研究開発された技術紹介

本研究では、液晶レンズにおける中間ガラスを薄板加工する高精度・微細な切削技術を開発する。当社は、液晶レンズを2層2重構造とすることにより、光の複屈折効果を高め、高速応答性に優れた液晶光学素子を提案する。この2層2重構造では、電極間の液晶を2層に分離するために、中間ガラスを設ける必要がある。この中間ガラスを薄板加工する高精度・微細な切削技術を開発するのが本研究の課題である

ガラスユニットの高精度・微細な薄板加工及び多層ガラスユニット切断技術開発
・ガラスユニットの高精度・微細な薄版加工
化学的ガラス薄板加工:200μm⇒30μm、加工後のガラス板厚精度:30μm±10μm、加工後のガラス表面平坦性:0.3μm/20mm
・多層ガラスユニット切断技術開発
薄板からなる多層ガラスユニットの切断:30μm厚のガラス4枚、200μm厚のガラス4枚の多層ガラスユニットを切断、ハーフ切断加工:隙間30μmからなるガラスユニット1枚のみを残し、全てのガラスを切断。残したガラスの表面にキズなどのダメージを与えない
(新技術)
＜液晶レンズ＞
・電圧制御が可能な屈折率分布レンズ
・機械的可動部が無く、高速応答が可能
・凸レンズとして機能させる場合、Vo電極に高電圧、Vc電極に低電圧を印加する
・Vcの電圧を0V→Vupと変化させることにより、屈折力大→小と変化させることが出来る

・化学的研磨による高精度・微細薄板加工技術の開発
‐ガラス板を薄板化する手法としては機械研磨と化学的研磨(エッチング)があるが、機械研磨は研磨圧力でガラスが反るなどの問題点がある
‐そこで、加工面の均一性を保ちながら、板厚加工精度を確保する最適なエッチング速度の検討を行った。エッチング液の組成と組成比も検討し、速度を最適化したエッチング液を開発した
‐エッチング装置の仕様を定めるための実験を重ね、均一な板厚で、かつ平坦性の高いガラスエッチングを実現する装置を開発した
‐化学的研磨ではガラスの微妙な表面状態の違いにより平坦度が数μmのうねりが発生する。独自のノウハウによる機械研磨で仕上げを行うことでこの問題を解決した
・薄板からなる多層ガラスユニット切断の技術開発
‐多層ガラスユニットには、数十μmの薄い部分があり、切断時にこの部分が最初に損傷する。この薄さが切断速度の制約につながった。また、切断時に、切削されたガラス屑がギャップの隙間に入りこむ問題が生じた
‐この対策として、ガラスユニットの隙間部分にUV硬化樹脂を充填した。この結果、ガラス屑がギャップに入り込むことが防げ、切断速度は8mm/secにまで向上させることができた

・出展:マイクロマシン/MEMS展(H23.7)
・新聞:日本経済新聞(H23.8)、日刊工業新聞(H23.8)
・特許:「液晶光学素子およびその製造方法」(特願2010-232846)、「多層構造液晶光学素子およびその製造方法」(特願2010-288237)など関連特許6件

アクティブレンズとして、オートフォーカス機能つきカメラモジュールに内蔵される

・H23年度に実用化に成功
・試作機・サンプルあり

・小型化:携帯電話・スマホ向けには「薄い」がキーポイント、小型化も重要な要素
・耐久性:低電圧・低消費電力は電池寿命に効果。ノンメカニカルのため、故障が減少

製品の完成度を高め、携帯・スマホ市場で事業化を進める
・関係先への試作品の紹介、デモなどの実施により、具体的な課題が明らかになった。これを受けて、今後の方向性や事業化への取組を検討している
・バーコードメーカーから実用化の打診を受けている
・提携先との協力体制を広げ、光学レンズとのユニット構造、カメラモジュール実装など、具体的な上市に向け活動を進める。携帯電話・スマートホン市場を狙う