[发明专利]液晶光学元件及液晶光学元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及液晶光学元件及液晶光学元件的制造方法。

背景技术

以往，作为配光切换方法，公开了使用液晶光学元件的方法。例如，专利文献1公开了如下技术：使用在一对基板中的一方的内表面上形成了棱镜的液晶单元来使光偏转。通过对未施加电压的状态和施加了电压的状态进行切换来切换液晶层的折射率，由此对光的行进方向进行切换。

液晶具有细长的分子形状，某个方向上的偏振光(液晶分子的长轴方向)能够转向，而某个方向的偏振光能够直接透过。在光源为非偏振光，且要使光源的光全部转向时，需要准备2组微棱镜液晶光学元件(例如，参照专利文献2)。

在光源为偏振光系统或者在光源与微棱镜液晶光学元件之间配置有液晶显示装置等偏振光系统的光学系统时，如果微棱镜液晶光学元件为1组，则能够使所有的光(图像)转向。当此时从光源等射出的偏振光方向、与微棱镜液晶光学元件中对光源侧施加的取向处理的方向未被配置为平行时，一部分的光不会转向。

例如，当从光源侧射出的偏振光方向与微棱镜液晶光学元件中对光源侧施加的取向处理的方向被配置成45度时，约有1/2的光发生转向，但无法控制其余的光，当从光源侧射出的偏振光方向与微棱镜液晶光学元件中对光源侧施加的取向处理的方向被配置成垂直时，在电气上完全无法进行控制。

因此，从光源侧射出的偏振光方向与微棱镜液晶光学元件中对光源侧施加的取向处理的方向配置成平行，是非常重要的。另外，相对于此，关于棱镜的朝向，从使图像整体向哪个方向移动的方面看，棱镜的朝向很重要，但从能够切换取向的方面看，棱镜的朝向不是很重要。

由此，为了使透过微棱镜液晶光学元件的光(图像)的状态尽量鲜明，重要的是要进行整齐的取向处理，使界面中的液晶分子整齐地排列在一个方向上。

【专利文献1】日本特开2006-147377号公报

【专利文献2】日本特开2010-145646号公报

以往，不在棱镜上形成取向膜，而是直接进行摩擦处理，但是，在摩擦后的棱镜材料中，实现液晶分子的取向的取向限制力不充分，不是所有的液晶分子都朝向摩擦方向。如果在棱镜上形成取向膜就不会有问题，但是，大多数的棱镜用形成材料的耐热性低，其特性会因形成取向膜的热处理(180℃以上)而劣化。

另外，即使在棱镜上形成了取向限制力高的取向膜(聚酰亚胺等)并进行了摩擦处理，也很难得到完全均匀的液晶取向。这是由棱镜的表面形状引起的，由于在微棱镜液晶光学元件中使用的棱镜上存在几μm到几十μm的表面凹凸，因此，无法使摩擦处理中使用的摩擦布的毛端良好地接触于棱镜上(取向膜上)的整个面，特别是在凹部中不能实现良好的取向。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在具有表面凹凸的棱镜上具有均匀的液晶取向的液晶光学元件。

本发明的另一目的在于，提供一种在具有表面凹凸的棱镜上也能够实施均匀的液晶取向的液晶光学元件的制造方法。

根据本发明的一个方面，液晶光学元件具有：彼此相对的一对第1透明基板和第2透明基板；形成在所述第1透明基板和第2透明基板上，对所述第1透明基板和第2透明基板之间施加电压的一对第1透明电极和第2透明电极；具有棱镜的棱镜层，该棱镜层形成在所述第1透明基板和第2透明基板中的一方的上方；取向膜，该取向膜形成在所述棱镜层上，通过光取向被实施了取向处理；以及具有液晶分子的液晶层，该液晶层夹在所述第1透明基板和第2透明基板之间，通过使施加给所述第1透明电极和第2透明电极的电压变化，来改变所述液晶层的折射率，使透过所述棱镜的斜面与所述液晶层之间的界面的光的折射角变化。

根据本发明的另一方面，液晶光学元件的制造方法包括以下步骤：准备第1透明基板和第2透明基板；在所述第1透明基板和第2透明基板上，形成对所述第1透明基板和第2透明基板之间施加电压的一对第1透明电极和第2透明电极；在所述第1透明电极的上方，形成具有棱镜的棱镜层；在所述棱镜层上形成取向膜；通过光取向对形成在所述棱镜层上的取向膜实施取向处理；以所述第1透明基板和第2透明基板的形成有所述第1透明电极和第2透明电极的一侧相对的方式，将所述第1透明基板和第2透明基板叠合；以及对所述第1透明基板和第2透明基板之间注入液晶而进行密封。

根据本发明，能够提供一种在具有表面凹凸的棱镜上具有均匀的液晶取向的液晶光学元件。

另外，根据本发明，能够提供一种对具有表面凹凸的棱镜也能够实施均匀的液晶取向的液晶光学元件的制造方法。

附图说明