液晶元件和液晶元件用單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供液晶層的厚度不均小的液晶元件。間隔部件（12）具有第一間隔部件（12a）、樹脂制的第二間隔部件（12b）和樹脂制的第三間隔部件（12c）。第一間隔部件（12a）由環(huán)狀的玻璃板或金屬板構(gòu)成，該玻璃板或金屬板形成有構(gòu)成內(nèi)部空間（18）的開口（12a1）。第二間隔部件（12b）比第一間隔部件（12a）薄。第三間隔部件（12c）比第一間隔部件（12a）薄。在第二間隔部件和第三間隔部件（12b、12c）中的至少一方形成有與第一間隔部件（12a）的開口（12a1）連接且構(gòu)成注入口（17）的開口（12b2、12c2）。
【專利說明】液晶元件和液晶元件用單元
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及液晶元件和液晶元件用單元。
【背景技術(shù)】
[0002]歷來已知有能夠通過使液晶分子的取向狀態(tài)變化而使光學(xué)特性變化的液晶透鏡等液晶元件。例如在液晶透鏡中，為了得到高的透鏡光學(xué)能力(lens power)，需要使液晶層的厚度變厚。但是，如果使液晶層的厚度變厚，則存在液晶透鏡對(duì)電壓施加的響應(yīng)速度變慢的問題。
[0003]鑒于此，例如在專利文獻(xiàn)I提案有通過設(shè)置沿光軸方向配置的多個(gè)薄的液晶層來提高液晶透鏡對(duì)電壓施加的響應(yīng)速度的方式。在專利文獻(xiàn)1，記載有利用分散有直徑為20 μ m的球狀間隔部件的粘接劑形成用于將液晶層的厚度保持為規(guī)定的厚度的間隔部件的方式。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:(日本)特開2007-114721號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的問題
[0008]液晶元件的光學(xué)特性在很大程度上受液晶層厚度的左右，在專利文獻(xiàn)I中記載的液晶元件，存在容易產(chǎn)生液晶層的厚度不均的問題。
[0009]本發(fā)明提供液晶層的厚度不均小的液晶元件。
[0010]用于解決問題的方式
[0011]本發(fā)明的液晶元件包括第一玻璃板、第二玻璃板、間隔部件和液晶層。第二玻璃板與第一玻璃板相對(duì)地配置。間隔部件配置在第一玻璃板與第二玻璃板之間。間隔部件與第一玻璃板和第二玻璃板一起劃分并形成有具有注入口的內(nèi)部空間。絕緣層設(shè)置在內(nèi)部空間。間隔部件具有第一間隔部件、樹脂制的第二間隔部件和樹脂制的第三間隔部件。第一間隔部件由環(huán)狀的玻璃板或金屬板構(gòu)成，該環(huán)狀的玻璃板或金屬板形成有構(gòu)成內(nèi)部空間的開口。第二間隔部件配置在玻璃板與第一間隔部件之間。第二間隔部件比第一間隔部件薄。第三間隔部件配置在玻璃板與第一間隔部件之間。第三間隔部件比第一間隔部件薄。在第二間隔部件和第三間隔部件中的至少一方形成有與第一間隔部件的開口連接且構(gòu)成注入口的開口。
[0012]優(yōu)選第二間隔部件和第三間隔部件各自的厚度為第一間隔部件的厚度的1.0倍以下。
[0013]優(yōu)選第一間隔部件的厚度為400 μ m以下。
[0014]優(yōu)選第一玻璃板和第二玻璃板各自的厚度為500 μ m以下。
[0015]優(yōu)選第一間隔部件的熱膨脹系數(shù)為50X10_7/°C以下。[0016]本發(fā)明的液晶元件用單元包括第一玻璃板、第二玻璃板間隔部件。第二玻璃板與第一玻璃板相對(duì)地配置。間隔部件配置在第一玻璃板與第二玻璃板之間。間隔部件與第一玻璃板和第二玻璃板一起劃分并形成有內(nèi)部空間。內(nèi)部空間具有注入口。在內(nèi)部空間注入液晶。間隔部件具有第一間隔部件、樹脂制的第二間隔部件和樹脂制的第三間隔部件。第一間隔部件由環(huán)狀的玻璃板或金屬板構(gòu)成，該環(huán)狀的玻璃板或金屬板形成有構(gòu)成內(nèi)部空間的開口。第二間隔部件配置在玻璃板與第一間隔部件之間。第二間隔部件比第一間隔部件薄。第三間隔部件配置在玻璃板與第一間隔部件之間。第三間隔部件比第一間隔部件薄。在第二間隔部件和第三間隔部件中的至少一方形成有與第一間隔部件的開口連接且構(gòu)成注入口的開口。
[0017]發(fā)明的效果
[0018]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供液晶層的厚度不均小的液晶元件【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的液晶元件的概略圖的截面圖。
[0020]圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中的元件主體的概略圖的分解立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下，對(duì)實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選方式的一個(gè)例子進(jìn)行說明。不過，以下的實(shí)施方式僅是例示。本發(fā)明完全不限定于以下的實(shí)施方式。
[0022]此外，在實(shí)施方式等中參照的各圖面，實(shí)質(zhì)上具有相同的功能的不均以相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行參照。此外，在實(shí)施方式等中參照的圖面是示意性的記載，存在圖面中描述的物體的尺寸的比率等與現(xiàn)實(shí)的物體的尺寸的比率等不同的情況。在圖面相互間也存在物體的尺寸比率等不同的情況。具體的物體的尺寸比率等應(yīng)該參酌以下的說明進(jìn)行判斷。
[0023]圖1表示本實(shí)施方式的液晶元件I的概略圖的截面圖。圖2表示本實(shí)施方式中的元件主體的概略圖的分解立體圖。
[0024]液晶元件I構(gòu)成液晶透鏡。如圖1所示，液晶元件I包括元件主體(液晶元件用單元)10和多個(gè)液晶層16。如圖1和圖2所示，元件主體10具有在z方向(層疊方向)上層疊的多個(gè)玻璃板Ila?lid。相鄰的玻璃板Ila?Ild在z方向上相對(duì)。這些玻璃板Ila?Ild中最位于z方向的一側(cè)的玻璃板Ila構(gòu)成下玻璃板,最位于z方向的另一側(cè)的玻璃板11d構(gòu)成上玻璃板，位于玻璃板I Ia與玻璃板11d之間的位置的玻璃板I Ib、11c構(gòu)成中間玻璃板。
[0025]在構(gòu)成下玻璃板的玻璃板Ila和構(gòu)成上玻璃板的玻璃板Ild的各自的內(nèi)側(cè)主面上，形成有未圖示的電極和設(shè)置在電極上的取向膜。另一方面，在構(gòu)成中間玻璃板的玻璃板IlbUlc的兩個(gè)主面上形成有取向膜。也可以在玻璃板IlbUlc與取向膜之間也形成有電極。
[0026]玻璃板Ila?Ild的厚度并無特別限定。玻璃板Ila?Ild的厚度既可以彼此相等也可以彼此不同。通常，位于上下的玻璃板IlaUld相對(duì)較厚，玻璃板IlbUlc相對(duì)較薄。玻璃板IlaUld的厚度優(yōu)選為50μπι?500μπι，更優(yōu)選為100 μ m?300 μ m。玻璃板lib、Ilc的厚度優(yōu)選為10 μ m?400 μ m,更優(yōu)選為20 μ m?200 μ m。[0027]在z方向上相鄰的玻璃板Ila?Ild的彼此之間配置有間隔部件12。由該間隔部件12和在z方向上相鄰的玻璃板Ila?Ild—起劃分并形成具有注入口 17并被注入液晶的內(nèi)部空間18。注入口 17在元件主體10的側(cè)面開口。即，內(nèi)部空間18通過注入口 17與側(cè)面連通。
[0028]在本實(shí)施方式中，內(nèi)部空間18的形狀為圓柱狀，在本發(fā)明中并無特別限定。內(nèi)部空間18的形狀根據(jù)要形成的液晶層16的形狀適當(dāng)?shù)卦O(shè)定即可。
[0029]間隔部件12的厚度能夠根據(jù)要形成的液晶層16的厚度適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。間隔部件12的厚度例如能夠?yàn)?0 μ m?1000 μ m左右。從提高液晶元件I的高速響應(yīng)性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選液晶層16薄。由此，間隔部件12的厚度優(yōu)選為900 μ m以下，更優(yōu)選為800 μ m以下。
[0030]在多個(gè)內(nèi)部空間18中的各個(gè)內(nèi)部空間18設(shè)置有液晶層16。液晶層16由密封部件15密封。
[0031]在液晶層16，通過設(shè)置在玻璃板Ila上的電極和設(shè)置在玻璃板Ild上的電極被施加電壓。由此，液晶層16的折射率發(fā)生變化。其結(jié)果是，液晶元件I的透鏡光學(xué)能力(屈光能力)發(fā)生變化。
[0032]接著，對(duì)間隔部件12的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0033]多個(gè)間隔部件12中的各個(gè)間隔部件12具有第一間隔部件12a、第二間隔部件12b和第三間隔部件12c。
[0034]第一間隔部件12a包括環(huán)狀的玻璃板或金屬板。在第一間隔部件12a，形成有構(gòu)成內(nèi)部空間18的開口 12al (參照?qǐng)D2)。在本實(shí)施方式中，詳細(xì)而言，開口 12al構(gòu)成內(nèi)部空間18的一部分。不過，開口 12al也可以構(gòu)成整個(gè)內(nèi)部空間18。
[0035]第一間隔部件12a的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選為50 X 10_7/°C以下，更優(yōu)選為45 X 10_7/°C以下。
[0036]第二間隔部件12b配置在第一間隔部件12a與玻璃板lla、llb、llc之間。第二間隔部件12b將第一間隔部件12a與玻璃板11a、lib、Ilc接合。第二間隔部件12b是樹脂制。第二間隔部件12b例如也可以含有:紫外線固化型樹脂粘接劑的固化物等樹脂粘接劑的固化物；和分散在固化物中的球狀顆粒。
[0037]第三間隔部件12c配置在第一間隔部件12a與玻璃板lld、llc、llb之間。第三間隔部件12c將第一間隔部件12a與玻璃板lid、11c、Ilb粘結(jié)。第一間隔部件12a被第二間隔部件12b與第三間隔部件12c夾持。第三間隔部件12c是樹脂制。第三間隔部件12c例如也可以含有:紫外線固化型樹脂粘接劑的固化物等樹脂粘接劑的固化物；和分散在固化物中的球狀顆粒。
[0038]在第二和第三間隔部件12b、12c中的至少一方，形成有與一部分由第一間隔部件12a構(gòu)成的內(nèi)部空間18連接且構(gòu)成注入口 17的開口 12b2、12c2。例如，在第二和第三間隔部件12b、12c的雙方，形成有與一部分由第一間隔部件12a構(gòu)成的內(nèi)部空間18連接且構(gòu)成注入口 17的開口 12b2、12c2。進(jìn)一步，在第二和第三間隔部件12b、12c中的至少一方、例如在雙方形成有構(gòu)成內(nèi)部空間18的一部分的開口 12bl、12cl。即，內(nèi)部空間18跨越第一?第三間隔部件12a?12c地設(shè)置。
[0039]第二和第三間隔部件12b、12c的各自的厚度或者與第一間隔部件12a相同或者比其薄。第二和第三間隔部件12b、12c的各自的厚度優(yōu)選為第一間隔部件12a的厚度的1.0倍以下，更優(yōu)選為0.9倍以下。不過，如果第二和第三間隔部件12b、12c的厚度過薄，則存在間隔部件12與玻璃板Ila~Ild之間的接合強(qiáng)度過低的情況。因此，第二和第三間隔部件12b、12c的各自的厚度優(yōu)選為第一間隔部件12a的厚度的0.1倍以上，更優(yōu)選為0.2倍以上。
[0040]具體而言，第一間隔部件12a的厚度優(yōu)選為ΙΟμ--~400μπι，更優(yōu)選為20 μ m~400 μ m。第一間隔部件12a的厚度相對(duì)于間隔部件12的厚度的比(第一間隔部件12a的厚度)/ (間隔部件12的厚度)優(yōu)選為0.33~0.83，更優(yōu)選為0.40~0.80。第二間隔部件12b和第三間隔部件12c的厚度分別優(yōu)選為10 μ m~400 μ m,更優(yōu)選為10 μ m~200 μ m。
[0041]另外，間隔部件12例如能夠按以下的要領(lǐng)制作。即，在玻璃板Ila上印刷用于形成第二間隔部件12b的紫外線固化型樹脂粘接劑。接著，載置第一間隔部件12a。接著，在第一間隔部件12a和玻璃板Ilb中的至少一方上印刷用于形成第三間隔部件12c的紫外線固化型樹脂粘接劑。之后，將玻璃板Ilb和第一間隔部件12a重疊，在加壓的狀態(tài)下照射紫外線，通過使粘接劑固化使第二和第三間隔部件12b、12c固化，能夠完成間隔部件12。
[0042]但是，如在專利文獻(xiàn)I中記載的那樣，考慮利用分散有直徑20 μ m的球狀間隔部件的粘接劑，形成用于將液晶層的厚度保持為規(guī)定的厚度的間隔部件。但是，在這種情況下，間隔部件的剛性降低，容易產(chǎn)生液晶層的厚度不均。此外，難以將液晶層的厚度保持為一定。
[0043]從該觀點(diǎn)出發(fā)，考慮利用具有高的剛性的玻璃板構(gòu)成間隔部件。在這種情況下，需要在構(gòu)成間隔部件的玻璃板設(shè)置:用于構(gòu)成設(shè)置液晶層的內(nèi)部空間的開口 ；和構(gòu)成注入口的開口。因此，構(gòu)成間隔物的玻璃板不為環(huán)狀而為馬蹄狀。因此，在設(shè)置有用于構(gòu)成注入口的開口的區(qū)域及其周邊的區(qū)域，由于位于間隔部件的兩側(cè)的玻璃板間的距離變近，因此內(nèi)部空間變薄。因此，在設(shè)置有用于構(gòu)成注入口的開口的區(qū)域的周邊的區(qū)域與其以外的區(qū)域，液晶層的厚度不同。即，在液晶層產(chǎn)生厚度不均。
`[0044]與此相對(duì)，在本實(shí)施方式中，間隔部件12由第一間隔部件12a、樹脂制的第二和第三間隔部件12b、12c構(gòu)成，該第一間隔部件12a由相對(duì)較厚的玻璃板或金屬板構(gòu)成，該第二和第三間隔部件12b、12c相對(duì)較薄。而且，用于構(gòu)成注入口 17的開口 12b2、12c2在相對(duì)較薄的樹脂制的第二和第三間隔部件12b、12c中的至少一方形成。因此，與在第一間隔部件形成有用于構(gòu)成注入口的開口的情況相比較，能夠抑制玻璃板Ila~Ilc的變形。因此，能夠抑制液晶層16的注入口 17附近的部分的厚度的變小。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)液晶層16的厚度不均少的液晶元件I。
[0045]另外，如果將以間隔部件12為主構(gòu)成的第一間隔部件12a設(shè)為玻璃制，則能夠降低間隔部件12的厚度的溫度依賴性。因此，能夠抑制在液晶元件I的溫度發(fā)生變化時(shí)液晶層16的厚度發(fā)生變化。從更有效果地抑制在液晶元件I的溫度發(fā)生變化時(shí)液晶層16的厚度發(fā)生變化的觀點(diǎn)出發(fā)，第一間隔部件12a的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選為50X10_7/°C以下，更優(yōu)選為 45 X Kr7/°C 以下。
[0046]此外，從更有效果地抑制液晶層16的厚度不均并且更有效果地降低液晶層16的厚度的溫度依賴性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選提高第一間隔部件12a在間隔部件12中所占的比例。具體而言，優(yōu)選令第二和第三的間隔部件12b、12c各自的厚度為第一間隔部件12a的厚度的1.0倍以下，更優(yōu)選為0.9倍以下。優(yōu)選令第一間隔部件12a的厚度相對(duì)于間隔部件12的厚度的比((第一間隔部件12a的厚度)/ (間隔部件12的厚度))為0.83以下，更優(yōu)選為0.80以下。
[0047]液晶層16的厚度不均在玻璃板Ila~Ild變薄、容易變形的情況下容易產(chǎn)生。因此，能夠抑制本實(shí)施方式的液晶層16的厚度不均的技術(shù)在玻璃板Ila~Ild的厚度為500 μ m以下的情況下、進(jìn)一步在為300 μ m以下的情況下特別有效。
[0048]在上述實(shí)施方式中，作為本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)例子，對(duì)液晶透鏡進(jìn)行了說明。不過，在本發(fā)明中，液晶元件并不限定于液晶透鏡。在液晶元件中包括液晶透鏡、液晶開閉部件、液晶顯不兀件、液晶光圈(液晶可變光闌)等。
[0049]在上述實(shí)施方式中，對(duì)液晶元件具有多個(gè)玻璃板、具有多個(gè)液晶層的例子進(jìn)行了說明。不過，本發(fā)明并不限定于該結(jié)構(gòu)。液晶元件也可以僅具有一對(duì)玻璃板和配置在一對(duì)玻璃板間的一個(gè)液晶層。在液晶元件具有多個(gè)液晶層的情況下，也可以在液晶元件用單元設(shè)置有使多個(gè)液晶層連通的連通口。在這種情況下，能夠減小多個(gè)液晶層中的壓力不均。
[0050]在上述實(shí)施方式中，對(duì)在第二和第三間隔部件的雙方形成用于構(gòu)成注入口的開口的例子進(jìn)行了說明，也可以僅在第二和第三間隔部件中的一方形成用于構(gòu)成注入口的開口。此外，也可以在第一間隔部件形成構(gòu)成注入口的一部分的槽。
[0051]附圖標(biāo)記的說明
[0052]I…液晶元件
[0053]10…元件 主體
[0054]Ila~Ild…玻璃板
[0055]12…間隔部件
[0056]12a…第一間隔部件
[0057]12aL...構(gòu)成內(nèi)部空間的開口
[0058]12b…第二間隔部件
[0059]12bL...構(gòu)成內(nèi)部空間的開口
[0060]12b2…構(gòu)成注入口的開口
[0061]12c…第三間隔部件
[0062]12cL...構(gòu)成內(nèi)部空間的開口
[0063]12c2…構(gòu)成注入口的開口
[0064]15…密封材料
[0065]I6…液晶層
[0066]17…注入口
[0067]18…內(nèi)部空間
【權(quán)利要求】
1.一種液晶元件，其特征在于，包括: 第一玻璃板； 與所述第一玻璃板相對(duì)配置的第二玻璃板； 間隔部件，其配置在所述第一玻璃板與所述第二玻璃板之間，與所述第一玻璃板和所述第二玻璃板一起劃分并形成具有注入口的內(nèi)部空間；和設(shè)置在所述內(nèi)部空間中的液晶層， 所述間隔部件具有: 第一間隔部件，其由環(huán)狀的玻璃板或金屬板構(gòu)成，所述環(huán)狀的玻璃板或金屬板形成有構(gòu)成所述內(nèi)部空間的開口； 樹脂制的第二間隔部件，其配置在所述玻璃板與所述第一間隔部件之間，比所述第一間隔部件??；和 樹脂制的第三間隔部件，其配置在所述玻璃板與所述第一間隔部件之間，比所述第一間隔部件薄， 在所述第二間隔部件和所述第三間隔部件中的至少一方形成有與所述第一間隔部件的開口連接且構(gòu)成所述注入口的開口。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶元件，其特征在于: 所述第二間隔部件和所述第三間隔部件各自的厚度為所述第一間隔部件的厚度的1.0倍以下。
3.如權(quán)利要求1或2所述的液晶元件，其特征在于: 所述第一間隔部件的厚度為400 μ m以下。
4.如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的液晶元件，其特征在于: 所述第一玻璃板和所述第二玻璃板各自的厚度為500 μ m以下。
5.如權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的液晶兀件,其特征在于: 所述第一間隔部件的熱膨脹系數(shù)為50X10_7/°C以下。
6.一種液晶元件用單元，其特征在于，包括: 第一玻璃板； 與所述第一玻璃板相對(duì)配置的第二玻璃板；和 間隔部件，其配置在所述第一玻璃板與所述第二玻璃板之間，與所述第一玻璃板和所述第二玻璃板一起劃分并形成具有注入口并被注入液晶的內(nèi)部空間， 所述間隔部件具有: 第一間隔部件，其由環(huán)狀的玻璃板或金屬板構(gòu)成，所述環(huán)狀的玻璃板或金屬板形成有構(gòu)成所述內(nèi)部空間的開口； 樹脂制的第二間隔部件，其配置在所述玻璃板與所述第一間隔部件之間，比所述第一間隔部件??；和 樹脂制的第三間隔部件，其配置在所述玻璃板與所述第一間隔部件之間，比所述第一間隔部件薄， 在所述第二間隔部件和所述第三間隔部件中的至少一方形成有與所述第一間隔部件的開口連接且構(gòu)成所述注入口的開口。
【文檔編號(hào)】G02F1/13GK103814327SQ201280045811
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月20日
【發(fā)明者】和田正紀(jì), 秋元隆, 大久保毅一 申請(qǐng)人:日本電氣硝子株式會(huì)社