本稿では、集束および発散機能を統合した液晶柱状レンズアレイの作製方法を提案する。液晶柱状レンズアレイは「サンドイッチ」構造を呈し、上部から順に上電極基板、液晶層、ポリマーカラムレンズアレイ、下電極基板で構成される。収束および発散機能を単一の液晶セルに統合するために、ポリマーカラムレンズアレイの作製に用いる紫外線感光性樹脂の屈折率（n_p）は、液晶の通常屈折率（n_o）と異常屈折率（n_e）の間に位置する必要がある。下基板表面にパターン化された疎水層を修飾し、親水性および疎水性効果を用いることで、紫外線感光性樹脂が表面の滑らかで均一なサイズのカラムレンズアレイとして自己組織化される。作製した液晶柱状レンズアレイには、焦点調整と散焦機能の2つの調整方法がある。一つは入射光の偏光方向を変える方法、もう一つは電圧を印加して液晶層の有効屈折率を制御する方法である。実験結果は、印加電圧が0～0.7 V_rmsに調整されるとき、液晶柱状レンズの焦点距離が-4 mmから無限大まで変化し、1～7 V_rmsの範囲で印加電圧を変化させると液晶柱状レンズアレイの焦点距離が6.0 mmから4.5 mmに変化することを示している。本手法で作製した液晶柱状レンズアレイは、作製が簡便で、デバイス構造がコンパクト、駆動電圧が低く、焦点調整範囲が広いなどの利点があり、画像処理、表示、光通信分野での応用が期待される。

液晶柱状レンズアレイ;屈折率マッチング;親水性/疎水性効果;集束レンズ;発散レンズ