[发明专利]多层结构液晶光学元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在形成有段电极的基板和形成有公共电极的基板之间具有多个液晶层的多层结构液晶光学元件及其制造方法。

背景技术

以往，人们知道有在形成有电极的基板之间夹持液晶而构成的各种液晶光学元件。例如，作为信息记录介质，有CD，DVD等各种光盘装置，但是，在这些光盘装置中，由于因旋转造成的厚度偏差、弯曲等因素，产生像差(聚光点的形变)，因此必须对该像差进行校正，确保记录、再生的精度。因此，在呈同心圆的环状而形成电极的基板中，采用夹持液晶的液晶像差校正元件，由此，在光束的中央部和外缘部进行不同的相位控制(专利文献1)。

在现有的液晶光学元件中，以电的方式控制液晶的分子排列状态，由此改变光的折射率等性质。由于可通过以二维或三维方式改变控制折射率的分布，控制各光路的相位延迟量、光路的折射状态，因此是能够以电子方式改变焦点的液晶透镜、液晶像差校正元件等作为光学元件的有益的功能元件。但是，为了最大限度地产生实际应用方面有用的光的折射效果，需要在液晶光学盒的对应的两个取向膜之间，沿光路保持充分的量的液晶，为此，相对于普通的液晶显示盒为数μm左右的情况，需要液晶层的厚度(两个取向膜之间)极厚达到30～100μm左右。

另外，人们知道，液晶的响应速度与液晶层的厚度(两个取向膜之间)的平方成反比，这样，较厚的液晶光学盒的情况下，响应时间为100ms～数分钟。即，现有的许多的液晶光学元件具有响应速度慢的问题。

在控制设备时响应速度慢这一点对于采用液晶光学元件的可变焦点透镜功能、像差校正功能来说，是较大的制约，构成实用化的课题。

近年来，为了改善液晶透镜的倍率(power)和响应速度，人们提出具有2个液晶层的光学元件(专利文献2)。

在专利文献2中记载的光学元件中，具有2个液晶层的2个液晶盒重合，构成双重结构。在各液晶盒中，液晶层通过透明玻璃层(绝缘层)而分为2层。在此情况下，在2个液晶盒的连接面上存在电极。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2002-237077号公报

专利文献2：JP特开2006-91826号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1中记载的液晶光学元件中，像上述那样，为了获得应用上需要的折射率变化，需要透射较厚的液晶层确保充分的光学距离L。

一般，人们知道，如果液晶层厚，则响应时间与液晶层的厚度(两个取向膜之间)的平方成比例地变慢。由此，如果增加液晶层的厚度，则具有响应速度降低的问题，具有实用化的问题。

另外，在专利文献2中，液晶透镜倍率(power)的增加，响应速度的改善是有限的，为了进一步增加透镜倍率(power)，另外增加响应速度，需要形成多个液晶层。但是，在形成多个液晶层的情况下，由于中间的透明玻璃层厚，因此液晶元件变厚。由此，响应速度降低，需要高施加电压。

此外，在为了减薄液晶元件而采用薄的透明玻璃层的情况下，在制造工序中，处理、清洁、加工、烘焙等是困难的。

还有，在将2个液晶盒重合而形成双重结构的情况下，由于在2个液晶盒的连接侧的基板上具有ITO膜、高电阻膜、取向膜，因此具有光的透射率降低的问题。此外，在形成双重结构的情况下，具有电极的数量多，与各电极连接的端子的配置复杂的缺点。

于是，本发明的目的在于提供一种多层结构液晶光学元件及其制造方法，在形成一个基板上具有电极的液晶盒的单位元件和两个基板上不具有电极的多个液晶盒的单位元件之后，将液晶盒的单位元件的进行粘接的一侧的基板研磨成规定厚度并进行层叠，由此易于加工，并且可确保液晶的填充量和充分的光学距离L，可提高响应速度和光透射率。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述课题，本发明的多层结构液晶光学元件的特征在于，包括：第1单位元件，在形成有段电极的基板和没有形成电极的基板之间，封入有液晶；第2单位元件，在形成有公共电极的基板和没有形成电极的基板之间，封入有液晶；以及第3单位元件，在没有形成电极的2个基板之间，封入有液晶，在上述第1单位元件和第2单位元件之间，配置并层叠有多个上述第3单位元件。

例如，在上述多层结构液晶光学元件中，没有形成上述电极的基板在封入有上述液晶的状态下减薄加工而形成。