特許 6349061 液晶光学素子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6349061

(24)【登録日】2018年6月8日

(45)【発行日】2018年6月27日

(54)【発明の名称】液晶光学素子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1339 20060101AFI20180618BHJP

   G02F 1/1335 20060101ALI20180618BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20180618BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/1339 505

   G02F1/1335

   G02F1/13 505

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-149108(P2013-149108)

(22)【出願日】2013年7月18日

(65)【公開番号】特開2015-22090(P2015-22090A)

(43)【公開日】2015年2月2日

【審査請求日】2016年6月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091340

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 敬四郎

(74)【代理人】

【識別番号】100141302

【弁理士】

【氏名又は名称】鵜飼 伸一

(72)【発明者】

【氏名】都甲 康夫

(72)【発明者】

【氏名】福嶋 宙人

【審査官】 磯崎 忠昭

(56)【参考文献】

【文献】 中国特許出願公開第１０１４７０３０４（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３４４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０１４５８４１５（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２３１３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０２３１７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１３３９

Ｇ０２Ｆ １／１３４１

Ｇ０２Ｆ １／１３３５

Ｇ０２Ｆ １／１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ａ）第１の領域を有するフィルム状またはプレート状の第１の基板、および、該第１の基板と貼合した際に、該第１の領域と対向する第２の領域を有するフィルム状の第２の基板、を準備する工程と、
ｂ）前記第１の基板表面に、前記第１の領域を囲うシール部材を形成するか、または、前記第２の基板表面に、前記第２の領域を囲うシール部材を形成する工程であって、実線部および切れ目部を含む破線状の第１の縁部と、前記第１の縁部に対向し、切れ目のない連続的な形状の第２の縁部と、前記第１および第２の縁部の一端側および他端側とそれぞれ連続する第３および第４の縁部と、を有する前記シール部材を形成する工程と、
ｃ）前記第１の基板の第１の領域内に、液晶部材を滴下する工程と、
ｄ）前記第１および第２の基板を、前記シール部材および前記液晶部材を挟んで、前記第１および第２の領域が対向するように貼合する工程であって、前記第１および第２の基板は、前記シール部材の第２の縁部側から第１の縁部側に向かって貼合され、前記第１および第２の基板の貼合によって前記第１の縁部の実線部が押し潰されて、前記第１の縁部の切れ目部が閉塞することにより、前記第１および第２の基板、ならびに、前記シール部材により画定される空間に前記液晶部材が封入される工程と、
を有する液晶光学素子の製造方法。

【請求項2】

前記工程ｃ）において、前記液晶部材は、前記第１の基板の第１の領域内であって、前記工程ｄ）で前記第１および第２の基板を貼合した際に、前記シール部材の第２の縁部に近い領域に滴下される請求項１記載の液晶光学素子の製造方法。

【請求項3】

前記工程ａ）において、前記第２の基板は、該第２の基板表面に設けられ、一方向に延在する複数のプリズムを含み、
前記工程ｄ）において、前記第１および第２の基板を貼合した際に、前記プリズムは、前記シール部材の第１の縁部から第２の縁部に向かって延在している請求項１または２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】

本発明は、液晶光学素子、およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一対の基板と、該一対の基板に狭持される液晶部材と、該液晶部材の横溢を抑止するシール部材と、を含む液晶セルは、光学素子や表示素子などに応用されている。たとえば特許文献１，２には、液晶セル内にプリズムを形成し、光偏向を行う液晶光学素子が提案されている。特許文献１に記載される液晶光学素子は、車両用灯具に利用され、特許文献２に記載される液晶光学素子は、立体表示装置に利用されている。また、たとえば特許文献３には、プレート状の基板上にシール枠を形成し、該シール枠内に液晶部材を配置し、該シール枠内の空気を押し出すようにしてロール状の基板（フィルム基板ないしフレキシブル基板）を貼合して製造される液晶表示装置が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−１４７３７７号公報

【特許文献2】特開２０１２−１３３１２８号公報

【特許文献3】特許５０６７９７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の主な目的は、光学的に高品質な液晶光学素子をより簡便に製造することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の他の観点によれば、ａ）第１の領域を有するフィルム状またはプレート状の第１の基板、および、該第１の基板と貼合した際に、該第１の領域と対向する第２の領域を有するフィルム状の第２の基板、を準備する工程と、ｂ）前記第１の基板表面に、前記第１の領域を囲うシール部材を形成するか、または、前記第２の基板表面に、前記第２の領域を囲うシール部材を形成する工程であって、実線部および切れ目部を含む破線状の第１の縁部と、前記第１の縁部に対向し、切れ目のない連続的な形状の第２の縁部と、前記第１および第２の縁部の一端側および他端側とそれぞれ連続する第３および第４の縁部と、を有する前記シール部材を形成する工程と、ｃ）前記第１の基板の第１の領域内に、液晶部材を滴下する工程と、ｄ）前記第１および第２の基板を、前記シール部材および前記液晶部材を挟んで、前記第１および第２の領域が対向するように貼合する工程であって、前記第１および第２の基板は、前記シール部材の第２の縁部側から第１の縁部側に向かって貼合され、前記第１および第２の基板の貼合によって前記第１の縁部の実線部が押し潰されて、前記第１の縁部の切れ目部が閉塞することにより、前記第１および第２の基板、ならびに、前記シール部材により画定される空間に前記液晶部材が封入される工程と、を有する液晶光学素子の製造方法、が提供される。

【発明の効果】

【0007】

光学的に高品質な液晶光学素子をより簡便に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１Ａ〜図１Ｃは、実施例による液晶光学素子を示す断面図、平面図および拡大平面図である。

【図2】図２Ａは、フィルム基板にプリズムを形成する様子を示す断面図であり、図２Ｂは、フィルム基板にプリズムを形成する際に用いるロール状金型を示す斜視図である。

【図3】図３Ａは、フィルム基板にスペーサを形成する様子を示す断面図であり、図３Ｂは、フィルム基板にスペーサを形成する際に用いるロール状金型を示す斜視図である。

【図4】図４Ａ〜図４Ｃは、スペーサ基板にシール部材を形成する様子を示す断面図、平面図および拡大平面図である。

【図5】図５Ａおよび図５Ｂは、スペーサ基板に液晶部材を滴下する様子を示す断面図および平面図である。

【図6-1】および、

【図6-2】図６Ａ〜図６Ｃは、プリズム基板とスペーサ基板とを貼り合せる様子を示す断面図および平面図であり、図６Ｄは、プリズム基板およびスペーサ基板を貼り合わせた後のシール枠および液晶部材を示す観察写真である。

【図7】図７Ａおよび図７Ｂは、シール部材およびそのシール部材を押し潰して形成したシール枠の他の例を示す拡大平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図１を参照して、本発明の実施例による液晶光学素子１の構造および光学的機能について説明する。

【0010】

図１Ａおよび図１Ｂは、液晶光学素子１を概略的に示す断面図および平面図である。なお、図中に示す各構成要素の相対的なサイズは、実際のものとは異なっている。

【0011】

液晶光学素子１は、図１Ａに示すように、主に、対向配置され、可撓性（フレキシブル性）を有する上側および下側基板１０，２０と、上側および下側基板１０，２０に狭持されるシール枠３０および液晶部材４０と、を備える構成である。なお、シール枠３０は、図１Ｂに示すように、上側および下側基板１０，２０の周縁に沿って閉じた形状で設けられており、液晶部材４０は、上側および下側基板１０，２０、ならびに、シール枠３０により画定される空間４１に封入されている。

【0012】

なお、図１Ｂにおいて、上側基板１０は破線により示されており、また、便宜的に、上側および下側基板１０，２０は上下方向にずらして示されている。さらに、シール枠３０は斜線模様によって示され、液晶部材４０は斑点模様によって示されている。

【0013】

上側基板１０は、たとえば、上側ベースフィルム１１ａの表面に、上側電極１１ｂおよび複数のプリズム１２ｐを含む光機能層１２が積層する構成を有する。なお、上側ベースフィルム１１ａおよび上側電極１１ｂは、上側フィルム基板１１を構成する。

【0014】

また、下側基板２０は、たとえば、下側ベースフィルム２１ａの表面に、下側電極２１ｂおよび突起体（スペーサ）２２ｐを含む突起層２２が積層する構成を有する。なお、下側ベースフィルム２１ａおよび下側電極２１ｂは、下側フィルム基板２１を構成する。

【0015】

上側および下側ベースフィルム１１ａ，２１ａには、たとえば、ポリカーボネートやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などで形成された、透光性を有するプラスチックフィルムが用いられる。また、上側および下側電極１１ｂ，２１ｂは、たとえば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、グラフェンなど、透光性および導電性を有する部材により構成される。なお、上側および下側電極１１ｂ，２１ｂは、所望の平面形状に成形（パターニング）されていてもよい。

【0016】

光機能層１２は、たとえば、紫外線硬化型の透光性樹脂部材により構成される。光機能層１２は、たとえば、一方向に延在する複数のプリズム１２ｐがピッチ２０μｍ程度で配列する片鋸状の形状を有する。また、光機能層１２を構成する個々のプリズム１２ｐは、たとえば、底角１５°および９０°，頂角７５°，高さ５μｍ程度の三角柱状である。なお、光機能層１２は、プリズムに限らず、たとえばフレネルレンズなどにより構成されていてもよい。

【0017】

突起層２２は、たとえば、紫外線硬化型の透光性樹脂部材により構成される。突起層２２を構成する突起体（スペーサ）２２ｐは、上側基板１０（光機能層１２）にまで到達しており、上側および下側基板１０，２０の間隔（セル厚）を規定する。突起体２２ｐは、たとえば直径１０μｍ〜１５μｍ，高さ１０μｍ程度の円柱状である。また、突起体２２ｐは、下側フィルム基板２１面内に一様に分布しており、単位面積を占める突起体２２ｐの面積の割合（密度）は、たとえば３．９％程度である。

【0018】

シール枠３０は、たとえば、紫外線硬化型の透光性樹脂部材により構成される。シール枠３０は、たとえば、第１〜第４の枠縁部３１〜３４を有する矩形枠状の全体的平面形状を有する。第１および第２の枠縁３１，３２は相互に対向しており、第１および第２の枠縁３１，３２の一端側に第３の枠縁３３が接続し、第１および第２の枠縁３１，３２の他端側に第４の枠縁３４が接続している。

【0019】

第１〜第４の枠縁３１〜３４のうちいずれか１つの枠縁部、たとえば第１の枠縁部３１は、波線状に成形されており、残りの枠縁部、つまり第２〜第４の枠縁部３２〜３４は、略直線状に成形されている。なお、光機能層２２のプリズム２２ｐは、シール枠３０の第１および第２の枠縁部３１，３２をわたす方向Ａｐに延在して設けられている。

【0020】

図１Ｃは、第１の枠縁部３１を拡大して示す平面図である。第１の枠縁部３１の内側側面には、シール枠３０の外側に向かって窪む微小な凹部３１ｘが形成されている。内側側面の凹部３１ｘに相対する外側側面は、シール枠３０の外側に向かって膨らむように成形されている。第１の枠縁部３１に、このような内側側面が窪み、外側側面が膨らむ部分（閉塞部）が形成される過程については、後述する（図６）。

【0021】

図１Ａおよび図１Ｂに戻って説明を続ける。

【0022】

液晶部材４０は、たとえば、誘電率異方性が正（Δε＞０）であるネマチック液晶により構成される。上側および下側基板１０，２０、ならびに、シール枠３０により画定される空間４１には、空気（気泡）が混入していないことが好ましく、液晶部材４０が充満していることが好ましい。

【0023】

上側および下側基板１０，２０の間隙に配置されるシール枠３０および液晶部材４０を、便宜的に、封止液晶層５０と呼ぶこととする。実施例では、上側および下側基板１０，２０の間隙に、単一の封止液晶層５０が配置された構成を示すが、複数の封止液晶層５０が配列する構成であってもかまわない。

【0024】

なお、光機能層１２表面ないし突起層２２表面には、配向処理（ラビング処理等）が施された配向膜を設けてもかまわない。配向膜には、たとえばポリイミドなどを用いることができる。

【0025】

電圧無印加状態（定常状態）における液晶部材４０の屈折率が、電圧印加状態（上側および下側電極１１ｂ，２１ｂの間に電圧を印加した状態）における液晶部材４０の屈折率と異なっており、また、光機能層１２（プリズム１２ｐ）の屈折率と等しい場合を想定する。

【0026】

電圧無印加状態において、液晶部材４０の屈折率はプリズム１２ｐの屈折率と等しいため、液晶光学素子１に入射される光は偏向されずに直進する。一方、電圧印加状態において、液晶部材４０の屈折率はプリズム１２ｐの屈折率と異なるため、液晶光学素子１に入射される光は、プリズム１２ｐおよび液晶部材４０の界面（傾斜面）において屈折し、偏向される。

【0027】

なお、電圧無印加状態における液晶部材４０の屈折率は、プリズム１２ｐの屈折率と異なっていてもかまわない。電圧無印加状態における液晶部材４０およびプリズム１２ｐの屈折率差と、電圧印加状態における液晶部材４０およびプリズム１２ｐの屈折率差と、が異なっていればよい。

【0028】

このように、液晶光学素子１は、光偏向制御素子として利用することができる。このような液晶光学素子１は、各種照明装置、車両用前照灯、（例えば、携帯電子機器、ゲーム機器、パーソナルコンピュータ、立体表示機器等の）液晶表示装置用バックライト、各種ストロボ等に応用することができる。

【0029】

以下、図２〜図６を参照して、液晶光学素子１の製造方法について説明する。実施例において、液晶光学素子１は、シート状のフィルム基板（フレキシブル基板）を所定の方向に搬送しながら各種部材の形成や加工などを逐次的に行う、いわゆるロールトゥロール方式と呼ばれる方式に基づいて製造される。

【0030】

最初に、ベースフィルム（図１Ａにおける上側および下側ベースフィルム１１ａ，２１ａに相当）表面に電極（図１Ａにおける上側および下側電極１１ｂ，２１ｂに相当）が形成されたシート状のフィルム基板１１，２１（図１Ａにおける上側および下側フィルム基板１１，２１に相当）を２枚準備する。必要に応じて、フィルム基板１１，２１表面の電極を、エッチング法やレーザアブレーション法などにより、所望の平面形状にパターニングしておく。

【0031】

なお、ベースフィルムには、たとえば、ポリカーボネートやＰＥＴなどで形成されたプラスチックフィルムを用いることができる。また、電極には、たとえば、ＩＴＯやＩＺＯ、グラフェンなどを用いることができる。

【0032】

次に、図２Ａおよび図２Ｂを参照して、フィルム基板１１に光機能層１２を形成する工程について説明する。図２Ａおよび図２Ｂは、フィルム基板１１表面に光機能層１２を形成する様子を示す断面図、および、光機能層１２を形成する際に用いる、プリズム（三角柱状）パターンが形成されたロール状金型１０２を示す斜視図である。

【0033】

図２Ａに示すように、まず、シート状のフィルム基板１１を長さ方向に、たとえば０．１ｍ／ｓ程度の速度で搬送しながら、供給ヘッド（インクジェットヘッド，ディスペンサ等）１０１により、フィルム基板１１上（ベースフィルム表面に形成された電極上）に、光機能層１２を構成する樹脂部材１２ａを塗布する。樹脂部材１２ａには、たとえば、アクリル系やアリル系、エポキシ系などの紫外線硬化性樹脂を用いることができる。

【0034】

続いて、フィルム基板１１上に塗布された樹脂部材１２ａを、ニップロール１０３によりロール状金型１０２に押し付けて、ロール状金型１０２を回転させながら、樹脂部材１２ａにプリズムパターンを転写する。その後、フィルム基板１１側から樹脂部材１２ａに、紫外線照射装置１０４から出射される紫外線を照射して、樹脂部材１２ａを硬化させる。これにより、フィルム基板１１表面に複数のプリズム１２ｐを含む光機能層１２が形成される。以降、光機能層１２（プリズム１２ｐ）が形成されたフィルム基板１１を、プリズム基板１０と呼ぶこととする。

【0035】

図２Ｂに示すように、ロール状金型１０２は円柱状の全体形状を有し、その側面には、円周方向に延在し、回転軸方向に配列する複数の三角柱状体が設けられている。三角柱状体は、たとえば、高さが５μｍ、頂角が７５°、底角が１５°および９０°であり、ピッチが約２０μｍで配列している。このようなロール状金型１０２を用いて、三角柱状体のパターンを樹脂部材１２ａに転写することにより、当該三角柱状体に対応するプリズム１２ｐが、フィルム基板１１の搬送方向に沿って延在し、当該搬送方向と直交する方向に配列する光機能層１２を得ることができる。なお、プリズムが延在する方向を調整したい場合、また、光機能層としてフレネルレンズなどを形成したい場合には、それらのパターンに対応したロール状金型を用いればよい。

【0036】

次に、図３Ａおよび図３Ｂを参照して、フィルム基板２１に突起層２２を形成する工程について説明する。図３Ａおよび図３Ｂは、フィルム基板２１表面に突起層２２を形成する様子を示す断面図、および、突起層２２を形成する際に用いる、突起（円柱穴状）パターンが形成されたロール状金型２０２を示す斜視図である。

【0037】

図３Ａに示すように、まず、シート状のフィルム基板２１を長さ方向に、たとえば０．１ｍ／ｓ程度の速度で搬送しながら、供給ヘッド（インクジェットヘッド，ディスペンサ等）２０１により、フィルム基板２１上（ベースフィルム表面に形成された電極上）に、突起層２２を構成する樹脂部材２２ａを塗布する。樹脂部材２２ａには、たとえば、アクリル系やアリル系、エポキシ系などの紫外線硬化性樹脂を用いることができる。

【0038】

続いて、フィルム基板２１上に塗布された樹脂部材２２ａを、ニップロール２０３によりロール状金型２０２に押し付けて、ロール状金型２０２を回転させながら、樹脂部材２２ａに突起パターンを転写する。その後、フィルム基板２１側から樹脂部材２２ａに、紫外線照射装置２０４から出射される紫外線を照射して、樹脂部材２２ａを硬化させる。これにより、フィルム基板２１表面に複数の突起体２２ｐを含む突起層２２が形成される。以降、突起層２２（突起体ないしスペーサ２２ｐ）が形成されたフィルム基板２１を、スペーサ基板２０と呼ぶこととする。

【0039】

図３Ｂに示すように、ロール状金型２０２は円柱状の全体形状を有し、その側面には、複数の円柱穴が分布して設けられている。円柱穴は、たとえば、深さが１０μｍ程度、直径が１０〜１５μｍであり、単位面積を占める円柱穴の面積の割合（密度）は、１％〜１０％、たとえば３．９％程度である。このようなロール状金型２０２を用いて、円柱穴のパターンを樹脂部材２２ａに転写することにより、フィルム基板２２表面に当該円柱穴に対応した突起体（スペーサ）２２ｐが一様に分布する突起層２２を得ることができる。

【0040】

次に、図４Ａ〜図４Ｃを参照して、プリズム基板１０およびスペーサ基板２０のいずれか一方の基板、たとえばスペーサ基板２０に、シール枠３０を構成するシール部材３０ａを形成する工程について説明する。図４Ａおよび図４Ｂは、スペーサ基板２０表面にシール部材３０ａを塗布（パターニング）する様子を示す断面図および平面図であり、図４Ｃは、シール部材３０ａの一部を拡大して示す平面図である。

【0041】

図４Ａに示すように、引き続きスペーサ基板２０を長さ方向に搬送しながら、供給ヘッド（インクジェットヘッド，ディスペンサ等）２０５により、スペーサ基板２０上（フィルム基板表面に形成された突起層上）にシール部材３０ａを塗布する。シール部材３０ａには、紫外線硬化性樹脂部材を用いることができる。なお、シール部材３０ａの高さ（厚み）は、０．１ｍｍ程度である。

【0042】

図４Ｂに示すように、スペーサ基板２０上に塗布されるシール部材３０ａは、第１〜第４の縁部３１ａ〜３４ａを含み、矩形枠状の全体的平面形状を有する。シール部材３０ａの全体的平面形状は、たとえば、各縁部の幅Ｗが１ｍｍ程度であり、一辺の長さＤが５０ｍｍ程度の正方形状である。

【0043】

第１の縁部３１ａは、実線部３１ｂおよび切れ目部３１ｃを含む破線状であり、スペーサ基板２０の搬送方向に対して後方に形成される。第２の縁部３２ａは、第１の縁部３１ａと対向し、スペーサ基板２０の搬送方向に対して前方に形成される。第３の縁部３３ａは、第１および第２の縁部３１ａ，３２ａの一端側に、スペーサ基板２０の搬送方向に沿って形成される。第４の縁部３４ａは、第１および第２の縁部３１ａ，３２ａの他端側に、スペーサ基板２０の搬送方向に沿って形成される。

【0044】

図４Ｃに示すように、第１の縁部３１ａは、実線部３１ｂおよび切れ目部３１ｃを含む。個々の実線部３１ｂは、両端の幅Ｈが中央の幅Ｗよりも広く、両端がシール部材３０ａの外側に向かって張り出る凹状の平面形状を有している。なお、実線部３１ｂの両端の幅Ｈは２ｍｍ程度であり、中央の幅Ｗは１ｍｍ程度である。また、実線部３１ｂの長さ（ないし切れ目部３１ｃの間隔）Ｌは１０ｍｍ程度であり、切れ目部３１ｃの長さ（ないし実線部３１ｂの間隔）Ｂは２ｍｍ程度である。

【0045】

次に、図５Ａおよび図５Ｂを参照して、スペーサ基板２０のシール部材３０ａに囲まれる領域に、液晶部材４０を滴下する工程について説明する。図５Ａおよび図５Ｂは、スペーサ基板２０表面のシール部材３０ａに囲まれた領域に液晶部材４０を滴下する様子を示す断面図および平面図である。

【0046】

図５Ａに示すように、引き続きスペーサ基板２０を長さ方向に搬送しながら、供給ヘッド（インクジェットヘッド，ディスペンサ等）２０６から、スペーサ基板２０上のシール部材３０ａに囲まれる領域に、液晶部材４０を滴下する。液晶部材４０には、たとえばΔε＞０のネマチック液晶を用いることができる。

【0047】

図５Ｂに示すように、液晶部材４０は、スペーサ基板２０の搬送方向に対してより前方に、つまりシール部材３０ａの第２の縁部３２ａに近い領域に集中して滴下されることが好ましい。これは、後工程（図６）でスペーサ基板２０にプリズム基板１０を貼り合わせた際に、プリズム基板１０、スペーサ基板２０およびシール部材３０ａ（シール枠３０）により画定される液晶充填空間に空気（気泡）が残留しにくくなるためである。

【0048】

なお、液晶部材４０は、シール部材３０ａが形成されていない基板、つまりプリズム基板１０に滴下されてもかまわない。この場合、液晶部材４０は、プリズム基板１０表面であって、後工程（図６）でプリズム基板１０およびスペーサ基板２０を貼り合わせた際に、シール部材３０ａの第２の縁部３２ａに近い領域に滴下されることが好ましい。

【0049】

ただし、液晶部材４０をプリズム基板１０に滴下する場合、液晶部材４０がプリズムの溝に沿って一定の方向に流動してしまう可能性がある。これにより、プリズム基板１０およびスペーサ基板２０を貼り合わせた際、液晶充填空間に均等に液晶部材４０が充填されない可能性がある。したがって、液晶部材４０は、スペーサ基板２０に滴下することが好ましいであろう。

【0050】

次に、図６Ａ〜図６Ｃを参照して、プリズム基板１０とスペーサ基板２０とを貼り合わせて、プリズム基板１０、スペーサ基板２０およびシール部材３０ａ（シール枠３０）により画定される液晶充填空間４１に液晶部材４０を封入する工程について説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、プリズム基板１０とスペーサ基板２０とを貼り合せる様子を示す断面図および平面図である。

【0051】

図６Ａに示すように、引き続きプリズム基板１０およびスペーサ基板２０を搬送しながら、シール部材３０ａおよび液晶部材４０を挟み込むように、プリズム基板１０をスペーサ基板２０に貼り合せる。その際、プリズム基板１０およびスペーサ基板２０は、ニップロール３０１により加圧されながら、搬送方向に対して前方から後方に向かって、つまりシール部材３０ａの第２の縁部３２ａ側から第１の縁部３１ａ側に向かって貼合される。その後、プリズム基板１０側からシール部材３０ａに、紫外線照射装置３０２から出射される紫外線を照射して、シール部材３０ａを硬化させる（シール枠３０）。

【0052】

図６Ｂに示すように、プリズム基板１０およびスペーサ基板２０は、シール部材３０ａの第２の縁部３２ａ側から第１の縁部３１ａ側に向かって貼合される。このとき、シール部材３０ａは、プリズム基板１０およびスペーサ基板２０にかかる圧力により押し潰される。また、液晶部材４０は、シール部材３０ａの第２の縁部３２ａから第１の縁部３１ａに向かって広げられる。

【0053】

プリズム基板１０およびスペーサ基板２０の貼合が、シール部材３０ａの第１の縁部３１ａにまで到達したとき、余剰な液晶部材４０は、空気とともに、切れ目部３１ｃから枠状のシール部材３０ａ（シール枠３０）の外側に押し出される。そして、実線部３１ｂがプリズム基板１０およびスペーサ基板２０にかかる圧力によって押し潰されることにより、切れ目部３１ｃが閉塞する。

【0054】

図６Ｃに示すように、シール枠３０において、押し潰される前の切れ目部３１ｃに対応する位置には、内側側面が外側に向かって窪む凹部３１ｘが形成される。また、当該凹部３１ｘに相対する外側側面は、外側に向かって膨らむように成形される。なお、シール枠３０の外側には、余剰な液晶部材４０が若干付着している。

【0055】

以上により、プリズム基板１０、スペーサ基板２０および押し潰された後に紫外線が照射されたシール部材３０ａ、つまりシール枠３０により画定される液晶充填空間４１に、空気（気泡）を残すことなく、液晶部材４０を封入することができる。なお、液晶充填空間４１に気泡が残留することをさらに抑制するために、プリズム基板１０およびスペーサ基板２０の貼合を、低圧環境下ないし真空環境下で実施してもかまわない。

【0056】

図６Ｄは、図６Ｃに示す液晶光学素子において、シール枠の第１の枠縁部と第３の枠縁部とが連結する部分を拡大して示す観察写真である。なお、この観察写真は、液晶光学素子の表裏面に一対の偏光板を配設して撮影されたものである。

【0057】

図中において、相対的に暗く示されている部分がシール枠に対応し、縦方向に延在する波線状の枠縁部が第１の枠縁部３１に、第１の枠縁部３１と連続して横方向に延在する直線状の枠縁部が第３の枠縁部３３に対応する。また、相対的に明るく示されている部分が、液晶部材４０に対応する。

【0058】

この観察写真から、シール枠の第１の枠縁部３１において、内側側面がシール枠の外側に向かって窪む凹部３１ｘが形成されていることがわかる。この凹部３１ｘは、押し潰される前の切れ目部３１ｃに対応する部分である。また、当該凹部３１ｘに相対する外側側面は、シール枠の外側に向かって膨らむように成形されていることがわかる。

【0059】

さらに、シール枠の内側および外側の一部には液晶部材４０が配設されていることがわかる。シール枠の外側に付着している液晶部材４０は、押し潰される前の切れ目部３１ｃから流出した余剰な液晶部材である。

【0060】

シール枠の内側に気泡が残留している場合、つまりシール枠内の液晶部材４０に気泡が混入している場合、その気泡は暗い像として出現する。しかしながら、この観察写真によれば、そのような暗い像は確認することができない。このことにより、シール枠の内側には気泡が残留しておらず、液晶部材４０が充満していることがわかる。

【0061】

図６Ｃに戻って、液晶光学素子を完成させる工程について説明する。搬送方向に対して前方側および後方側のプリズム基板１０およびスペーサ基板２０を切断し、シール枠３０の外側にはみ出した液晶部材４０を洗浄して除去する。これにより、液晶光学素子１が完成する（図１Ａおよび図１Ｂ参照）。

【0062】

従来のロールトゥロール方式を用いた液晶光学素子の製造方法では、貼合・切断したプリズム基板およびスペーサ基板の側端面に、液晶部材を封止するためのシール部材（エンドシール部材）を別途設ける必要があった。しかしながら、実施例による液晶光学素子の製造方法では、プリズム基板およびスペーサ基板の貼合の際に、同時的に、プリズム基板、スペーサ基板およびシール部材により画定される空間に液晶部材を封入することができる。つまり、エンドシール部材を設けるための工程が不要であり、液晶光学素子をより簡便に製造することができる。

【0063】

また、プリズム基板およびスペーサ基板を、シール部材の断続的に形成された縁部に向かって貼合することにより、当該縁部の切れ目部から余剰な液晶部材とともに空気が押し出されるため、液晶部材が封入される空間には空気（気泡）が残留しにくい。このため、光学的に品質が高い液晶光学素子を製造することができる。

【0064】

なお、完成した液晶光学素子１において、プリズム基板１０に形成されるプリズム１２ｐは、シール枠３０の第１の枠縁部３１から第２の枠縁部３２に向かって延在している。しかしながら、プリズム１２ｐが延在する方向は、この方向に限らず、たとえばシール枠３０の第３の枠縁部３３から第４の枠縁部３４に向かう方向でもかまわない。ただし、本発明者らによる検討によれば、液晶部材４０に混入しうる気泡の抑制の観点から、プリズム１２ｐが延在する方向は、シール枠３０の第１の枠縁部３１から第２の枠縁部３２に向かう方向が好ましいことがわかっている。

【0065】

また、実施例では、ロールトゥロール方式に基づく液晶光学素子の製造方法について説明したが、他の方式に基づいて液晶光学素子を製造してもかまわない。このとき、プリズム基板ないしスペーサ基板のどちらか一方の基板を、可撓性を有さないプレート状の基板にしてもよい。プレート状の基板を用いる場合には、プレート状の基板に液晶部材を滴下して、当該基板にフィルム状の基板を、図６で説明したように、貼り合せることになるであろう。

【0066】

図７Ａおよび図７Ｂは、断続的に形成されるシール部材の第１の縁部、および、当該シール部材を押し潰してシール枠とした際の第１の枠縁部の他の例を示す拡大平面図である。

【0067】

断続的に形成されるシール部材３０ａの第１の縁部３１ａにおいて、その実線部３１ｂの平面形状は、凹状に限らず、図７Ａに示すように、たとえばダンベル（亜鈴）状であってもかまわない。実線部３１ｂの平面形状は、両端の幅Ｈが中間の幅Ｗよりも広い形状であればよい。なお、切れ目部３１ｃの最適な寸法（幅Ｂないし間隔Ｌ）は、シール部材の高さや基板貼合圧力、液晶部材の性質（粘性等）などによって異なるため、製造条件に合わせて適宜調整することが好ましいであろう。

【0068】

シール部材３０ａの実線部３１ｂをダンベル状とし、プリズム基板１０およびスペーサ基板２０を図６で説明したように貼合した場合、シール部材３０ａが押し潰されて形成されるシール枠３０の第１の枠縁部３１は、図７Ｂに示すような形状となる。つまり、内側側面がシール枠３０の外側に向かって窪む凹部３１ｘを含み、その凹部３１ｘに相対する外側側面がシール枠３０の内側に向かって窪むような形状となる。なお、凹部３１ｘは、押し潰される前の切れ目部３１ｃに対応している。

【0069】

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

【符号の説明】

【0070】

１…液晶光学素子、１０…上側（プリズム）基板、１１…上側フィルム基板、１１ａ…上側ベースフィルム、１１ｂ…上側電極、１２…光機能層（プリズム層）、１２ｐ…プリズム、１２ａ…紫外線硬化性樹脂部材、２０…下側（スペーサ）基板、２１…下側フィルム基板、２１ａ…下側ベースフィルム、２１ｂ…下側電極、２２…突起層、２２ｐ…突起体（スペーサ）、２２ａ…紫外線硬化性樹脂部材、３０…シール枠、３１〜３４…第１〜第４の縁部、３１ｘ…凹部、３０ａ…シール部材、３１ａ〜３４ａ…第１〜第４の縁部、３１ｂ…実線部、３１ｃ…切れ目部、４０…液晶部材、４１…液晶充填空間、５０…封止液晶層、１０１…樹脂部材供給ヘッド、１０２…ロール状金型、１０３…ニップロール、１０４…紫外線照射装置、２０１…樹脂部材供給ヘッド、２０２…ロール状金型、２０３…ニップロール、２０４…紫外線照射装置、２０５…シール部材供給ヘッド、２０６…液晶部材供給ヘッド、３０１…ニップロール、３０２…紫外線照射装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6-1】

【図6-2】

【図7】