JP2000147516A - Liquid crystal optical modulation element and its manufacture - Google Patents

Liquid crystal optical modulation element and its manufacture

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JP2000147516A
JP2000147516A JP31968698A JP31968698A JP2000147516A JP 2000147516 A JP2000147516 A JP 2000147516A JP 31968698 A JP31968698 A JP 31968698A JP 31968698 A JP31968698 A JP 31968698A JP 2000147516 A JP2000147516 A JP 2000147516A
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liquid crystal
light modulation
crystal light
substrate
substrates
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Shoji Kotani
昌二 小谷
Naoya Suzuki
直也 鈴木
Hideaki Ueda
秀昭 植田
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Minolta Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a liquid crystal(LC) optical modulation element formed by holding an LC optical modulation layer containing LC between a pair of substrates and capable of holding the thickness of the LC optical modulation layer at a fixed value over a long period without being influenced by the hardness/softness of these substrates as compared with a conventional element and capable of attaining highly accurate display and to realize also an easily and accurate manufacturing method for the element. SOLUTION: The LC optical modulation element is provided with oppositely arranged 1st and 2nd substrates 1a, 1b at least one of which is transparent and an LC optical modulation layer L held between these substrates 1a, 1b. The layer L includes LC 3 arranged between both the substrates 1a, 1b and cylindrical structures 2 arranged in a prescribed state between these substrates 1a, 1b so as to hold the interval between the substrates 1a, 1b at the prescribed interval. These structures are formed by photoresist, their height is 5 to 15 μm, a cross-sectional area is 3 to 1600 μm2 and the inter-center distance of adjacent structures 2 is 3 to 570 μm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は一対の基板間に液晶
を含む液晶光変調層を挟持した液晶光変調素子及びその
製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal light modulation device having a liquid crystal light modulation layer containing a liquid crystal between a pair of substrates, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一対の基板間に液晶を封入した液晶光変
調素子において、所定の駆動電圧で、所定のコントラス
ト、所定の反射率を得るためには基板間隙すなわち液晶
の厚みを一定に保つことが重要である。基板間隙を一定
に保つために、両基板間にプラスチック、ガラス等の材
料からなる多数の粒状等のスペーサを挟持させることが
行われている。スペーサは基板を組み立てる前に予め一
方の基板に散布する、液晶材料中に予め混入させておく
等の方法で使用される。
2. Description of the Related Art In a liquid crystal light modulator in which liquid crystal is sealed between a pair of substrates, in order to obtain a predetermined contrast and a predetermined reflectance at a predetermined driving voltage, the gap between the substrates, that is, the thickness of the liquid crystal must be kept constant. is important. In order to keep the substrate gap constant, a large number of granular spacers made of a material such as plastic or glass are sandwiched between the two substrates. The spacer is used in such a manner that the spacer is sprayed on one of the substrates before assembling the substrate, or is mixed in the liquid crystal material in advance.

【0003】しかし、多数のスペーサを目的とする面積
範囲に均一に散布等することは技術的に困難である。ま
た、一対の基板の少なくとも一方が柔軟性のあるフィル
ム又はシート状のものである場合、基板間にスペーサを
挟持しただけでは基板表面に加えられた圧力により液晶
層の厚みが部分的に変化して表示が変化しやすい。ま
た、スペーサによる方法では長期にわたり液晶層を所定
の形状に保つことが困難である。そこで、基板間隙の液
晶領域に所定の厚さの例えば樹脂からなる壁状構造体を
形成することが提案されている。
[0003] However, it is technically difficult to uniformly spray a large number of spacers over a desired area range. In the case where at least one of the pair of substrates is a flexible film or sheet, the thickness of the liquid crystal layer partially changes due to the pressure applied to the substrate surface only by holding the spacer between the substrates. The display is easy to change. Further, it is difficult to keep the liquid crystal layer in a predetermined shape for a long time by the method using a spacer. Therefore, it has been proposed to form a wall-shaped structure made of, for example, resin having a predetermined thickness in a liquid crystal region between the substrates.

【0004】例えば、特許2669609号公報による
と、一対の電極付きフレキシブル基板間に液晶を封入し
た液晶素子において、従来行われてきた、スペーサを用
いて基板間の液晶物質の厚さを均一に保持する方法に代
えて、該基板間に厚さ均一のマトリックス状に連続する
ポリマーからなる堰を固着し、該堰により互いに分離さ
れた複数のセル内に液晶を互いに独立して封入した液晶
素子が開示されている。
For example, according to Japanese Patent No. 2669609, in a liquid crystal element in which liquid crystal is sealed between a pair of flexible substrates with electrodes, the thickness of the liquid crystal material between the substrates is uniformly maintained by using a spacer, which has been conventionally performed. Instead of this method, a liquid crystal element in which a weir made of a polymer continuous in a matrix having a uniform thickness is fixed between the substrates, and liquid crystals are independently sealed in a plurality of cells separated from each other by the weir. It has been disclosed.

【0005】この構造の液晶素子によると、基板周縁部
からの液晶の漏れだしを防止するために基板周縁部間を
シールすることが不要になり、大面積又は長尺に形成し
た基板素子を切断して任意のサイズや形状の液晶素子を
得ることができるとしている。
According to the liquid crystal device having this structure, it is not necessary to seal between the peripheral portions of the substrate in order to prevent the liquid crystal from leaking from the peripheral portion of the substrate. Thus, a liquid crystal element of any size and shape can be obtained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
許2669609号公報が教える液晶素子において、堰
の幅は10μm以上であり、この幅で連続したポリマー
のマトリクスを形成すると、画素が小さくなるほど、開
口率が低下して素子が暗くなり、またポリマーのマトリ
クスが画素中に占める割合が高くなって、各画素間に表
示むらが生じてしまう。また、画素を小さくするにつれ
て、ポリマーのマトリクスを正確に形成すること自体が
難しくなり、その構造が不均一なものとなったり、硬化
不良や現像不良などに起因して液晶材料に不純物が混入
し、表示特性を劣化させる恐れがある。 従って、近年
携帯型情報機器が普及し、その高性能化が望まれてお
り、かかる機器に採用される表示デバイスも高精細化が
要求されるようになってきているところ、これに対応す
ることが難しい。
However, in the liquid crystal element disclosed in the above-mentioned Japanese Patent No. 2669609, the width of the weir is 10 μm or more, and when a continuous polymer matrix is formed with this width, the smaller the pixel, the smaller the aperture ratio. And the element becomes darker, and the ratio of the polymer matrix occupied in the pixels increases, causing display unevenness between the pixels. In addition, as the pixels become smaller, it becomes more difficult to form a polymer matrix accurately, and the structure becomes uneven, and impurities are mixed into the liquid crystal material due to poor curing or poor development. The display characteristics may be degraded. Therefore, in recent years, portable information devices have become widespread, and high performance thereof has been demanded. Display devices used in such devices have also been required to have high definition. Is difficult.

【0007】そこで本発明は、一対の基板間に液晶を含
む液晶光変調層を挟持した液晶光変調素子であって、従
来素子に比べて基板の硬軟に影響されることなく、ま
た、長期にわたり液晶光変調層の厚みを一定に保つこと
ができ、高精細表示が可能な液晶光変調素子及びその容
易で、正確な製造方法を提供することを課題とする。
Therefore, the present invention relates to a liquid crystal light modulation device in which a liquid crystal light modulation layer containing liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates. An object of the present invention is to provide a liquid crystal light modulation element capable of maintaining a constant thickness of a liquid crystal light modulation layer and capable of high-definition display, and an easy and accurate manufacturing method thereof.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明者は研究を重ね、以下の知見を得た。 1.一対の基板間を所定の間隔に保つためには、特に、
基板の少なくとも一方が柔軟な材料からなるものである
場合に基板間隔を所定の間隔に保つためには、基板対間
に複数の高分子物質からなる柱状構造体を所定の配置状
態で形成しておき、該柱状構造体間の空間に液晶を満た
せばよい。 2. この柱状構造体の材料として例えばホトレジスト
を採用し、一方の基板上にホトレジスト材料膜を所定の
厚さで塗布等により形成し、該膜を所定のフォトマスク
を介して露光し、現像してホトレジストからなる柱状構
造体とすることにより、所望の高さ、断面状態、配列の
柱状構造体を得ることができる。 3. 所定のパターンのフォトマスクを使用することに
より、数μmの幅の柱状構造体でも極めて精度良く形成
することができ、高精細な液晶光変調素子の作製が可能
となる。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted various studies and have obtained the following findings. 1. In order to keep a predetermined interval between a pair of substrates, in particular,
When at least one of the substrates is made of a flexible material, in order to keep the substrate interval at a predetermined interval, a columnar structure made of a plurality of polymer substances is formed between the pair of substrates in a predetermined arrangement state. The space between the columnar structures may be filled with liquid crystal. 2. For example, a photoresist is adopted as a material of the columnar structure, a photoresist material film is formed on one substrate by coating or the like with a predetermined thickness, the film is exposed through a predetermined photomask, developed, and developed. By using the columnar structure made of, a columnar structure having a desired height, cross-sectional state, and arrangement can be obtained. 3. By using a photomask having a predetermined pattern, a columnar structure having a width of several μm can be formed with extremely high precision, and a high-definition liquid crystal light modulation element can be manufactured.

【0009】前記知見に基づき本発明は、少なくとも一
方が透明な、対向配置された第1及び第2の基板と、前
記基板間に挟まれた液晶光変調層とを備えており、前記
液晶光変調層は、該基板間に配置された液晶と該液晶光
変調層の画像表示領域において基板間の間隔を所定の間
隔に維持するように該基板間に所定の状態で(例えば所
定の規則に従った状態で)配置された柱状構造体とを含
んでおり、前記柱状構造体は、高分子物質で形成されて
いるとともに、高さが5μm〜15μm、断面積が3μ
2 〜1600μm2 、隣り合う柱状構造体の中心間距
離が3μm〜570μmである液晶光変調素子を提供す
る。
Based on the above findings, the present invention comprises a first and a second substrate, at least one of which is transparent, opposed to each other, and a liquid crystal light modulation layer sandwiched between the substrates. The modulation layer is formed between the substrates in a predetermined state (for example, according to a predetermined rule) so that the liquid crystal disposed between the substrates and the liquid crystal light modulation layer maintain a predetermined distance between the substrates in the image display area. (According to the above), and a columnar structure disposed therein, wherein the columnar structure is formed of a polymer material, and has a height of 5 μm to 15 μm and a cross-sectional area of 3 μm.
Provided is a liquid crystal light modulation device having m 2 to 1600 μm 2 and a center-to-center distance between adjacent columnar structures of 3 μm to 570 μm.

【0010】本発明に係る液晶光変調素子によると、液
晶光変調層により提供される画像表示領域において、該
液晶光変調層を挟んでいる第1及び第2の基板の間隔
は、高分子物質で形成され、高さが5μm〜15μm、
断面積が3μm2 〜1600μm2 、隣り合う柱状構造
体の中心間距離が3μm〜570μmである柱状構造体
により、基板の硬軟に影響されることなく、また、従来
のスペーサの必要なくして、各部で安定的に一定に維持
され、従って液晶光変調層における液晶部分の厚みも画
像表示領域各部で安定的に一定に維持されており、しか
も、開口率、換言すれば液晶の占める面積割合を大きく
して、全体として高精彩画像表示が可能である。
According to the liquid crystal light modulation device of the present invention, in the image display area provided by the liquid crystal light modulation layer, the distance between the first and second substrates sandwiching the liquid crystal light modulation layer is a polymer substance Formed with a height of 5 μm to 15 μm,
Sectional area 3μm 2 ~1600μm 2, the distance between the centers of the columnar structures adjacent the columnar structure is 3Myuemu~570myuemu, without being affected by the hardness of the substrate, also without the need of conventional spacer, each unit Therefore, the thickness of the liquid crystal portion in the liquid crystal light modulation layer is also stably maintained constant in each portion of the image display area, and the aperture ratio, in other words, the area ratio occupied by the liquid crystal is increased. As a result, a high-definition image can be displayed as a whole.

【0011】特に、柱状構造体の断面積が3μm2 〜1
600μm2 の範囲で、柱状構造体の中心間距離が3μ
m〜570μmの範囲であるため、画像表示領域におい
て柱状構造体の占める面積の割合が0.5%〜40%
(換言すれば液晶の占める面積割合、すなわち開口率が
99.5%〜60%)となり、液晶光変調素子として必
要な強度が得られるとともに実用上十分な液晶光変調素
子特性が得られる。100dpi〜800dpiの高密
度画素でも素子特性を損なうことなく基板間隔維持の機
能を果たすことができる。
In particular, the cross-sectional area of the columnar structure is 3 μm 2 -1.
Within the range of 600 μm 2, the distance between the centers of the columnar structures is 3 μm.
m to 570 μm, the ratio of the area occupied by the columnar structures in the image display area is 0.5% to 40%.
(In other words, the ratio of the area occupied by the liquid crystal, that is, the aperture ratio is 99.5% to 60%), so that the necessary strength as the liquid crystal light modulation element and the practically sufficient liquid crystal light modulation element characteristics can be obtained. Even a high-density pixel of 100 dpi to 800 dpi can perform a function of maintaining a substrate interval without deteriorating element characteristics.

【0012】柱状構造体の高さは、個々の柱状構造体の
幅(換言すれば断面積)、柱状構造体の分布密度等にも
よるが、表示特性を良好に保ちながら、一対の基板間に
所定厚さで液晶を封入でき、そしてあまり高くなりすぎ
て外部荷重で座屈等することがないように、概ね5μm
〜15μm程度が適当である。また柱状構造体の断面積
が3μm2 より小さくなってくると、力学的強度の低下
と柱状構造体の高さの再現性が低下するため、所定の基
板間隔を維持できなくなってくる。また、断面積が16
00μm2 より大きくなってくると画素内に占める柱状
構造体の面積が大きくなりすぎてくる。従って、柱状構
造体の断面積は3μm2 〜1600μm2 程度が適当で
ある。
The height of the columnar structure depends on the width (in other words, the cross-sectional area) of each columnar structure, the distribution density of the columnar structure, and the like. The liquid crystal can be sealed at a predetermined thickness, and it is about 5 μm so that it does not become too high and does not buckle under external load.
About 15 μm is appropriate. Further, when the cross-sectional area of the columnar structure becomes smaller than 3 μm 2 , the mechanical strength is reduced and the reproducibility of the height of the columnar structure is reduced, so that a predetermined substrate interval cannot be maintained. In addition, the cross-sectional area is 16
If it becomes larger than 00 μm 2 , the area of the columnar structure occupying in the pixel becomes too large. Therefore, the cross-sectional area of the columnar structure is suitably about 3μm 2 ~1600μm 2.

【0013】柱状構造体を形成している前記高分子物質
の種類は特に限定されないが、ホトレジストを採用する
ことにより、容易、正確に所望の基板間隔を得ることが
できる。特に厚膜ホトレジストとして市販されているホ
トレジスト材料を用いると、十分な高さを持ち、正確で
均一な形状を有する柱状構造体を形成することができ
る。
The type of the high molecular substance forming the columnar structure is not particularly limited, but a desired substrate interval can be easily and accurately obtained by employing a photoresist. In particular, when a commercially available photoresist material is used as a thick-film photoresist, a columnar structure having a sufficient height and an accurate and uniform shape can be formed.

【0014】本発明はまた、前記課題を解決するため、
前記知見に基づき、少なくとも一方が透明な、対向配置
された第1及び第2の基板間に液晶を含む液晶光変調層
を挟持した液晶光変調素子の製造方法であって、前記第
1の基板の片面にホトレジスト材料からなる厚さ5μm
〜15μmの膜を形成する(例えば塗布して形成する)
膜形成工程と、前記ホトレジスト材料の膜に対し所定の
露光パターンで露光処理を施す露光工程と、前記露光工
程後、前記膜を現像処理して前記露光パターンに対応し
た柱状構造体を得る現像工程と、前記柱状構造体の上か
ら、前記第2の基板を被せて前記第1基板上方に重ね設
ける基板重ね合わせ工程と、前記柱状構造体間に液晶を
配置する液晶配置工程とを含み、前記露光工程では、該
露光工程後の前記現像工程において、液晶光変調層の画
像表示領域に断面積が3μm2 〜1600μm2 、隣り
合う柱状構造体の中心間距離が3μm〜570μmの柱
状構造体を得ることができる露光パターンを採用するこ
とを特徴とする液晶光変調素子の製造方法を提供する。
[0014] The present invention is also directed to solving the above-mentioned problems.
A method for manufacturing a liquid crystal light modulation element in which a liquid crystal light modulation layer containing a liquid crystal is sandwiched between first and second substrates which are transparent and at least one of which is disposed based on the above knowledge, wherein the first substrate 5 μm thick made of photoresist material on one side of
Forming a film of ~ 15 μm (for example, by coating)
A film forming step, an exposure step of exposing the photoresist material film to a predetermined exposure pattern, and a developing step of developing the film after the exposure step to obtain a columnar structure corresponding to the exposure pattern And a liquid crystal disposing step of disposing a liquid crystal between the columnar structures, and a substrate overlapping step of covering the second substrate and overlying the first substrate from above the columnar structures. in the exposure step, in the development step after the exposure step, the image display cross-sectional area in the region 3μm 2 ~1600μm 2 of the liquid crystal light modulation layer, the distance between the centers of the columnar structures adjacent to columnar structures 3μm~570μm Provided is a method for manufacturing a liquid crystal light modulation element, which employs an exposure pattern that can be obtained.

【0015】本発明の液晶光変調素子の製造方法による
と、柱状構造体の材料としてホトレジストを採用し、一
方の基板上にホトレジスト材料膜を所定の厚さ、すなわ
ち5μm〜15μmで予め塗布等により形成しておき、
該膜を所定の露光パターンで露光し、さらに現像して柱
状構造体を得る。そして、該柱状構造体を他方の基板と
の間に挟み込むことにより所定の厚さの液晶層を得るた
めの基板間隔を得ることができる。
According to the method of manufacturing a liquid crystal light modulation device of the present invention, a photoresist is adopted as a material of a columnar structure, and a photoresist material film is applied on one of the substrates to a predetermined thickness, that is, 5 μm to 15 μm by coating in advance. Formed,
The film is exposed in a predetermined exposure pattern and further developed to obtain a columnar structure. Then, by interposing the columnar structure between the substrate and the other substrate, a substrate interval for obtaining a liquid crystal layer having a predetermined thickness can be obtained.

【0016】ホトレジスト材料膜の所定パターンの露光
処理は、例えば、所望の柱状構造体が得られるような複
数の開口を有するフォトマスク(例えば開口面積が3μ
2〜1600μm2 、隣り合う開口の中心間距離が3
μm〜570μmの複数の露光用開口を有するフォトマ
スク)を介してホトレジスト材料膜を露光する場合を挙
げることができ、例えばこのように露光処理して現像す
ることで、極めて精度のよい柱状構造体を容易に得るこ
とができる。
The exposure processing of the predetermined pattern of the photoresist material film is performed, for example, by a photomask having a plurality of openings (for example, having an opening area of 3 μm) so that a desired columnar structure can be obtained.
m 2 to 1600 μm 2 , and the distance between centers of adjacent openings is 3
(a photomask having a plurality of exposure openings of μm to 570 μm), for example, a photoresist material film is exposed. Can be easily obtained.

【0017】なお、本発明において、「ホトレジスト材
料」とは、露光および現像によりホトレジストを得るた
めの原材料を示し、「ホトレジスト」とは、ホトレジス
ト材料を露光及び現像して得られる材料を示す。ネガタ
イプの場合、ホトレジスト材料は低分子のモノマー又は
(及び)オリゴマーであり、露光した部分が架橋するこ
とにより高分子物質となり、未露光部分は現像により除
去される。ポジタイプの場合、ホトレジスト材料は高分
子物質であり、露光した部分の現像液への可溶性が増加
し、現像することでこの部分が除去されて、未露光部分
が高分子物質として残る。
In the present invention, the term "photoresist material" refers to a raw material for obtaining a photoresist by exposure and development, and the term "photoresist" refers to a material obtained by exposing and developing a photoresist material. In the case of the negative type, the photoresist material is a low molecular monomer or (and) oligomer, and the exposed portion becomes a high molecular substance by crosslinking, and the unexposed portion is removed by development. In the case of the positive type, the photoresist material is a polymer substance, and the solubility of the exposed portion in a developing solution increases, and this portion is removed by development, and the unexposed portion remains as a polymer material.

【0018】本発明に係る液晶光変調素子及びその製造
方法において、柱状構造体は断面形状が円形のほか、四
角形等の多角形、壁板状等のいずれであってもよい。ま
た、配列は格子状配列、ランダム配列等のいずれであっ
てもよい。いずれにしても、基板間に連続した液晶領域
が形成されるようにする。また、前記第1及び第2の両
基板の周縁部間からの液晶漏れを防止するために、樹脂
等からなる封止剤で両基板の周縁部間に封止壁を形成し
て封止してもよい。
In the liquid crystal light modulation device and the method of manufacturing the same according to the present invention, the columnar structure may have any of a polygonal shape such as a quadrangle and a wall plate shape in addition to a circular cross section. The arrangement may be any of a lattice arrangement, a random arrangement and the like. In any case, a continuous liquid crystal region is formed between the substrates. Further, in order to prevent the liquid crystal from leaking between the peripheral portions of the first and second substrates, a sealing wall is formed between the peripheral portions of the two substrates with a sealing agent made of a resin or the like to perform sealing. You may.

【0019】前記液晶光変調素子の製造方法における基
板重ね合わせ工程において、前記柱状構造体のガラス転
移温度より硬化温度(Ts)が低い熱硬化性封止剤を前
記第1及び第2の基板のうちいずれかのものの画像表示
領域周辺に対応する部分に塗布してのち前記柱状構造体
の上から前記第2の基板を被せて前記第1基板上方に重
ね設け、該第1及び第2の基板の両側から加圧しながら
該封止剤を温度Tsで加熱して硬化させることで封止壁
を形成してもよい。このように柱状構造体のガラス転移
温度よりも硬化温度が低い封止剤を選択することによっ
て、柱状構造体の形状を保つことができ、基板対間隔を
維持することができる。
In the step of laminating the substrates in the method of manufacturing the liquid crystal light modulation element, a thermosetting sealing agent having a curing temperature (Ts) lower than the glass transition temperature of the columnar structure is applied to the first and second substrates. One of the first and second substrates, which is applied to a portion corresponding to the periphery of the image display area, and then the second substrate is placed over the columnar structure and is overlaid on the first substrate. The sealing wall may be formed by heating and curing the sealant at a temperature Ts while applying pressure from both sides of the sealant. By selecting a sealing agent having a lower curing temperature than the glass transition temperature of the columnar structure, the shape of the columnar structure can be maintained and the distance between the substrates can be maintained.

【0020】また、封止壁に基板対を互いに接着する接
着剤としての役割を兼ねさせてもよい。また、封止剤と
して、補助的に粒状等の多数のスペーサを含む封止剤を
採用しても構わない。また、本発明の液晶光変調素子に
おいて、第1及び第2の基板のそれぞれは駆動電圧を印
加するための電極を備えたものとすることができる。こ
の場合例えば該両基板を該電極が互いに向き合うように
対向配置することができる。
Further, the sealing wall may also serve as an adhesive for bonding the substrate pair to each other. Further, as the sealing agent, a sealing agent including a large number of granular or other spacers may be employed. Further, in the liquid crystal light modulation device of the present invention, each of the first and second substrates may include an electrode for applying a drive voltage. In this case, for example, the two substrates can be arranged to face each other such that the electrodes face each other.

【0021】また、本発明の液晶光変調素子の製造方法
においても、第1及び第2基板としてそれぞれ電極を備
えたものを採用することができる。この場合、例えば前
記ホトレジスト材料膜形成工程においては、第1基板の
電極形成面上にホトレジスト材料膜を形成し、前記基板
重ね合わせ工程では、第2基板をその電極形成面を前記
柱状構造体に向けてこれに被せることにより、該両基板
を電極が向き合うように対向配置することができる。
In the method of manufacturing a liquid crystal light modulation device according to the present invention, the first and second substrates each having an electrode can be employed. In this case, for example, in the photoresist material film forming step, a photoresist material film is formed on the electrode forming surface of the first substrate, and in the substrate overlapping step, the second substrate is attached to the columnar structure using the electrode forming surface. The two substrates can be opposed to each other so that the electrodes face each other.

【0022】なお、第1及び第2の基板の少なくとも一
方に電極を設けない場合も、例えば外部電極を用いて該
両基板間の液晶に駆動電圧を印加することにより、表示
を行うことは可能である。前記第1及び第2の基板のう
ち少なくとも液晶光変調素子観察側に配置される基板は
透明ガラス板又は透明合成樹脂フィルムの表面に透明電
極を形成したものとすることができる。
Note that, even when electrodes are not provided on at least one of the first and second substrates, display can be performed by applying a driving voltage to the liquid crystal between the two substrates using, for example, external electrodes. It is. At least one of the first and second substrates disposed on the liquid crystal light modulation element observation side may be a transparent glass plate or a transparent synthetic resin film having a transparent electrode formed on a surface thereof.

【0023】また、第1及び第2の基板として電極付き
基板を採用する場合であれ、そうでない場合であれ、前
記柱状構造体と前記第1又は(及び)第2の基板との間
に電気絶縁性膜を形成してもよい。第1、第2基板とし
て電極付き基板を採用するときは、電気絶縁性膜を設け
ると両基板間の電気的短絡防止に役立つ。電気絶縁性膜
は例えば少なくとも一方の基板の電極形成面上に形成し
ておくことができる。
In addition, whether or not a substrate with electrodes is used as the first and second substrates, electric power is applied between the columnar structure and the first and / or second substrate. An insulating film may be formed. When a substrate with electrodes is used as the first and second substrates, providing an electrically insulating film helps prevent an electrical short circuit between the two substrates. The electrically insulating film can be formed, for example, on the electrode formation surface of at least one substrate.

【0024】また、前記柱状構造体と前記第1又は(及
び)第2の基板との間に配向膜を形成してもよい。配向
膜を設けると、液晶を所定の一定方向に配向させること
ができる。配向膜は電気絶縁性膜を兼ねていてもよい。
また、それは柱状構造体と基板とを接着する接着剤を兼
ねていてもよい。配向膜は第1基板の柱状構造体を形成
すべき面上又は(及び)第2基板の柱状構造体に向けて
被せられる面上に形成しておけばよい。基板に電極が設
けられているときは、該電極形成面上に設けることがで
きる。また、第1基板上に柱状構造体を形成し、その上
に配向膜を設けたものを用意し、一方、第2基板の片方
の面に同様の配向膜を形成したものを用意し、両者の配
向膜を高温にて貼り合わせることもでき、これにより該
配向膜を接着剤を兼ねるものとすることができる。
Further, an alignment film may be formed between the columnar structure and the first and / or second substrate. When the alignment film is provided, the liquid crystal can be aligned in a predetermined fixed direction. The alignment film may also serve as an electric insulating film.
It may also serve as an adhesive for bonding the columnar structure and the substrate. The alignment film may be formed on the surface of the first substrate on which the columnar structure is to be formed or (and / or) on the surface of the second substrate facing the columnar structure. When an electrode is provided on the substrate, it can be provided on the electrode forming surface. Also, a columnar structure is formed on a first substrate, and an alignment film is provided on the columnar structure. On the other hand, a substrate on which a similar alignment film is formed on one surface of a second substrate is prepared. Can be bonded at a high temperature, so that the alignment film can also serve as an adhesive.

【0025】電気絶縁性膜と配向膜とをそれぞれ設ける
場合、それには限定されないが、例えば、配向膜は第1
基板上に設けた柱状構造体側に、電気絶縁性膜は第2基
板側にそれぞれ設ける場合を挙げることができる。ま
た、本発明方法において、前記露光工程における露光処
理は、それには限定されないが、既に若干述べたよう
に、例えば、前記柱状構造体を形成できるように露光用
開口を形成したフォトマスクで前記ホトレジスト材料膜
を覆い、該マスクの上から該膜に所定の光を照射するこ
とで行える。
When each of the electric insulating film and the alignment film is provided, the invention is not limited thereto.
The case where the electrically insulating film is provided on the side of the columnar structure provided on the substrate and on the side of the second substrate, respectively, may be mentioned. Further, in the method of the present invention, the exposure treatment in the exposure step is not limited thereto, but as described above, for example, the photoresist is formed by a photomask having an exposure opening formed so as to form the columnar structure. This can be performed by covering the material film and irradiating the film with predetermined light from above the mask.

【0026】露光及び現像処理については、露光後のホ
トレジスト材料膜を現像液に接触させて、該ホトレジス
ト材料がポジタイプかネガタイプかに応じて、露光され
た部分又は露光されなかった部分を溶解等させて除去す
ることで行える。また、本発明方法において、前記露光
工程前に、前記ホトレジスト材料膜に所定温度及び所定
時間でプレベーキング処理を施してもよい。プレベーキ
ング処理を行うことにより、ホトレジスト材料中の有機
溶剤を除去することができる。
In the exposure and development processing, the exposed photoresist material film is brought into contact with a developing solution to dissolve the exposed or unexposed portions depending on whether the photoresist material is a positive type or a negative type. And remove it. Further, in the method of the present invention, before the exposure step, the photoresist material film may be subjected to a pre-baking treatment at a predetermined temperature and a predetermined time. By performing the pre-baking process, the organic solvent in the photoresist material can be removed.

【0027】また、前記露光工程後、前記現像工程前
に、露光処理された前記ホトレジスト材料膜に所定温度
及び所定時間で露光後ベーキング処理を施してもよい。
このように、露光後にホトレジスト材料膜にベーキング
処理を施すことにより、レジスト材料によっては露光部
分の架橋反応が促進され、前記現像工程における露光部
分の未反応成分の溶けだしを防止することができる。
Further, after the exposure step and before the developing step, the exposed photoresist material film may be subjected to a post-exposure baking treatment at a predetermined temperature and a predetermined time.
By subjecting the photoresist material film to the baking treatment after the exposure, the cross-linking reaction of the exposed portion is accelerated depending on the resist material, and the unreacted components of the exposed portion in the developing step can be prevented from melting.

【0028】さらに、必要に応じて、前記現像工程後で
あって前記基板重ね合わせ工程前に、該現像工程により
得られる柱状構造体に対しポスト露光処理及びポストベ
ーキング処理を施してもよい。ポスト露光処理は、柱状
構造体が形成された第1基板の全体に対して行えばよ
い。これにより第1基板と柱状構造体との密着性を向上
させることができる。
Further, if necessary, after the developing step and before the substrate overlapping step, the columnar structure obtained by the developing step may be subjected to a post exposure treatment and a post baking treatment. The post exposure treatment may be performed on the entire first substrate on which the columnar structures are formed. Thereby, the adhesion between the first substrate and the columnar structure can be improved.

【0029】なお、本発明方法においては、柱状構造体
が形成された第1基板上に第2基板を重ね設けた後に両
基板間に液晶を、例えば真空注入により配置封入しても
よいが、第1基板上に形成された柱状構造体間の領域に
液晶を満たした後、その上に第2基板を重ね設けて、第
1及び第2基板で柱状構造体及び液晶を挟み込むことも
できる。
In the method of the present invention, after the second substrate is provided on the first substrate on which the columnar structures are formed, the liquid crystal may be arranged and sealed between the two substrates by, for example, vacuum injection. After the region between the columnar structures formed on the first substrate is filled with the liquid crystal, a second substrate may be overlaid thereon to sandwich the columnar structure and the liquid crystal between the first and second substrates.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態である
液晶光変調素子は、少なくとも一方が透明な、第1及び
第2の電極付き基板を有する。該基板は、該電極が互い
に向き合うように対向配置されている。また、該基板間
には液晶光変調層が挟持されている。液晶光変調層は該
基板間隔を所定の間隔に維持するための複数の高分子物
質からなる柱状構造体と、基板間における柱状構造体間
の空間に封入された液晶とを含んでいる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A liquid crystal light modulation device according to a preferred embodiment of the present invention has first and second substrates with electrodes, at least one of which is transparent. The substrates are arranged so that the electrodes face each other. Further, a liquid crystal light modulation layer is sandwiched between the substrates. The liquid crystal light modulation layer includes a columnar structure made of a plurality of polymer substances for maintaining the substrate interval at a predetermined interval, and a liquid crystal sealed in a space between the columnar structures between the substrates.

【0031】本発明の好ましい実施形態の液晶素子は、
例えば次のように製造できる。前記高分子物質としてホ
トレジストを採用する。まず、第1の電極付き基板の電
極形成面に、ホトレジスト材料を所定の厚さで塗布し、
ホトレジスト材料塗膜を形成する。ホトレジスト材料の
塗布は、スピンコーティング法等の公知の方法で行え
る。ホトレジスト材料は、5μm〜15μm程度の膜厚
となるように均一に塗布する。
A liquid crystal device according to a preferred embodiment of the present invention comprises:
For example, it can be manufactured as follows. A photoresist is adopted as the polymer material. First, a photoresist material is applied to a predetermined thickness on the electrode forming surface of the first electroded substrate,
Form a photoresist material coating. The application of the photoresist material can be performed by a known method such as a spin coating method. The photoresist material is applied uniformly so as to have a thickness of about 5 μm to 15 μm.

【0032】なお、本発明における「基板」は、可撓性
のある又は可撓性に乏しい板状の部材、柔軟性のあるフ
ィルム等を含む概念のものであり、例えば、1対の基板
のうち一方が液晶光変調層を保持し得るだけの硬度を有
する板状のものであり、他方が該液晶光変調層を保護す
るための、例えばフィルム状のものであることも考えら
れる。第1及び第2の基板の双方がフィルム状等の柔軟
な材料からなるものであっても構わない。
The "substrate" in the present invention has a concept including a flexible or poorly flexible plate-like member, a flexible film, and the like. It is conceivable that one of them is a plate-shaped one having a hardness enough to hold the liquid crystal light modulation layer, and the other is a film-shaped one for protecting the liquid crystal light modulation layer. Both the first and second substrates may be made of a flexible material such as a film.

【0033】ここでは第1及び第2の電極付き基板のう
ち少なくとも液晶素子観察側の電極付き基板を透明基板
上に透明電極を形成したものとすればよい。透明基板材
料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リカーボネイト、ポリエーテルスルホン等の樹脂やガラ
ス等を採用できる。透明電極としてはITO(Indium
Tin Oxide )、SnO2 、InO3 等の材料からなる
電極等を用いることができる。
In this case, among the first and second substrates with electrodes, at least the substrate with electrodes on the liquid crystal element observation side may be formed by forming a transparent electrode on a transparent substrate. As the transparent substrate material, for example, a resin such as polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyether sulfone, glass, or the like can be adopted. As a transparent electrode, ITO (Indium
An electrode made of a material such as Tin Oxide), SnO 2 , InO 3 or the like can be used.

【0034】前記ホトレジスト材料塗膜形成後、所望の
柱状構造体を形成できるようなフォトマスクで該ホトレ
ジスト材料の塗膜を覆い、該マスクの外側から該ホトレ
ジスト材料に応じた所定の光を照射する。すなわち、こ
の露光処理では、該露光後の現像処理において、画像表
示領域に断面積が3μm2 〜1600μm2 、隣り合う
柱状構造体の中心間距離が3μm〜570μmの柱状構
造体を得ることができる露光パターンのフォトマスクを
採用する。そのため、ここでは開口面積が3μm2 〜1
600μm2 、隣り合う開口の中心間距離が3μm〜5
70μmの複数の露光用開口を有するフォトマスクを採
用する。
After the formation of the photoresist material coating film, the photoresist material coating film is covered with a photomask capable of forming a desired columnar structure, and a predetermined light corresponding to the photoresist material is irradiated from outside the mask. . That is, in this exposure process, the developing process after the exposure, the image display area to the cross-sectional area is 3μm 2 ~1600μm 2, the distance between the centers of the columnar structure adjacent can be obtained columnar structure 3μm~570μm Use a photomask with an exposure pattern. Therefore, the opening area is 3 μm 2 to 1 here.
600 μm 2 , the distance between centers of adjacent openings is 3 μm to 5
A photomask having a plurality of exposure openings of 70 μm is employed.

【0035】なお、露光前又は露光後現像前に、ホトレ
ジスト材料塗膜に対してベーキング処理を行ってもよ
い。露光前のベーキング処理(プレベーキング)は、具
体的には、ホトレジスト材料をスピンコート法等により
塗布した基板を、ホットプレート上に載置することで行
える。このときの加熱温度は例えば100℃以上にする
ことができる。
Before the exposure or before the development after the exposure, the photoresist material coating may be subjected to a baking treatment. The baking process (pre-baking) before exposure can be specifically performed by placing a substrate on which a photoresist material is applied by a spin coating method or the like on a hot plate. The heating temperature at this time can be, for example, 100 ° C. or higher.

【0036】露光後のベーキング処理(露光後ベーキン
グ)は、具体的には、露光後にレジスト付き基板をホッ
トプレート上に載置して行える。ホットプレートの温度
は例えば100℃以上とすることができる。前記露光処
理後、塗膜を現像液に浸けるなどして接触させ、該ホト
レジスト材料がポジタイプかネガタイプかに応じて、露
光部分又は未露光部分を溶解等させて除去する。さら
に、現像後の塗膜を純水等で洗浄し、乾燥させる。これ
により、マスク形態に応じた柱状構造体が得られる。
The post-exposure baking process (post-exposure baking) can be performed by placing the resist-coated substrate on a hot plate after the exposure. The temperature of the hot plate can be, for example, 100 ° C. or higher. After the exposure treatment, the coated film is brought into contact with the developer by immersing it in the developer, and the exposed or unexposed portion is removed by dissolving or the like depending on whether the photoresist material is a positive type or a negative type. Further, the developed coating film is washed with pure water or the like and dried. Thereby, a columnar structure corresponding to the mask form is obtained.

【0037】この後、必要に応じて、ポスト露光及びポ
ストベーキング処理を行ってもよい。ポスト露光処理と
は、柱状構造体にパターニングされたレジスト付き基板
の全体を露光する処理をいう。ポスト露光することによ
り、基板とレジストとの密着性を高めることができる。
ポストベーキング処理は、具体的には、ポスト露光後に
レジスト付き基板をホットプレート上に載置して加熱す
ることで行える。ホットプレートの温度は100℃以上
とすることができる。ポストベーキング処理により基板
とホトレジストとの密着性が向上する。
Thereafter, post-exposure and post-baking may be performed as necessary. The post-exposure process refers to a process of exposing the entire substrate with a resist patterned into a columnar structure. Post-exposure can increase the adhesion between the substrate and the resist.
Specifically, the post-baking process can be performed by placing the substrate with the resist on a hot plate and heating it after the post-exposure. The temperature of the hot plate can be 100 ° C. or higher. The post-baking process improves the adhesion between the substrate and the photoresist.

【0038】配向膜等を採用する場合には、第1の基板
上にスピンコート法等で膜材料を塗布した後に、該膜上
に柱状構造体を設ける。次いで第2の電極付き基板を、
その電極形成面を柱状構造体に向けてこれに重ね、第1
の電極付き基板と第2の電極付き基板とで柱状構造体を
挟み込む。さらに、液晶注入口を残し、樹脂等の熱硬化
性封止剤を用いて第1及び第2基板周縁部間を封止す
る。そして両基板を外側から挟むように加圧しながら該
封止剤をその硬化温度で加熱して硬化させる。封止剤の
硬化温度はホトレジストからなる柱状構造体の軟化温度
(ガラス転移温度)よりも低いことが望ましい。これに
より柱状構造体の形状を変化させることなく両基板を貼
り合わせることができる。
When an alignment film or the like is used, a film material is applied on the first substrate by spin coating or the like, and then a columnar structure is provided on the film. Then, the substrate with the second electrode is
The electrode forming surface is directed toward the columnar structure and overlapped therewith, and the first
The columnar structure is sandwiched between the substrate with electrodes and the substrate with electrodes. Further, the liquid crystal injection port is left, and the periphery of the first and second substrates is sealed using a thermosetting sealing agent such as a resin. Then, the sealant is heated and cured at the curing temperature while pressing both substrates from outside. The curing temperature of the sealant is desirably lower than the softening temperature (glass transition temperature) of the columnar structure made of photoresist. Thereby, both substrates can be bonded together without changing the shape of the columnar structure.

【0039】このようにして得られた空セルの注入口か
ら液晶を真空注入し、そのあと注入口を閉じることによ
り、液晶光変調素子が得られる。液晶の種類は特に限定
されず、ネマティック液晶、スメクティック液晶、コレ
ステリック相を示す液晶(コレステリック液晶、ネマテ
ィック液晶に所定のヘリカルピッチが得られるようにカ
イラル材料を添加したカイラルネマチック液晶等)等い
ずれも用いることができる。
The liquid crystal is vacuum-injected from the injection port of the empty cell thus obtained, and then the injection port is closed to obtain a liquid crystal light modulation element. The type of liquid crystal is not particularly limited, and any of nematic liquid crystal, smectic liquid crystal, liquid crystal exhibiting a cholesteric phase (cholesteric liquid crystal, chiral nematic liquid crystal in which a chiral material is added to a nematic liquid crystal so as to obtain a predetermined helical pitch, or the like) is used. be able to.

【0040】このようにして得られる本発明の実施形態
の液晶光変調素子の1例を図1に示す。この液晶光変調
素子は、第1電極付き基板1a及び第2の電極付き基板
1bを有し、両基板はマトリクス電極e1、e2が対向
するように配置されている。また、基板1a及び1b の
間には、ホトレジストからなる複数の柱状構造体2が形
成されており、基板1a、1b間の柱状構造体2間の空
間には液晶3が満たされている。かくして基板1a、1
b間に液晶光変調層Lが挟まれている。また、基板1
a、1b間の周縁部間には高分子材料からなる封止壁4
が形成されている。封止壁4中には複数のスペーサSが
分散している。
FIG. 1 shows an example of the liquid crystal light modulation device according to the embodiment of the present invention thus obtained. This liquid crystal light modulation device has a substrate 1a with a first electrode and a substrate 1b with a second electrode, and both substrates are arranged so that matrix electrodes e1 and e2 face each other. A plurality of columnar structures 2 made of photoresist are formed between the substrates 1a and 1b, and a space between the columnar structures 2 between the substrates 1a and 1b is filled with a liquid crystal 3. Thus, the substrates 1a, 1
The liquid crystal light modulating layer L is interposed between b. Also, substrate 1
a sealing wall 4 made of a polymer material between the peripheral portions between a and 1b
Are formed. A plurality of spacers S are dispersed in the sealing wall 4.

【0041】封止壁4で囲まれた画像表示領域IAにお
いて、各柱状構造体2は高さが5μm〜15μmの範囲
の均一なものであり、断面積が3μm2 〜1600μm
2 、隣り合う柱状構造体の中心間距離が3μm〜570
μmである。各柱状構造体2の断面積や中心間距離は全
て均一としてもよいし、均一でなくても基板間のギャッ
プを適切に保つことができ、且つ、画像表示を妨げない
ように考慮された一定の配置規則に基づくものであれば
よい。例えば、柱状構造体の配置間隔が徐々に変わるも
の、所定の配置パターンが一定の周期で繰り返されるも
のなど、柱状構造体の大きさを徐々に変えるなどの構成
も採用できる。
In the image display area IA surrounded by the sealing wall 4, each columnar structure 2 has a uniform height in the range of 5 μm to 15 μm and a sectional area of 3 μm 2 to 1600 μm.
2. The distance between centers of adjacent columnar structures is 3 μm to 570
μm. The cross-sectional area and the center-to-center distance of each columnar structure 2 may be all uniform, or even if they are not uniform, a gap between the substrates can be appropriately maintained, and a certain value is considered so as not to hinder image display. May be based on the arrangement rule. For example, a configuration in which the size of the columnar structure is gradually changed, such as a configuration in which the arrangement interval of the columnar structure is gradually changed, a configuration in which a predetermined arrangement pattern is repeated at a constant cycle, and the like, can also be adopted.

【0042】この液晶光変調素子によると、柱状構造体
2の材料としてホトレジストが採用され、一方の基板上
にホトレジスト材料が所定厚さで予め塗布され、該塗膜
を露光、現像して柱状構造体2が形成されている。そし
て、該露光、現像処理では所望の柱状構造体が得られる
ような複数の開口を有するフォトマスクを介してホトレ
ジスト材料塗膜を露光し、現像して柱状構造体2が形成
されており、フォトマスク形状に応じた極めて精度の良
い柱状構造体2が形成されている。このようにして基板
対1a、1b間に複数の柱状構造体2が予め形成され、
柱状構造体2間の領域に液晶3が保持されているため、
基板対1a、1bの少なくとも一方が柔軟な材料である
場合にも、長期にわたり基板対間隔を所定の間隔に保つ
ことができ、従って液晶3を所定の厚さに維持すること
ができ、高精細表示が可能である。
According to this liquid crystal light modulating element, a photoresist is adopted as a material of the columnar structure 2, a photoresist material is coated on one of the substrates in a predetermined thickness in advance, and the coating is exposed and developed to form the columnar structure. The body 2 is formed. In the exposure and development processing, the photoresist material coating is exposed and developed through a photomask having a plurality of openings so that a desired columnar structure can be obtained, and the columnar structure 2 is formed. An extremely accurate columnar structure 2 corresponding to the mask shape is formed. In this way, a plurality of columnar structures 2 are formed in advance between the substrate pairs 1a and 1b,
Since the liquid crystal 3 is held in the region between the columnar structures 2,
Even when at least one of the pair of substrates 1a and 1b is made of a flexible material, the distance between the pair of substrates can be maintained at a predetermined interval for a long period of time, so that the liquid crystal 3 can be maintained at a predetermined thickness and high definition. Display is possible.

【0043】本発明の他の実施形態の液晶光変調素子を
図2に示す。この液晶光変調素子は、図1に示す液晶光
変調素子において、第1基板1aと柱状構造体2との間
及び第2基板1bと柱状構造体2との間に、それぞれこ
れら基板の面積範囲にわたる電気絶縁性膜5が設けられ
たものである。その他の構成は、図1の液晶光変調素子
と同様であり、同じ部品には同じ参照符号を付してい
る。この液晶光変調素子によると、基板1a、1bの対
向する面にそれぞれ設けられた電極間の電気的短絡が防
止される。
FIG. 2 shows a liquid crystal light modulation device according to another embodiment of the present invention. This liquid crystal light modulation device is different from the liquid crystal light modulation device shown in FIG. 1 in that the area range of each of these substrates is between the first substrate 1a and the columnar structure 2 and between the second substrate 1b and the columnar structure 2. Over which the electrically insulating film 5 is provided. Other configurations are the same as those of the liquid crystal light modulation device of FIG. 1, and the same components are denoted by the same reference numerals. According to this liquid crystal light modulation element, an electrical short circuit between the electrodes provided on the opposing surfaces of the substrates 1a and 1b is prevented.

【0044】この液晶素子を作製するにあたっては、電
極付き基板1a、1bの電極形成面上に予めSiO2
の電気性絶縁膜をスピンコート法、蒸着法等により形成
しておく。この電極及び電気絶縁性膜付き基板1a、1
bを用いて、図1の液晶光変調素子と同様にして作製す
る。本発明のさらに他の実施形態の液晶光変調素子を図
3に示す。この液晶光変調素子は、図1に示す素子にお
いて、第1基板1aと柱状構造体2との間及び第2基板
1bと柱状構造体2との間に、それぞれこれら基板の面
積範囲にわたる配向膜6が設けられたものである。その
他の構成は、図1の液晶光変調素子と同様であり、同じ
部品には同じ参照符号を付している。この液晶光変調素
子によると、配向膜6の存在により、初期状態において
液晶分子はその長軸方向が基板に垂直、平行又は一定角
度傾いた方向に揃った配向状態となる。
In manufacturing this liquid crystal element, an electrical insulating film such as SiO 2 is previously formed on the electrode forming surfaces of the substrates 1a and 1b with electrodes by spin coating, vapor deposition, or the like. These electrodes and the substrates 1a, 1
It is manufactured in the same manner as in the liquid crystal light modulation device of FIG. 1 using b. FIG. 3 shows a liquid crystal light modulation device according to still another embodiment of the present invention. This liquid crystal light modulation device is the same as the device shown in FIG. 1 except that an alignment film is provided between the first substrate 1a and the columnar structure 2 and between the second substrate 1b and the columnar structure 2 over the area of these substrates. 6 is provided. Other configurations are the same as those of the liquid crystal light modulation device of FIG. 1, and the same components are denoted by the same reference numerals. According to this liquid crystal light modulation element, due to the presence of the alignment film 6, the liquid crystal molecules in the initial state are in an alignment state in which the major axis direction is aligned in a direction perpendicular, parallel or inclined at a certain angle to the substrate.

【0045】この素子を作製するにあたっては、電極付
き基板1a、1bの電極形成面上に予めポリイミド系、
ポリアミック酸タイプ等の配向膜をスピンコーティング
法等の方法により形成しておく。この電極及び配向膜付
き基板1a、1bを用いて、図1の液晶光変調素子の場
合と同様にして作製する。また、図4に示すように、第
1基板1aと柱状構造体2との間及び第2基板1bと柱
状構造体2との間に、それぞれこれら基板の面積範囲に
わたる電気絶縁性膜5及び配向膜6がこの順に設けられ
た液晶光変調素子も、本発明のさらに他の実施形態とし
て挙げることができる。この液晶光変調素子によると、
基板1a、1bの対向する面にそれぞれ設けられた電極
の間の電気的短絡が防止されるとともに、初期状態にお
いて液晶分子が所定の配向状態となる。この液晶光変調
素子は、第1及び第2の基板1a、1bの各電極形成面
上に予め電気絶縁性膜5及び配向膜6を形成しておき、
その他は図1の素子の場合と同様にして作製できる。
In fabricating this element, a polyimide-based material was previously placed on the electrode-formed surfaces of the electrode-attached substrates 1a and 1b.
An alignment film of a polyamic acid type or the like is formed by a method such as a spin coating method. Using the electrodes and the substrates 1a and 1b provided with an alignment film, it is manufactured in the same manner as in the case of the liquid crystal light modulation device of FIG. As shown in FIG. 4, between the first substrate 1a and the columnar structure 2 and between the second substrate 1b and the columnar structure 2, the electrically insulating film 5 and the A liquid crystal light modulation element in which the films 6 are provided in this order can be cited as still another embodiment of the present invention. According to this liquid crystal light modulation element,
An electric short circuit between the electrodes provided on the opposing surfaces of the substrates 1a and 1b is prevented, and the liquid crystal molecules are in a predetermined alignment state in an initial state. In this liquid crystal light modulation device, an electric insulating film 5 and an alignment film 6 are previously formed on each of the electrode forming surfaces of the first and second substrates 1a and 1b.
Others can be manufactured in the same manner as in the case of the element of FIG.

【0046】また、図5に示すように、第1基板1aと
柱状構造体2との間に基板の面積範囲にわたる電気絶縁
性膜5及び配向膜6がこの順に設けられた液晶光変調素
子も、本発明のさらに他の実施形態として挙げることが
できる。この液晶光変調素子によると、図4の液晶光変
調素子と同様に、基板1a、1bの対向する面にそれぞ
れ設けられた電極の間の電気的短絡が防止されるととも
に、初期状態において液晶分子が所定の配向状態とな
る。この液晶光変調素子は、第1基板1aの電極形成面
上に予め電気絶縁性膜5及び配向膜6を形成しておき、
その他は図1の素子の場合と同様にして作製できる。
As shown in FIG. 5, a liquid crystal light modulation element in which an electrical insulating film 5 and an alignment film 6 are provided in this order between the first substrate 1a and the columnar structure 2 over the area of the substrate is also available. This can be cited as still another embodiment of the present invention. According to this liquid crystal light modulation element, similarly to the liquid crystal light modulation element of FIG. 4, an electric short circuit between the electrodes provided on the opposing surfaces of the substrates 1a and 1b is prevented, and the liquid crystal molecules are initially set. Is in a predetermined orientation state. In this liquid crystal light modulation element, an electric insulating film 5 and an alignment film 6 are formed in advance on the electrode forming surface of the first substrate 1a,
Others can be manufactured in the same manner as in the case of the element of FIG.

【0047】また、図6に示すように、第2基板1bと
柱状構造体2との間に基板の面積範囲にわたる電気絶縁
性膜5及び配向膜6がこの順に設けられた液晶光変調素
子も、本発明のさらに他の実施形態として挙げることが
できる。この液晶光変調素子によると、図4の液晶光変
調素子と同様に、基板1a、1bの対向する面にそれぞ
れ設けられた電極間の電気的短絡が防止されるととも
に、初期状態において液晶分子が所定の配向状態とな
る。この液晶光変調素子は、第2基板1bの電極形成面
上に予め電気絶縁性膜5及び配向膜6を形成しておき、
その他は図1の素子の場合と同様にして作製できる。
As shown in FIG. 6, a liquid crystal light modulation element in which an electric insulating film 5 and an alignment film 6 are provided in this order between the second substrate 1b and the columnar structure 2 over the area of the substrate is also available. This can be cited as still another embodiment of the present invention. According to this liquid crystal light modulation device, similarly to the liquid crystal light modulation device of FIG. 4, an electric short circuit between the electrodes provided on the opposing surfaces of the substrates 1a and 1b is prevented, and the liquid crystal molecules are initially formed. A predetermined orientation state is obtained. In this liquid crystal light modulation element, an electric insulating film 5 and an alignment film 6 are previously formed on the electrode forming surface of the second substrate 1b,
Others can be manufactured in the same manner as in the case of the element of FIG.

【0048】なお、図3、図4及び図6の液晶光変調素
子を作製するにあたり、第2基板1b上に配向膜をスピ
ンコーティング法等の方法で形成しておくのに加えて、
第1基板1a上に形成した柱状構造体2の上面に配向膜
の材料をスプレー塗布し、高温(例えば200℃)で焼
き締めることで配向膜を形成することもできる。この
後、両基板1a及び1bの配向膜を高温(例えば200
℃)の温度下で貼り合わせることにより、両基板1a、
1b間の接着力を向上させることができる。
In manufacturing the liquid crystal light modulation device shown in FIGS. 3, 4 and 6, in addition to forming an alignment film on the second substrate 1b by a method such as a spin coating method,
The alignment film can also be formed by spray-coating the material of the alignment film on the upper surface of the columnar structure 2 formed on the first substrate 1a and baking at high temperature (for example, 200 ° C.). Thereafter, the alignment films of both substrates 1a and 1b are heated to a high temperature (for example, 200
C), the two substrates 1a,
1b can be improved.

【0049】以上説明した液晶光変調素子を電圧印加に
より駆動するにあたっては、高低2種類の電圧を印加し
て液晶分子の配列を切り換える。例えばコレステリック
相を示す液晶を用いる場合、高低2種類のパルス電圧を
印加し、液晶分子の配列をプレーナ配列とフォーカルコ
ニック配列との間で切り換える。この状態は電圧印加停
止後も安定に保持される。
In driving the above-described liquid crystal light modulation element by applying a voltage, two kinds of high and low voltages are applied to switch the arrangement of liquid crystal molecules. For example, when using a liquid crystal exhibiting a cholesteric phase, two kinds of high and low pulse voltages are applied to switch the arrangement of liquid crystal molecules between a planar arrangement and a focal conic arrangement. This state is maintained stably even after the voltage application is stopped.

【0050】コレステリック相を示す液晶は、ヘリカル
軸が基板に対して垂直に並んだプレーナ配列状態でヘリ
カルピッチと該液晶の平均屈折率の積に対応する波長の
光を選択的に反射する。従って、選択反射波長が例えば
赤色域、青色域、緑色域にある液晶を用いれば、プレー
ナ配列状態で各波長の光を選択的に反射してそれぞれ
赤、青、緑に着色して見える。また、各色の液晶層を積
層することによりマルチカラー表示も可能である。ま
た、選択反射波長を例えば赤外域に設定することにより
透明に見える。カイラルネマティック液晶では、カイラ
ル剤の添加量を調整してヘリカルピッチを調整すること
により、選択反射波長を調整できる。
A liquid crystal exhibiting a cholesteric phase selectively reflects light having a wavelength corresponding to the product of the helical pitch and the average refractive index of the liquid crystal in a planar arrangement in which the helical axis is arranged perpendicular to the substrate. Therefore, if liquid crystals having selective reflection wavelengths in, for example, the red, blue, and green regions are used, light of each wavelength is selectively reflected in the planar arrangement state and appears to be colored red, blue, and green, respectively. Multi-color display is also possible by stacking liquid crystal layers of each color. In addition, by setting the selective reflection wavelength to, for example, an infrared region, it looks transparent. In the chiral nematic liquid crystal, the selective reflection wavelength can be adjusted by adjusting the helical pitch by adjusting the amount of the chiral agent added.

【0051】また、コレステリック相を示す液晶は、ヘ
リカル軸が不規則な方向を向いたフォーカルコニック配
列状態で入射光を散乱して白濁して見える。コレステリ
ック液晶の選択反射波長が可視域にある場合のように、
そのヘリカルピッチが短いと散乱が小さくなって、ヘリ
カル軸が基板に対してほぼ平行に並ぶようになり、透明
に近い状態が得られる。
The liquid crystal exhibiting a cholesteric phase scatters incident light in a focal conic alignment state in which the helical axis is oriented in an irregular direction, and appears cloudy. As in the case where the selective reflection wavelength of the cholesteric liquid crystal is in the visible range,
When the helical pitch is short, scattering is reduced, and the helical axis is arranged substantially parallel to the substrate, so that a state close to being transparent can be obtained.

【0052】従って、プレーナ配列とフォーカルコニッ
ク配列の2状態を切り換えることにより、選択反射(プ
レーナ配列)−透明(フォーカルコニック配列)、透明
(プレーナ配列)−白濁(フォーカルコニック配列)等
の表示を行うことができる。なお、ネマティック液晶を
単独で用いる方法、例えば、偏光板2枚を直交させて液
晶層を挟んで設置し、上部偏光板を通過した光を液晶分
子の光学異方性Δnの効果により液晶分子のねじれに沿
って回転させ、下部の偏光板を通過させることによって
明るい状態とする一方、液晶層に電界を印加し液晶分子
のねじれが解けた状態においては、偏波面を回転させる
効果がないため入射光は下部の偏光板によって遮られ暗
い状態となる、いわゆるTN方式にも適用可能である。
Accordingly, by switching between the two states of the planar arrangement and the focal conic arrangement, the display such as selective reflection (planar arrangement) -transparency (focal conic arrangement), transparent (planar arrangement) -white turbidity (focal conic arrangement) and the like is performed. be able to. In addition, a method using a nematic liquid crystal alone, for example, two polarizing plates are arranged orthogonally to each other with a liquid crystal layer interposed therebetween, and light passing through the upper polarizing plate is subjected to the effect of the optical anisotropy Δn of the liquid crystal molecules to form the liquid crystal molecules. By rotating along the twist and passing it through the lower polarizing plate, it becomes brighter.On the other hand, when the electric field is applied to the liquid crystal layer and the liquid crystal molecules are untwisted, there is no effect of rotating the plane of polarization. The light can also be applied to a so-called TN method in which light is blocked by a lower polarizing plate and becomes dark.

【0053】[0053]

【実施例】以下、本発明の具体的な実施の例を説明する
が、本発明はそれらの実施例に限定されるものではな
い。以下の各例において、反射率の測定は分光測色計C
M−1000(ミノルタ社製)を用いて分光反射率(Y
値)を測定することで行った。Y値が小さいほど透明で
ある。また、コントラストは(高反射率状態でのY値/
低反射率状態でのY値)で与えられる。 実施例1 よく洗浄された第1のITO電極付きガラス基板を複数
枚準備し、それぞれを200℃で30分間脱水ベーキン
グし、電極形成面上にメラミン系樹脂からなるホトレジ
スト材料TS−366(ネガ型、JSR社製)を5μ
m、10μm、15μmの厚膜となるようにそれぞれス
ピンコーティングした。次いで、該塗膜を100℃で5
分間プレベーキングし、図7に示すように一辺Wが30
μmである正方形の開口Aであって、各隣り合う開口A
の中心間隔Pが50μmである開口を形成したフォトマ
スクMを該塗膜上に設け、該フォトマスクMを介して該
ホトレジスト材料塗膜を紫外線照射装置を用いて露光し
た。次いで、100℃で3分間露光後ベーキングを行
い、現像を行った。次いで、純水で洗浄後、乾燥させ
た。さらに、ポスト露光と100℃で5分間のポストベ
ーキングを行い、柱状構造体を得た。
EXAMPLES Hereinafter, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples. In each of the following examples, the reflectance was measured using a spectrophotometer C.
Using M-1000 (manufactured by Minolta), the spectral reflectance (Y
Value). The smaller the Y value, the more transparent. Further, the contrast is expressed as (Y value in high reflectance state /
(Y value in a low reflectance state). Example 1 A plurality of well-cleaned first glass substrates with ITO electrodes were prepared, each of them was dehydrated and baked at 200 ° C. for 30 minutes, and a photoresist material TS-366 (negative type) composed of a melamine resin was formed on the electrode forming surface. 5μ from JSR)
, 10 μm, and 15 μm, respectively. Next, the coating film is heated at 100 ° C. for 5 minutes.
Pre-baking for 30 minutes, as shown in FIG.
μm square openings A, each adjacent opening A
A photomask M having an opening having a center interval P of 50 μm was provided on the coating film, and the photoresist material coating film was exposed through the photomask M using an ultraviolet irradiation device. Next, baking was performed after exposure at 100 ° C. for 3 minutes, and development was performed. Next, the substrate was washed with pure water and dried. Further, post exposure and post baking at 100 ° C. for 5 minutes were performed to obtain a columnar structure.

【0054】膜厚計で柱状構造体の高さを測定したとこ
ろ、それぞれ5μm、10μm、15μmであった。以
上の工程により得られる柱状構造体の高さは基板上に塗
布したホトレジスト材料の厚みと同じであることが確認
できた。また、光学顕微鏡で柱状構造体を観察したとこ
ろ、各柱状構造体は幅が30μm(さらに正確にいえば
断面形状が一辺30μm、断面積900μm2 の正方
形)であり、各隣り合う柱状構造体の中心間隔は50μ
mで、開口率は64%であった。以上の工程により得ら
れる柱状構造体の幅と間隔は前記フォトマスクの開口パ
ターンと同じであることが確認できた。 次いで各第1
基板上の柱状構造体の上に、第2のITO電極付きガラ
ス基板を電極形成面を該柱状構造体の方に向けて被せ、
スペーサ入りの光硬化性樹脂からなる封止剤フォトレッ
ク(積水ファインケミカル社製)を用いて基板周縁部間
を封止及び接着し、空セルを得た。次いで、空セルにエ
ステル系ネマティック液晶にカイラル材料(S−81
1、メルク社製)を添加したカイラルネマティック液晶
を注入した。高さ5μmの柱状構造体を有する空セルに
は青色領域に選択反射波長を有するようにカイラル材料
の添加量を調整した液晶を注入し、高さ10μmの柱状
構造体を有する空セルには緑色領域に選択反射波長を有
するようにカイラル材料の添加量を調整した液晶を注入
し、高さ15μmの柱状構造体を有する空セルには赤色
領域に選択反射波長を有するようにカイラル材料の添加
量を調整した液晶を注入し、液晶光変調素子を得た。
When the heights of the columnar structures were measured with a film thickness meter, they were 5 μm, 10 μm and 15 μm, respectively. It was confirmed that the height of the columnar structure obtained by the above steps was the same as the thickness of the photoresist material applied on the substrate. When the columnar structures were observed with an optical microscope, each columnar structure had a width of 30 μm (more precisely, a square having a cross-sectional shape of 30 μm on a side and a cross-sectional area of 900 μm 2 ). Center spacing is 50μ
m, the aperture ratio was 64%. It was confirmed that the width and the interval of the columnar structure obtained by the above steps were the same as the opening pattern of the photomask. Then each first
A second glass substrate with an ITO electrode is placed on the columnar structure on the substrate, with the electrode forming surface facing the columnar structure,
An empty cell was obtained by sealing and bonding between the peripheral portions of the substrate using a sealing agent Photolec (manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) made of a photocurable resin containing a spacer. Next, a chiral material (S-81) is used in the empty nematic liquid crystal in the empty cell.
1, manufactured by Merck & Co.) was injected. Liquid crystal in which the amount of the chiral material added is adjusted so as to have a selective reflection wavelength in the blue region is injected into an empty cell having a columnar structure having a height of 5 μm, and green is inserted into an empty cell having a columnar structure having a height of 10 μm A liquid crystal in which the addition amount of the chiral material is adjusted so as to have a selective reflection wavelength in the region is injected, and the empty cell having a columnar structure having a height of 15 μm is added to the empty cell having the selective reflection wavelength in the red region. The adjusted liquid crystal was injected to obtain a liquid crystal light modulation element.

【0055】これらの液晶光変調素子に比較的高いパル
ス電圧を印加すると、液晶がプレーナ状態となってそれ
ぞれ青、緑及び赤に表示され、電圧を除去してもその表
示状態が維持された。また、これらの液晶光変調素子に
比較的低いパルス電圧を印加すると、いずれも透明状態
となり、電圧を除去しても透明状態が維持された。各液
晶光変調素子に電圧印加してデバイス性能を測定したと
ころ、以下に示すように良好な性能を確認できた。すな
わち、青では駆動電圧は30V(フォーカルコニック配
列)/50V(プレーナ配列)、コントラストは5.
0、プレーナ配列での反射率は24.9%であった。緑
では駆動電圧は30V(フォーカルコニック配列)/6
0V(プレーナ配列)、コントラストは13.8、プレ
ーナ配列での反射率は26.2%であった。赤では駆動
電圧は55V(フォーカルコニック配列)/100V
(プレーナ配列)、コントラストは3.9、プレーナ配
列での反射率は30.6%であった。選択反射状態と透
明状態のいずれの場合でも柱状構造体の肉眼での確認は
できず、色むらのない良好な表示状態を示した。 実施例2 図7に示すフォトマスクにおいて正方形開口の一辺Wを
40μm、開口中心間距離Pを100μmとしたフォト
マスクを用いた他は、前記実施例1と同様にして青、緑
及び赤色表示を行える各液晶光変調素子を得た。前記実
施例1と同様に、光学顕微鏡で柱状構造体を観察したと
ころ、該柱状構造体の幅は40μmであり、隣り合う柱
状構造体の中心間距離は100μmで、開口率は84%
であった。 各液晶光変調素子に電圧印加してデバイス
性能を測定したところ、以下に示すように良好な性能を
確認できた。すなわち、青では駆動電圧は30V(フォ
ーカルコニック配列)/50V(プレーナ配列)、コン
トラストは5.1、反射率は27.9%であった。緑で
は駆動電圧は30V(フォーカルコニック配列)/60
V(プレーナ配列)、コントラストは14.1、反射率
は29.4%であった。赤では駆動電圧は50V(フォ
ーカルコニック配列)/100V(プレーナ配列)、コ
ントラストは3.9、反射率は34.4%であり、良好
な表示状態を示した。 実施例3 図7に示すフォトマスクにおいて正方形開口の一辺Wを
2μm、開口中心間距離Pを3.2μmとしたフォトマ
スクを用いた他は、前記実施例1と同様にして、高さが
5μmの柱状構造体を有する空セルを得た。次いで、該
空セルに青色領域に選択反射波長を有するようにカイラ
ル材料の添加量を調整した液晶を注入し、液晶光変調素
子を得た。前記実施例1と同様に、光学顕微鏡で柱状構
造体を観察したところ、該柱状構造体の幅は2μmであ
り、隣り合う柱状構造体の中心間距離は3.2μmで、
開口率は60%であった。
When a relatively high pulse voltage was applied to these liquid crystal light modulation elements, the liquid crystal was brought into a planar state and displayed in blue, green and red, respectively, and the display state was maintained even when the voltage was removed. In addition, when a relatively low pulse voltage was applied to these liquid crystal light modulation elements, all became transparent, and the transparent state was maintained even when the voltage was removed. When voltage was applied to each liquid crystal light modulation element and the device performance was measured, good performance was confirmed as shown below. That is, in blue, the driving voltage is 30 V (focal conic arrangement) / 50 V (planar arrangement), and the contrast is 5.
0, the reflectivity in the planar arrangement was 24.9%. In green, the driving voltage is 30 V (focal conic arrangement) / 6
0 V (planar arrangement), the contrast was 13.8, and the reflectance in the planar arrangement was 26.2%. In red, the driving voltage is 55V (focal conic arrangement) / 100V
(Planar arrangement), the contrast was 3.9, and the reflectance in the planar arrangement was 30.6%. In any of the selective reflection state and the transparent state, the columnar structure could not be confirmed with the naked eye, and a favorable display state without color unevenness was exhibited. Example 2 Blue, green, and red display was performed in the same manner as in Example 1 except that a photomask in which one side W of a square opening was 40 μm and a distance P between opening centers was 100 μm in the photomask shown in FIG. Each liquid crystal light modulation device that can be performed was obtained. When the columnar structure was observed with an optical microscope in the same manner as in Example 1, the width of the columnar structure was 40 μm, the distance between centers of adjacent columnar structures was 100 μm, and the aperture ratio was 84%.
Met. When voltage was applied to each liquid crystal light modulation element and the device performance was measured, good performance was confirmed as shown below. That is, for blue, the driving voltage was 30 V (focal conic arrangement) / 50 V (planar arrangement), the contrast was 5.1, and the reflectance was 27.9%. In green, the driving voltage is 30 V (focal conic arrangement) / 60
V (planar arrangement), contrast was 14.1 and reflectance was 29.4%. In red, the driving voltage was 50 V (focal conic arrangement) / 100 V (planar arrangement), the contrast was 3.9, and the reflectance was 34.4%, indicating a good display state. Example 3 The height was 5 μm in the same manner as in Example 1 except that the photomask shown in FIG. 7 was such that the side W of the square opening was 2 μm and the distance P between the centers of the openings was 3.2 μm. An empty cell having a columnar structure was obtained. Next, a liquid crystal in which the amount of the chiral material added was adjusted so as to have a selective reflection wavelength in the blue region was injected into the empty cell to obtain a liquid crystal light modulation element. When the columnar structure was observed with an optical microscope in the same manner as in Example 1, the width of the columnar structure was 2 μm, and the distance between centers of adjacent columnar structures was 3.2 μm.
The aperture ratio was 60%.

【0056】この液晶光変調素子に電圧印加してデバイ
ス性能を測定したところ、駆動電圧は30V(フォーカ
ルコニック配列)/50V(プレーナ配列)、コントラ
ストは5.0、反射率は24.3%であり、良好な表示
状態を示した。 実施例4 図7に示すフォトマスクにおいて正方形開口の一辺Wを
30μm、開口中心間距離Pを300μmとしたフォト
マスクを用いた他は、前記実施例1と同様にして青、緑
及び赤色表示を行える各液晶光変調素子を得た。前記実
施例1と同様に、光学顕微鏡で柱状構造体を観察したと
ころ、該柱状構造体の幅は30μmであり、隣り合う柱
状構造体の中心間距離は300μmで、開口率は99%
であった。
When the device performance was measured by applying a voltage to the liquid crystal light modulation element, the driving voltage was 30 V (focal conic arrangement) / 50 V (planar arrangement), the contrast was 5.0, and the reflectance was 24.3%. There was a good display state. Example 4 Blue, green, and red displays were performed in the same manner as in Example 1 except that a photomask in which one side W of a square opening was 30 μm and the distance P between opening centers was 300 μm in the photomask shown in FIG. Each liquid crystal light modulation device that can be performed was obtained. When the columnar structure was observed with an optical microscope in the same manner as in Example 1, the width of the columnar structure was 30 μm, the distance between the centers of adjacent columnar structures was 300 μm, and the aperture ratio was 99%.
Met.

【0057】各液晶光変調素子に電圧印加してデバイス
性能を測定したところ、以下に示すように良好な性能を
確認できた。すなわち、青では駆動電圧は30V(フォ
ーカルコニック配列)/50V(プレーナ配列)、コン
トラストは5.2、反射率は30.2%であった。緑で
は駆動電圧は30V(フォーカルコニック配列)/60
V(プレーナ配列)、コントラストは14.3、反射率
は31.8%であった。赤では駆動電圧は50V(フォ
ーカルコニック配列)/100V(プレーナ配列)、コ
ントラストは4.0、反射率は37.2%であった。選
択反射状態と透明状態のいずれの場合でも柱状構造体の
肉眼での確認はできず、色むらのない良好な表示状態を
示した。 実施例5 図7に示すフォトマスクにおいて正方形開口の一辺Wを
40μm、開口中心間距離Pを570μmとしたフォト
マスクを用いた他は、前記実施例1と同様にして青、緑
及び赤色表示を行える各液晶光変調素子を得た。前記実
施例1と同様に、光学顕微鏡で柱状構造体を観察したと
ころ、該柱状構造体の幅は40μmであり、隣り合う柱
状構造体の中心間距離は570μmで、開口率は99.
5%であった。
When a voltage was applied to each liquid crystal light modulation element and the device performance was measured, good performance was confirmed as shown below. That is, in blue, the driving voltage was 30 V (focal conic arrangement) / 50 V (planar arrangement), the contrast was 5.2, and the reflectance was 30.2%. In green, the driving voltage is 30 V (focal conic arrangement) / 60
V (planar arrangement), contrast was 14.3, and reflectance was 31.8%. For red, the drive voltage was 50 V (focal conic arrangement) / 100 V (planar arrangement), the contrast was 4.0, and the reflectance was 37.2%. In any of the selective reflection state and the transparent state, the columnar structure could not be confirmed with the naked eye, and a favorable display state without color unevenness was exhibited. Example 5 Blue, green and red displays were performed in the same manner as in Example 1 except that a photomask in which one side W of a square opening was 40 μm and the distance P between opening centers was 570 μm in the photomask shown in FIG. Each liquid crystal light modulation device that can be performed was obtained. When the columnar structure was observed with an optical microscope in the same manner as in Example 1, the width of the columnar structure was 40 μm, the center-to-center distance between adjacent columnar structures was 570 μm, and the aperture ratio was 99.
5%.

【0058】各液晶光変調素子に電圧印加してデバイス
性能を測定したところ、以下に示すように良好な性能を
確認できた。すなわち、青では駆動電圧は30V(フォ
ーカルコニック配列)/50V(プレーナ配列)、コン
トラストは5.2、反射率は30.3%であった。緑で
は駆動電圧は30V(フォーカルコニック配列)/60
V(プレーナ配列)、コントラストは14.3、反射率
は31.9%であった。赤では駆動電圧は50V(フォ
ーカルコニック配列)/100V(プレーナ配列)、コ
ントラストは4.0、反射率は37.3%であった。選
択反射状態と透明状態のいずれの場合でも柱状構造体の
肉眼での確認はできず、色むらのない良好な表示状態を
示した。 実施例6 図7に示すフォトマスクにおいて正方形開口の一辺Wを
2μm、開口中心間距離Pを28μmとしたフォトマス
クを用いた他は、前記実施例1と同様にして高さが5μ
mの柱状構造体を有する空セルを得た。次いで、該空セ
ルに青色領域に選択反射波長を有するようにカイラル材
料の添加量を調整した液晶を注入し、液晶光変調素子を
得た。前記実施例1と同様に、光学顕微鏡で柱状構造体
を観察したところ、該柱状構造体の幅は2μmであり、
隣り合う柱状構造体の中心間距離は28μmで、開口率
は99.5%であった。
When a voltage was applied to each liquid crystal light modulation element and the device performance was measured, good performance was confirmed as shown below. That is, for blue, the driving voltage was 30 V (focal conic arrangement) / 50 V (planar arrangement), the contrast was 5.2, and the reflectance was 30.3%. In green, the driving voltage is 30 V (focal conic arrangement) / 60
V (planar arrangement), contrast was 14.3, and reflectance was 31.9%. In red, the driving voltage was 50 V (focal conic arrangement) / 100 V (planar arrangement), the contrast was 4.0, and the reflectance was 37.3%. In any of the selective reflection state and the transparent state, the columnar structure could not be confirmed with the naked eye, and a favorable display state without color unevenness was exhibited. Example 6 A photomask having a height of 5 μm was used in the same manner as in Example 1 except that a photomask in which one side W of a square opening was 2 μm and a distance P between opening centers was 28 μm was used in the photomask shown in FIG.
An empty cell having m columnar structures was obtained. Next, a liquid crystal in which the amount of the chiral material added was adjusted so as to have a selective reflection wavelength in the blue region was injected into the empty cell to obtain a liquid crystal light modulation element. When the columnar structure was observed with an optical microscope in the same manner as in Example 1, the width of the columnar structure was 2 μm,
The distance between centers of adjacent columnar structures was 28 μm, and the aperture ratio was 99.5%.

【0059】この液晶光変調素子に電圧印加してデバイ
ス性能を測定したところ、駆動電圧は30V(フォーカ
ルコニック配列)/50V(プレーナ配列)、コントラ
ストは5.2、反射率は30.0%であった。良好な表
示状態を示した。 実施例7 図7に示すフォトマスクにおいて正方形開口の一辺Wを
10μm、開口中心間距離Pを30μmとしたフォトマ
スクを用いた他は、前記実施例1と同様にして青、緑及
び赤色表示を行える各液晶光変調素子を得た。前記実施
例1と同様に、光学顕微鏡で柱状構造体を観察したとこ
ろ、該柱状構造体の幅は10μmであり、隣り合う柱状
構造体の中心間距離は30μmで、開口率は89%であ
った。各液晶光変調素子に電圧印加してデバイス性能を
測定したところ、以下に示すように良好な性能を確認で
きた。すなわち、青では駆動電圧は30V(フォーカル
コニック配列)/50V(プレーナ配列)、コントラス
トは5.1、反射率は28.4%であった。緑では駆動
電圧は30V(フォーカルコニック配列)/60V(プ
レーナ配列)、コントラストは14.1、反射率は2
9.8%であった。赤では駆動電圧は50V(フォーカ
ルコニック配列)/100V(プレーナ配列)、コント
ラストは4.0、反射率は33.8%であった。それぞ
れ色むらのない良好な表示状態を示した。 実施例8 図7に示すフォトマスクにおいて正方形開口の一辺Wを
20μm、開口中心間距離Pを45μmとしたフォトマ
スクを用いた他は、前記実施例1と同様にして青、緑及
び赤色表示を行える各液晶光変調素子を得た。前記実施
例1と同様に、光学顕微鏡で柱状構造体を観察したとこ
ろ、該柱状構造体の幅は20μmであり、隣り合う柱状
構造体の中心間距離は45μmで、開口率は80%であ
った。
When the device performance was measured by applying a voltage to the liquid crystal light modulation element, the driving voltage was 30 V (focal conic arrangement) / 50 V (planar arrangement), the contrast was 5.2, and the reflectance was 30.0%. there were. A good display state was shown. Example 7 Blue, green, and red displays were performed in the same manner as in Example 1 except that a photomask in which one side W of a square opening was 10 μm and the distance P between opening centers was 30 μm in the photomask shown in FIG. Each liquid crystal light modulation device that can be performed was obtained. When the columnar structure was observed with an optical microscope in the same manner as in Example 1, the width of the columnar structure was 10 μm, the center-to-center distance between adjacent columnar structures was 30 μm, and the aperture ratio was 89%. Was. When voltage was applied to each liquid crystal light modulation element and the device performance was measured, good performance was confirmed as shown below. That is, in blue, the driving voltage was 30 V (focal conic arrangement) / 50 V (planar arrangement), the contrast was 5.1, and the reflectance was 28.4%. In green, the driving voltage is 30 V (focal conic arrangement) / 60 V (planar arrangement), the contrast is 14.1, and the reflectance is 2
9.8%. In red, the driving voltage was 50 V (focal conic arrangement) / 100 V (planar arrangement), the contrast was 4.0, and the reflectance was 33.8%. In each case, a favorable display state without color unevenness was shown. Example 8 Blue, green, and red display was performed in the same manner as in Example 1 except that a photomask in which one side W of a square opening was 20 μm and a distance P between opening centers was 45 μm in the photomask shown in FIG. Each liquid crystal light modulation device that can be performed was obtained. When the columnar structure was observed with an optical microscope in the same manner as in Example 1, the width of the columnar structure was 20 μm, the center-to-center distance between adjacent columnar structures was 45 μm, and the aperture ratio was 80%. Was.

【0060】各液晶光変調素子に電圧印加してデバイス
性能を測定したところ、以下に示すように良好な性能を
確認できた。すなわち、青では駆動電圧は30V(フォ
ーカルコニック配列)/50V(プレーナ配列)、コン
トラストは5.1、反射率は27.0%であった。緑で
は駆動電圧は30V(フォーカルコニック配列)/60
V(プレーナ配列)、コントラストは14.0、反射率
は28.4%であった。赤では駆動電圧は50V(フォ
ーカルコニック配列)/100V(プレーナ配列)、コ
ントラストは3.9、反射率は32.2%であった。そ
れぞれ色むらのない良好な表示状態を示した。 実施例9 前記実施例1において、第1のITO電極付きガラス基
板にスピンコーティング法により塗布するホトレジスト
材料(実施例1と同じもの)の膜厚を5μm、8μm及
び13μmとなるようし、フォトマスクとして図7に示
すフォトマスクにおいて正方形開口の一辺Wを30μ
m、開口中心間距離Pを55μmとしたフォトマスクを
用いた他は、前記実施例1と同様にして柱状構造体を得
た。膜厚計で該柱状構造体の高さを測定したところ、そ
れぞれ5μm、8μm、13μmであった。また、光学
顕微鏡で柱状構造体を観察したところ、該柱状構造体の
幅は30μmであり、隣り合う柱状構造体の中心間距離
は55μmで、開口率は70%であった。
When a voltage was applied to each liquid crystal light modulation element and the device performance was measured, good performance was confirmed as shown below. That is, for blue, the driving voltage was 30 V (focal conic arrangement) / 50 V (planar arrangement), the contrast was 5.1, and the reflectance was 27.0%. In green, the driving voltage is 30 V (focal conic arrangement) / 60
V (planar arrangement), contrast was 14.0, and reflectance was 28.4%. In red, the driving voltage was 50 V (focal conic arrangement) / 100 V (planar arrangement), the contrast was 3.9, and the reflectance was 32.2%. In each case, a favorable display state without color unevenness was shown. Example 9 In Example 1, the thickness of the photoresist material (the same as in Example 1) applied to the first glass substrate with ITO electrodes by spin coating was adjusted to 5 μm, 8 μm, and 13 μm, and the photomask was used. In the photomask shown in FIG. 7, one side W of the square opening is 30 μm.
m, and a columnar structure was obtained in the same manner as in Example 1 except that a photomask in which the distance P between opening centers was 55 μm was used. When the height of the columnar structure was measured with a film thickness meter, they were 5 μm, 8 μm, and 13 μm, respectively. When the columnar structure was observed with an optical microscope, the width of the columnar structure was 30 μm, the center-to-center distance between adjacent columnar structures was 55 μm, and the aperture ratio was 70%.

【0061】各液晶光変調素子に電圧印加してデバイス
性能を測定したところ、以下に示すように良好な性能を
確認できた。すなわち、青では駆動電圧は30V(フォ
ーカルコニック配列)/50V(プレーナ配列)、コン
トラストは5.0、反射率は25.4%であった。緑で
は駆動電圧は30V(フォーカルコニック配列)/55
V(プレーナ配列)、コントラストは13.9、反射率
は21.4%であった。赤では駆動電圧は50V(フォ
ーカルコニック配列)/100V(プレーナ配列)、コ
ントラストは3.9、反射率は26.3%であった。そ
れぞれ色むらのない良好な表示状態を示した。 実施例10 フォトマスクとして図7に示すフォトマスクにおいて正
方形開口の一辺Wを40μm、開口中心間距離Pを63
μmとしたフォトマスクを用いた他は、前記実施例9と
同様にして青、緑及び赤色表示を行える各液晶光変調素
子を得た。前記実施例9と同様に、光学顕微鏡で柱状構
造体を観察したところ、該柱状構造体の幅は40μmで
あり、隣り合う柱状構造体の中心間距離は63μmで、
開口率は60%であった。
When a voltage was applied to each liquid crystal light modulation element to measure the device performance, good performance was confirmed as shown below. That is, for blue, the driving voltage was 30 V (focal conic arrangement) / 50 V (planar arrangement), the contrast was 5.0, and the reflectance was 25.4%. In green, the driving voltage is 30 V (focal conic arrangement) / 55
V (planar arrangement), contrast was 13.9, and reflectance was 21.4%. For red, the driving voltage was 50 V (focal conic arrangement) / 100 V (planar arrangement), the contrast was 3.9, and the reflectance was 26.3%. In each case, a favorable display state without color unevenness was shown. Example 10 In the photomask shown in FIG. 7, one side W of the square opening was 40 μm, and the distance P between the opening centers was 63.
Except for using a photomask having a thickness of μm, each liquid crystal light modulation element capable of displaying blue, green and red was obtained in the same manner as in Example 9 above. When the columnar structure was observed with an optical microscope in the same manner as in Example 9, the width of the columnar structure was 40 μm, and the center-to-center distance between adjacent columnar structures was 63 μm.
The aperture ratio was 60%.

【0062】各液晶光変調素子に電圧印加してデバイス
性能を測定したところ、以下に示すように良好な性能を
確認できた。すなわち、青では駆動電圧は30V(フォ
ーカルコニック配列)/50V(プレーナ配列)、コン
トラストは5.0、反射率は23.7%であった。緑で
は駆動電圧は30V(フォーカルコニック配列)/55
V(プレーナ配列)、コントラストは13.7、反射率
は19.9%であった。赤では駆動電圧は50V(フォ
ーカルコニック配列)/100V(プレーナ配列)、コ
ントラストは3.8、反射率は24.5%であった。そ
れぞれ色むらのない良好な表示状態を示した。 比較例1 良く洗浄された第1のITO電極付きガラス基板を20
0℃で30分間脱水ベーキングし、該基板の電極形成面
上にメラミン系樹脂からなるホトレジスト材料TS−3
66(ネガ型、JSR社製)を膜厚15μmにスピンコ
ーティングした。次いで、該塗膜を100℃で5分間プ
レベーキングし、図7に示すフォトマスクにおいて正方
形開口の一辺Wを1μm、開口中心間距離Pを10μm
としたフォトマスクを該塗膜上に設け、該フォトマスク
を介して該ホトレジスト材料塗膜を紫外線照射装置を用
いて露光した。次いで、100℃で3分間露光後ベーキ
ングを行い、現像を行った。次いで、純水で洗浄後、乾
燥させた。さらに、ポスト露光と100℃で5分間のポ
ストベーキングを行い、柱状構造体を得た。膜厚計で柱
状構造体の高さを測定したところ、高さが12μm±3
μmであった。このように一辺Wが2μmより小さい正
方形開口パターンのフォトマスクを用いると、換言すれ
ば柱状構造体の断面積を3μm2 より小さくすると、得
られる柱状構造体の高さの再現性が悪くなり、コントラ
ストむらの原因となる。 比較例2 良く洗浄された第1のITO電極付きガラス基板を20
0℃で30分間脱水ベーキングし、該基板の電極形成面
上にメラミン系樹脂からなるホトレジスト材料(ネガ
型、JSR社製)を膜厚15μmにスピンコーティング
した。次いで、該塗膜を100℃で5分間プレベーキン
グし、図7に示すフォトマスクにおいて正方形開口の一
辺Wを100μm、開口中心間距離Pを200μmとし
たフォトマスクを該塗膜上に設け、該フォトマスクを介
して該ホトレジスト塗膜を紫外線照射装置を用いて露光
した。次いで、100℃で3分間露光後ベーキングを行
い、現像を行った。次いで、純水で洗浄後、乾燥させ
た。さらに、ポスト露光と100℃で5分間のポストベ
ーキングを行い、柱状構造体を得た。次いで前記実施例
1と同じようにして液晶光変調素子を得た。
When a voltage was applied to each liquid crystal light modulation element and the device performance was measured, good performance was confirmed as shown below. That is, for blue, the driving voltage was 30 V (focal conic arrangement) / 50 V (planar arrangement), the contrast was 5.0, and the reflectance was 23.7%. In green, the driving voltage is 30 V (focal conic arrangement) / 55
V (planar arrangement), contrast was 13.7, and reflectance was 19.9%. For red, the driving voltage was 50 V (focal conic arrangement) / 100 V (planar arrangement), the contrast was 3.8, and the reflectance was 24.5%. In each case, a favorable display state without color unevenness was shown. Comparative Example 1 A first glass substrate with a well-cleaned ITO electrode
After dehydration baking at 0 ° C. for 30 minutes, a photoresist material TS-3 made of a melamine resin is formed on the electrode forming surface of the substrate.
66 (negative type, manufactured by JSR) was spin-coated to a film thickness of 15 μm. Next, the coating film was pre-baked at 100 ° C. for 5 minutes, and one side W of the square opening was 1 μm and the distance P between the opening centers was 10 μm in the photomask shown in FIG.
Was provided on the coating film, and the photoresist material coating film was exposed to light using an ultraviolet irradiation apparatus through the photomask. Next, baking was performed after exposure at 100 ° C. for 3 minutes, and development was performed. Next, the substrate was washed with pure water and dried. Further, post exposure and post baking at 100 ° C. for 5 minutes were performed to obtain a columnar structure. When the height of the columnar structure was measured with a film thickness meter, the height was 12 μm ± 3.
μm. When a photomask having a square opening pattern with one side W smaller than 2 μm is used, in other words, if the cross-sectional area of the columnar structure is smaller than 3 μm 2 , the reproducibility of the height of the obtained columnar structure deteriorates, This may cause uneven contrast. Comparative Example 2 A first glass substrate with a well-cleaned ITO electrode
Dehydration baking was performed at 0 ° C. for 30 minutes, and a photoresist material (negative type, manufactured by JSR Corporation) made of a melamine resin was spin-coated on the electrode forming surface of the substrate to a thickness of 15 μm. Next, the coating film was pre-baked at 100 ° C. for 5 minutes, and a photomask in which one side W of a square opening was 100 μm and a distance P between opening centers was 200 μm in the photomask shown in FIG. The photoresist coating was exposed through a photomask using an ultraviolet irradiation device. Next, baking was performed after exposure at 100 ° C. for 3 minutes, and development was performed. Next, the substrate was washed with pure water and dried. Further, post exposure and post baking at 100 ° C. for 5 minutes were performed to obtain a columnar structure. Next, a liquid crystal light modulation device was obtained in the same manner as in Example 1.

【0063】この液晶光変調素子では、柱状構造体の存
在を肉眼で容易に確認することができた。このように柱
状構造体の断面積を1600μm2 より大きくすると、
柱状構造体の存在により屈折率及び色が異なる部分が大
きくなるために、高精細表示には適さなかった。
In this liquid crystal light modulation device, the presence of the columnar structure could be easily confirmed with the naked eye. When the cross-sectional area of the columnar structure is larger than 1600 μm 2 ,
Since the portion where the refractive index and the color are different becomes large due to the presence of the columnar structure, it is not suitable for high definition display.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、一
対の基板間に液晶を含む液晶光変調層を挟持した液晶光
変調素子であって、従来素子に比べて基板の硬軟に影響
されることなく、また、長期にわたり液晶光変調層の厚
みを一定に保つことができ、高精細表示が可能な液晶光
変調素子及びその容易で、正確な製造方法を提供するこ
とができる。
As described above, according to the present invention, a liquid crystal light modulating element having a liquid crystal light modulating layer containing liquid crystal interposed between a pair of substrates is affected by the hardness of the substrate as compared with the conventional element. The present invention can provide a liquid crystal light modulation element capable of maintaining a constant thickness of the liquid crystal light modulation layer for a long period of time and capable of high-definition display, and an easy and accurate manufacturing method thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の1実施形態である液晶光変調素子の概
略断面を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic cross section of a liquid crystal light modulation device according to one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施形態である液晶光変調素子の
概略断面を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic cross section of a liquid crystal light modulation device according to another embodiment of the present invention.

【図3】本発明のさらに他の実施形態である液晶光変調
素子の概略断面を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic cross section of a liquid crystal light modulation device according to still another embodiment of the present invention.

【図4】本発明のさらに他の実施形態である液晶光変調
素子の概略断面を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic cross section of a liquid crystal light modulation device according to still another embodiment of the present invention.

【図5】本発明のさらに他の実施形態である液晶光変調
素子の概略断面を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic cross section of a liquid crystal light modulation device according to still another embodiment of the present invention.

【図6】本発明のさらに他の実施形態である液晶光変調
素子の概略断面を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a schematic cross section of a liquid crystal light modulation device according to still another embodiment of the present invention.

【図7】フォトマスクの1例の一部の平面図である。FIG. 7 is a partial plan view of one example of a photomask.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a、1b 電極付き基板 e1、e2 電極 2 柱状構造体 3 液晶 4 封止壁 S スペーサ 5 電気絶縁性膜 6 配向膜 L 液晶光変調層 IA 画像表示領域 M フォトマスク A フォトマスクの開口 W 正方形開口の一辺 P 正方形開口の中心間距離 Reference Signs List 1a, 1b Substrate with electrode e1, e2 Electrode 2 Columnar structure 3 Liquid crystal 4 Sealing wall S Spacer 5 Electrical insulating film 6 Alignment film L Liquid crystal light modulation layer IA Image display area M Photomask A Photomask opening W Square opening Of one side P distance between centers of square openings

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植田 秀昭 大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 Fターム(参考) 2H089 JA11 LA09 LA16 LA20 MA04X NA14 NA15 NA17 NA24 NA58 PA06 PA08 QA04 QA11 QA12 QA14 RA11 TA01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Hideaki Ueda 2-3-13 Azuchicho, Chuo-ku, Osaka-shi Osaka International Building Minolta Co., Ltd. F term (reference) 2H089 JA11 LA09 LA16 LA20 MA04X NA14 NA15 NA17 NA24 NA58 PA06 PA08 QA04 QA11 QA12 QA14 RA11 TA01

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも一方が透明な、対向配置された
第1及び第2の基板と、前記基板間に挟まれた液晶光変
調層とを備えており、前記液晶光変調層は、該基板間に
配置された液晶と該液晶光変調層の画像表示領域に所定
の状態で配置され、基板間の間隔を所定の間隔に維持す
る複数の柱状構造体とを含んでおり、前記柱状構造体
は、高分子物質で形成されているとともに、高さが5μ
m〜15μm、断面積が3μm2 〜1600μm2 、隣
り合う柱状構造体の中心間距離が3μm〜570μmで
あることを特徴とする液晶光変調素子。
1. A liquid crystal display device comprising: a first and a second substrate, at least one of which is transparent, opposed to each other, and a liquid crystal light modulation layer sandwiched between the substrates; A liquid crystal disposed therebetween and a plurality of columnar structures arranged in a predetermined state in an image display area of the liquid crystal light modulation layer and maintaining an interval between the substrates at a predetermined interval, wherein the columnar structure Is made of a polymer material and has a height of 5 μm.
M~15myuemu, liquid crystal light modulation device sectional area 3μm 2 ~1600μm 2, the distance between the centers of the columnar structure adjacent to being a 3Myuemu~570myuemu.
【請求項2】前記高分子物質がホトレジストである請求
項1記載の液晶光変調素子。
2. The liquid crystal light modulation device according to claim 1, wherein said polymer substance is a photoresist.
【請求項3】前記第1及び第2の基板は電極を有するも
のであり、該両基板は該電極が互いに向き合うように対
向配置されている請求項1又は2記載の液晶光変調素
子。
3. The liquid crystal light modulation device according to claim 1, wherein the first and second substrates have electrodes, and the two substrates are arranged to face each other such that the electrodes face each other.
【請求項4】前記第1及び第2の基板のうち少なくとも
液晶光変調素子観察側に配置される基板は透明ガラス板
の表面に透明電極を形成したものである請求項1、2又
は3記載の液晶光変調素子。
4. A substrate disposed on at least a liquid crystal light modulation element observation side among the first and second substrates, wherein a transparent electrode is formed on a surface of a transparent glass plate. Liquid crystal light modulator.
【請求項5】前記第1及び第2の基板のうち少なくとも
液晶光変調素子観察側に配置される基板は透明合成樹脂
フィルムの表面に透明電極を形成したものである請求項
1、2又は3記載の液晶光変調素子。
5. A substrate disposed on at least the liquid crystal light modulation element observation side among the first and second substrates, wherein a transparent electrode is formed on a surface of a transparent synthetic resin film. The liquid crystal light modulation device as described in the above.
【請求項6】前記両基板の周縁部間が封止剤で封止され
ている請求項1から5のいずれかに記載の液晶光変調素
子。
6. The liquid crystal light modulation device according to claim 1, wherein a gap between peripheral portions of both substrates is sealed with a sealing agent.
【請求項7】前記柱状構造体と前記第1又は(及び)第
2の基板との間に電気絶縁性膜が形成されている請求項
1から6のいずれかに記載の液晶光変調素子。
7. The liquid crystal light modulation device according to claim 1, wherein an electric insulating film is formed between said columnar structure and said first and / or second substrate.
【請求項8】前記柱状構造体と前記第1又は(及び)第
2の基板との間に配向膜が形成されている請求項1から
7のいずれかに記載の液晶光変調素子。
8. The liquid crystal light modulation device according to claim 1, wherein an alignment film is formed between said columnar structure and said first and / or second substrate.
【請求項9】少なくとも一方が透明な、対向配置された
第1及び第2の基板間に液晶を含む液晶光変調層を挟持
した液晶光変調素子の製造方法であり、 前記第1の基板の片面にホトレジスト材料からなる厚さ
5μm〜15μmの膜を形成する膜形成工程と、 前記ホトレジスト材料の膜に対し所定の露光パターンで
露光処理を施す露光工程と、 前記露光工程後、前記膜を現像処理して前記露光パター
ンに対応した柱状構造体を得る現像工程と、 前記柱状構造体の上から、前記第2の基板を被せて前記
第1基板上方に重ね設ける基板重ね合わせ工程と、 前記柱状構造体間に液晶を配置する液晶配置工程とを含
み、 前記露光工程では、該露光工程後の前記現像工程におい
て、液晶光変調層の画像表示領域に断面積が3μm2
1600μm2 、隣り合う柱状構造体の中心間距離が3
μm〜570μmの柱状構造体を得ることができる露光
パターンを採用することを特徴とする液晶光変調素子の
製造方法。
9. A method for manufacturing a liquid crystal light modulation element comprising a liquid crystal light modulation layer including a liquid crystal interposed between first and second substrates, at least one of which is transparent and opposed to each other. A film forming step of forming a film having a thickness of 5 μm to 15 μm made of a photoresist material on one side; an exposing step of exposing the film of the photoresist material to a predetermined exposure pattern; and developing the film after the exposing step. A developing step of performing processing to obtain a columnar structure corresponding to the exposure pattern; a substrate superimposing step of covering the second substrate from above the columnar structure and providing the columnar structure over the first substrate; A liquid crystal arranging step of arranging a liquid crystal between the structures. In the exposing step, in the developing step after the exposing step, a cross-sectional area of the image display region of the liquid crystal light modulation layer is 3 μm 2 or more.
1600 μm 2 , distance between centers of adjacent columnar structures is 3
A method for producing a liquid crystal light modulation element, which employs an exposure pattern capable of obtaining a columnar structure of μm to 570 μm.
【請求項10】前記両基板の周縁部間を封止剤で封止す
る工程を含む請求項9記載の液晶光変調素子の製造方
法。
10. The method of manufacturing a liquid crystal light modulation device according to claim 9, further comprising a step of sealing a peripheral portion between the two substrates with a sealing agent.
【請求項11】 前記基板重ね合わせ工程においては、
前記柱状構造体のガラス転移温度より硬化温度(Ts)
が低い熱硬化性封止剤を前記第1及び第2の基板のうち
いずれかのものの画像表示領域周辺に対応する部分に塗
布してのち前記柱状構造体の上から前記第2の基板を被
せて前記第1基板上方に重ね設け、該第1及び第2の基
板の両側から加圧しながら該封止剤を温度Tsで加熱し
て硬化させる請求項9記載の液晶光変調素子の製造方
法。
11. In the substrate superimposing step,
Curing temperature (Ts) from the glass transition temperature of the columnar structure
Is applied to a portion corresponding to the periphery of the image display area of any one of the first and second substrates, and then the second substrate is covered from above the columnar structure. 10. The method for manufacturing a liquid crystal light modulation element according to claim 9, wherein the sealant is heated at a temperature Ts while being pressed from both sides of the first and second substrates.
【請求項12】前記露光工程前に、前記ホトレジスト材
料からなる膜に所定温度及び所定時間でプレベーキング
処理を施す請求項9、10又は11記載の液晶光変調素
子の製造方法。
12. The method for manufacturing a liquid crystal light modulation element according to claim 9, wherein before the exposure step, a pre-baking process is performed on the film made of the photoresist material at a predetermined temperature and a predetermined time.
【請求項13】前記露光工程後、前記現像工程前に、露
光処理された前記ホトレジスト材料膜に所定温度及び所
定時間で露光後ベーキング処理を施す請求項9から12
のいずれかに記載の液晶光変調素子の製造方法。
13. A post-exposure bake treatment is performed on the exposed photoresist material film at a predetermined temperature and for a predetermined time after the exposure step and before the development step.
The method for manufacturing a liquid crystal light modulation device according to any one of the above.
【請求項14】前記第1及び第2の基板としてそれぞれ
電極を有するものを採用し、前記ホトレジスト材料膜形
成工程においては該第1基板の電極形成面上にホトレジ
スト材料膜を形成し、前記基板重ね合わせ工程では該第
2基板をその電極形成面を前記柱状構造体に向けてその
上に被せることにより、該両基板を電極が互いに向き合
うように対向配置する請求項9から13のいずれかに記
載の液晶光変調素子の製造方法。
14. The method according to claim 14, wherein said first and second substrates each have an electrode, and in said photoresist material film forming step, a photoresist material film is formed on an electrode forming surface of said first substrate. 14. The method according to claim 9, wherein in the overlapping step, the second substrate is placed on the second substrate by facing the electrode forming surface thereof toward the columnar structure so that the electrodes face each other. The manufacturing method of the liquid crystal light modulation element according to the above.
【請求項15】前記第1及び第2基板のうち少なくとも
液晶光変調素子観察側に配置される基板には透明ガラス
板の表面に透明電極を形成したものを用いる請求項9か
ら14のいずれかに記載の液晶光変調素子の製造方法。
15. A substrate having a transparent electrode formed on a surface of a transparent glass plate as at least one of the first and second substrates disposed on the liquid crystal light modulation element observation side. 3. The method for manufacturing a liquid crystal light modulation element according to 1.).
【請求項16】前記第1及び第2基板のうち少なくとも
液晶光変調素子観察側に配置される基板には透明合成樹
脂フィルムの表面に透明電極を形成したものを用いる請
求項9から14のいずれかに記載の液晶光変調素子の製
造方法。
16. A substrate in which a transparent electrode is formed on a surface of a transparent synthetic resin film is used as at least one of the first and second substrates disposed on the liquid crystal light modulation element observation side. 13. A method for manufacturing a liquid crystal light modulation device according to
【請求項17】前記柱状構造体と前記第1又は(及び)
第2の基板との間に電気絶縁性膜を形成する工程を含む
請求項9から16のいずれかに記載の液晶光変調素子の
製造方法。
17. The columnar structure and the first or (and)
17. The method for manufacturing a liquid crystal light modulation device according to claim 9, further comprising a step of forming an electrically insulating film between the second substrate and the second substrate.
【請求項18】前記柱状構造体と前記第1又は(及び)
第2の基板との間に配向膜を形成する工程を含む請求項
9から17のいずれかに記載の液晶光変調素子の製造方
法。
18. The columnar structure and the first or (and)
The method for manufacturing a liquid crystal light modulation device according to claim 9, further comprising a step of forming an alignment film between the liquid crystal light modulation device and the second substrate.
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