いる複合体層５０は、少なくとも次の化学式（１）で示される二官能重合性化合物（Ａ）の一種以上と、化学式（２）で示される二官能重合性化合物（Ｂ）の一種以上と、非重合性の前記液晶とを含むことが好ましい。
【化１】
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【化２】
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【００２８】
二官能重合性化合物（Ａ）は、樹脂中で、剛直性を有する主骨格成分を形成する。一方、二官能重合性化合物（Ｂ）は、樹脂中で、衝撃吸収の役割を果たすことができる柔軟成分を形成する。このような異なる物性の化合物を組み合わせることにより、液晶光学素子１に好適な液晶／硬化物の複合体層５０が得られる。もちろん硬化物を形成する樹脂はこれに限定されるものではない。
【００２９】
二官能重合性化合物（Ａ）について説明する。二官能重合性化合物（Ａ）は化学式（１）を満たす化合物であれば、特に限定されない。
【００３０】
また、化学式（１）で表される二官能重合性化合物（Ａ）が下記条件を満たす化合物であることが好ましい。
Ａ１、Ａ２が、それぞれ独立に、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基またはビニルエーテル基である。
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４が、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい１，４−フェニレン基または１，４−シクロヘキシレン基である。
【００３１】
Ｘ１、Ｘ２が、それぞれ独立に、単結合、酸素原子またはエステル結合である。
Ｒ１、Ｒ２が、それぞれ独立に、単結合または炭素原子間に一個または複数個のエーテル性酸素原子を有していてもよい直鎖または分枝状炭素数２〜２０のアルキレン基である。
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３が、それぞれ独立に、単結合、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−である。
ｐ、ｑが、いずれも０であるかまたは一方が０で他方が１である。
【００３２】
また、化学式（１）で表される二官能重合性化合物（Ａ）が下記条件を満たす化合物であることが好ましい。
Ａ１、Ａ２が、それぞれ独立に、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基である。
Ｑ１、Ｑ２がいずれも置換基を有していてもよい１，４−フェニレン基であり、Ｑ３、Ｑ４が、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい１，４−フェニレン基または１，４−シクロヘキシレン基である。
【００３３】
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３が、それぞれ独立に、単結合、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＣＨ２−ＣＨ２−または−Ｃ≡Ｃ−である。
ｐ、ｑが、いずれも０であるかまたは一方が０で他方が１である。
また、化学式（１）で表される二官能重合性化合物（Ａ）が下記条件を満たす化合物であることが好ましい。
Ａ１、Ａ２がいずれもアクリロイルオキシ基である。
【００３４】
Ｑ１、Ｑ２がいずれも置換基を有していてもよい１，４−フェニレン基であり、Ｑ３、Ｑ４が、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい１，４−フェニレン基または１，４−シクロヘキシレン基である。
Ｒ１、Ｒ２が、それぞれ独立に、直鎖または分枝状炭素数２〜２０のアルキレン基である。
Ｚ１が、単結合、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＣＨ２−ＣＨ２−または−Ｃ≡Ｃ−であり、Ｚ２、Ｚ３がいずれも単結合である。
ｐ、ｑが、いずれも０であるかまたは一方が０で他方が１である。
【００３５】
本発明の液晶光学素子１で用いる液晶／硬化物の複合体層５０を形成するための、前記二官能重合性化合物（Ａ）の具体例としては、下記化学式（３）の化合物を例示することができる。
【化３】
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【００３６】
二官能重合性化合物（Ａ）は、その性質から液晶性を有する化合物と液晶性を有しない化合物に分けられる。液晶性を有する二官能重合性化合物（Ａ）を混合物の一成分として用いることができる。つまり、液晶性を有しない二官能重合性化合物（Ａ）のみを用いる場合以外に、液晶性を有しない二官能重合性化合物（Ａ）と液晶性を有する二官能重合性化合物（Ａ）を組み合わせて用いることもでき、液晶性を有する二官能重合性化合物（Ａ）を単独で用いることもできる。
【００３７】
次に、二官能重合性化合物（Ｂ）について説明する。二官能重合性化合物（Ｂ）は、化学式（２）を満たすものであれば、特に限定されない。例えば、下記条件を満たす化合物である。
Ａ３、Ａ４が、それぞれ独立に、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基またはビニルエーテル基である。
Ｒ３が、−Ｒ４−または−（Ｒ５−Ｏ）ｎ−Ｒ５−である。
【００３８】
ただし、Ｒ４は炭素数２〜２０の直鎖または分枝状アルキレン基であり、Ｒ５は炭素数２〜８の直鎖または分枝状アルキレン基であり、ｎは１〜１０の整数である。
または、Ｒ４が炭素数２〜２０の直鎖アルキレン基であり、Ｒ５が−（ＣＨ2）ｒ−、−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ3）−、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ3）−または−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｃ（ＣＨ3）２−であり（ただし、ｒは２〜５の整数）、ｎが１〜６の整数である、化合物である。
【００３９】
二官能重合性化合物（Ｂ）は、単独で用いてもよく、２種類以上組み合わせて用いてもよい。下記化学式（４）に具体例を示す。
【化４】
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【００４０】
二官能重合性化合物（Ｂ）は重合性基Ａ３，Ａ４を有し、重合性基間を連結するＲ３を有する。Ｒ３としては原子間に単結合を有し分子内回転の自由度の高い基を選択する。このように構成することで、重合された高分子の柔軟性を向上させることができる。また、重合相分離の反応性を高めることもできる。
【００４１】
Ａ３，Ａ４間の炭素原子数、エーテル性酸素原子数が多いほど、柔軟性は向上する。一方、液晶との相溶性は原子数が多いほど低下する。そのため、原子数を適切に選択する。また、ＯＤＦ法を採用する場合、揮発性を考慮して、炭素原子数は８以上、好ましくは１１以上とする。エーテル性酸素原子は含まれていても含まれていなくてもよい。エーテル性酸素原子を含んでいる場合は、高分子の柔軟性が向上するので、好ましい。
【００４２】
化学式（Ｂ）の化合物は分子内にＱ１のような基を含まないためＲ３に含まれる炭素原子数を増やすことが比較的容易である。この構造の採用により、高分子の柔軟性が大きく向上する。
重合性モノマーを重合させるためには、重合開始剤を用いることが好ましい。このような重合開始剤としては、公知の重合触媒から適宜選択できる。例えば、光重合相分離法を用いる場合、ベンゾインエーテル系、アセトフェノン系、フォスフィンオキサイド系などの一般的な光重合開始剤を用いることができる。
【００４３】
さらに、コントラスト比や安定性の向上を目的として、種々の化合物を添加することもできる。例えば、コントラストの向上を目的として、アントラキノン系、スチリル系、アゾメチン系、アゾ系等の各種二色性色素を用いることができる。その場合、二色性色素は、基本的に液晶化合物と相溶し、硬化性化合物とは不相溶であることが好ましい。この他に、酸化防止剤、紫外線吸収剤、各種可塑剤の添加も、安定性や耐久性向上の点から好ましい。
【００４４】
次に、上述した液晶光学素子１の動作について説明する。第１および第２の透明電極１２、２２の間に電圧を印加すると電極間の電界により液晶がランダムに配向して、複合体層５０は散乱状態となる。一方、第１および第２の透明電極１２、２２の間に電圧を印加していないときは、液晶が配向しているため、複合体層５０は透明状態となる。透明状態の複合体層５０は、液晶光学素子１の背面（反観察面）を観察することができる。このように電圧の印加、非印加により、散乱状態と透明状態が変化するため、所望の画像などを表示することができる。
【００４５】
なお、電圧印加時に透過状態となり、電圧非印加時に散乱状態となる液晶光学素子でもよい。ただし、車両用途などではフェールセーフの観点から、電圧印加時に散乱状態となり、電圧非印加時に透過状態となる液晶光学素子が好ましい。
【００４６】
次に、液晶光学素子１の製造方法について説明する。図２は、本発明の実施の形態にかかる液晶光学素子の製造フローの一例を示す図である。図２に示すように、本製造フローはＳＴ２０１〜ＳＴ２０８までの８ステップからなる。
【００４７】
まず、第１および第２の透明基板１１、２１の内面上に第１および第２の透明電極１２、２２を形成するための透明電極膜を、スパッタリング法、真空蒸着法等により形成する（ＳＴ２０１）。透明電極膜としては、上述の通り、ＩＴＯが好適である。この透明電極膜を、例えば、フォトリソグラフィ法によりパターニングして、第１および第２の透明電極１２、２２を形成する。
【００４８】
次に、第１および第２の透明基板１１、２１の透明電極を形成した面上に、配向膜（不図示）を形成する（ＳＴ２０２）。配向膜は、複合体層５０内の液晶を所定の方向に配向させるため、液晶と接するように形成する。上述の通り、透明基板１１、２１のそれぞれに形成された配向膜のうち、少なくとも一方を、液晶を透明基板１１、２１の内面に垂直に配向させるように形成する。なお、透明基板１１上の配向膜は透明基板２１と対向する領域のみに形成してもよい。
【００４９】
次に、第１または第２の透明基板１１、２１の内面上に、散布機を用いてスペーサ４０を散布する（ＳＴ２０３）。
【００５０】
次に、第２の透明基板２１の内面上に、当該第２の透明基板２１の周縁に沿って、シール材３０を塗布する（ＳＴ２０４）。ここで、シール材３０には、ＵＶ樹脂、熱硬化性樹脂等を用いることができる。なお、第１の透明基板１１の内面上であって、第２の透明基板２１を貼り合わせる位置に、シール材３０を塗布してもよい。また、第１および第２の透明基板１１、２１の両方に分割して塗布してもよい。
【００５１】
次に、ＯＤＦ法を用いて、第１または第２の透明基板１１、２１の内面に、ネマティック液晶と未硬化の光硬化性化合物の混合物からなる液晶材料を滴下する（ＳＴ２０５）。このＯＤＦ法は、上述の吸引法と比較して、簡単に、且つ、短時間で、液晶材料を透明基板１１、２１の間に配置することができる。このＯＤＦ法は、大型液晶光学素子を製造するのに、特に効果的である。
【００５２】
次に、減圧下で、第１および第２の透明基板１１、２１の間をシール材３０により貼り合わせる（ＳＴ２０６）。これにより、第１および第２の透明基板１１、２１およびシール材３０により囲まれた空間は、実質的に密閉空間となり、この密閉空間に液晶材料が充填される。図３（ａ）に、本実施の形態にかかる液晶光学素子の製造に用いる透明基板積層装置２の一例を示す。透明基板積層装置２は定盤１０１、シリンダ１０２、第１の真空チャンバ１０３および真空シール材１０４ａ、１０４ｂを備える。
【００５３】
面積が大きい方の第１の透明基板１１の電極形成領域、すなわち、面積が小さい方の第２の透明基板２１を貼り合わせる領域を、第１の真空チャンバ１０３により囲む。ここで、液晶材料５０が滴下された第２の透明基板２１は、第１の真空チャンバ１０３内に収容されている。換言すれば、第２の透明基板２１が収容された第１の真空チャンバ１０３の開口部を第１の透明基板１１により遮蔽し、密閉空間を形成する。当該空間を排気口１０３ａから真空ポンプにより減圧する。具体的には、２０Ｐａ以下の気圧が好ましく、一般的に真空中ともいえる。当該減圧下の第１の真空チャンバ１０３内において、昇降可能なシリンダ１０２を上昇させることにより、定盤１０１上に搭載された第２の透明基板２１と、第１の透明基板１１とを貼り合わせる。なお、第１の真空チャンバ１０３と第１の透明電極１１の間および第１の真空チャンバ１０３とシリンダ１０２の間は、各々真空シール材１０４ａおよび１０４ｂにより気密性が保たれている。真空シール材としては、樹脂製のパッキン、Ｏリング等を用いればよい。
【００５４】
ここで、第１の透明基板１１の電極形成面側の空間は減圧され、その電極形成面と反対側の空間は大気圧となる。その圧力差により、第１の透明基板１１の材料、厚さ、減圧する部分の面積、減圧された領域の気圧(真空度)等によっては、大きい方の第１の透明基板１１に撓みが生じる。場合によっては、第１の透明基板１１が破壊する。この撓み等を防止するため、図３（ｂ）に示すように、第１の透明基板１１の電極形成面に対する反対側の面の一部も第２の真空チャンバ１０５により囲み、第１の透明基板１１と第２の真空チャンバ１０５により区画された空間も排気口１０５ａから真空ポンプにより減圧することもできる。なお、第２の真空チャンバ１０５と第１の透明電極１１の間は、真空シール材１０４ｃにより気密性が保たれている。なお、第１の透明基板１１と第２の真空チャンバ１０５により区画された空間を減圧する代わりに、静電吸着パッドや粘着パッドを用いて撓みを防止してもよい。
【００５５】
次に、貼り合わされた透明基板１１、２１を減圧下から大気圧下に取り出す（ＳＴ２０７）。具体的には、図３に示す真空チャンバ１０３を大気開放すればよい。セル内外の圧力差により、２枚の透明基板が、スペーサにより保たれるセルギャップまで引き寄せられ、セル内に上記混合物が充満する。第２の真空チャンバを用いた場合、両者を同時に大気開放するのが好ましい。ただし、透明基板１１が損傷を受けない範囲で真空チャンバ１０３と真空チャンバ１０５の内圧に差を設けながら大気解放するように制御することもできる。この場合、真空チャンバ１０３側の内圧をやや高めるようにすると、一対の透明基板１１、１２とシール材３０とで形成される密閉空間の容積を若干大きくでき、大気圧とその密閉空間の内圧差でシール材３０が変形していく過程で、一対の透明基板１１、１２に挟持された液晶材料がシール材３０から局所的に漏れる可能性を抑制する効果もある。
【００５６】
次に、シール材３０および液晶材料中の未硬化の光硬化性化合物を紫外線光源などにより露光し、硬化させる（ＳＴ２０８）。露光により、光硬化性化合物が硬化し、液晶／硬化物の複合体層５０が形成される。なお、シール材３０が光硬化性硬化物でない場合、シール材の硬化は別途行う必要がある。
【００５７】
以上説明した通り、本発明にかかる液晶光学素子は、異なる大きさの透明基板を貼り合わせ、液晶表示が必要な部分のみに高価な液晶材料を充填すればよいため、低コスト化が実現できる。また、本発明にかかる液晶光学素子の製造方法は、大きい方の透明基板の一部を減圧する独創的な方法であるため、大型で高額な真空装置が不要となり、大型の透明基板にもＯＤＦ法を適用できる。すなわち、液晶光学素子の生産性を向上することができる。
【００５８】
なお、上記実施の形態では、液晶／硬化物複合体素子を用いて説明したが、これに限らず、本発明を、液晶のみからなる通常の液晶光学素子に適用することもできる。液晶／硬化物複合体素子の場合と同様に、これまでになく低コストであり、一部の領域のみを液晶表示できる液晶光学素子を提供できる。また、パッシブ型の液晶光学素子を用いて説明したが、これに限らず、本発明を、スタティック型、アクティブ型などの他の駆動方式の液晶光学素子に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態にかかる液晶光学素子の構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる液晶光学素子の製造フローの一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる液晶光学素子の製造に用いる透明基板積層装置の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  液晶光学素子
２  透明基板積層装置
１１  第１の透明基板
２１  第２の透明基板
１２  第１の透明電極
２２  第２の透明電極
３０  シール材
４０  スペーサ
５０  複合体層
１０１  定盤
１０２  シリンダ
１０３  第１の真空チャンバ
１０３ａ、１０５ａ  排気口
１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ  真空シール材
１０５  第２の真空チャンバ
【図１】
2007334210.tif 000007
【図２】
2007334210.tif 000008
【図３】
2007334210.tif 000009