JP2000193984A - 液晶ライトバルブ装置 - Google Patents

液晶ライトバルブ装置

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JP2000193984A JP10370846A JP37084698A JP2000193984A JP 2000193984 A JP2000193984 A JP 2000193984A JP 10370846 A JP10370846 A JP 10370846A JP 37084698 A JP37084698 A JP 37084698A JP 2000193984 A JP2000193984 A JP 2000193984A
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spacer
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Hideharu Nakajima
英晴 中嶋
Toyoji Ohata
豊治 大畑
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 柱状スペーサの回りで配向が崩れた液晶分子
により発生する光漏れを防いでコントラストを高くし、
また製造工程を可能な限り簡略化し再現性よく形成する
ことを可能にすることにより、高画質であり製造コスト
を低減して生産可能な液晶ライトバルブ装置を提供す
る。 【解決手段】 少なくとも第１の基体１上に機能素子
５，２０と配向膜１１とを形成した第１の基板３と、こ
の第１の基板３に対向して配され第２の基体２上に対向
電極１０と配向膜１２を形成した第２の基板４と、これ
ら第１及び第２の基板３，４間の所定の位置に設けられ
たスペーサ８と、第１及び第２の基板３，４間に充填さ
れた液晶層１６とを有し、スペーサ８の第２の基板４側
の端部より入射光１４側に遮光領域１８が設けられ、ス
ペーサ８の入射光１４の光軸方向の高さの少なくとも一
部における入射光の光軸と垂直な断面を光軸と平行に遮
光領域１８へ射影して成る２次元形状の外周の少なくと
も一部が遮光領域１８に内包されて成る液晶ライトバル
ブ装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ライトバルブ
装置に関わり、液晶ライトバルブ装置におけるコントラ
ストの向上を図ることにより画質の向上を図るものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】液晶ライトバルブ装置（以下ＬＣＬＶと
いう）は、光学−光学画像変換機である。ライトバルブ
とは、光強度の低い光を受けて、これを他の光源からの
光により光学像をリアルタイムに読み出し、出力するこ
とができるように成された装置である。
【０００３】この液晶ライトバルブ装置には、透過型と
反射型とがある。このうち、反射型には、外部端子から
各画素に信号を与えて各画素をオン・オフするアクティ
ブマトリクス方式と、出力と反対の裏面側から光導電層
に光書き込みを行う光書き込み方式がある。一方、透過
型はアクティブマトリクス方式のみとなっている。
【０００４】上述した３種類の方式にそれぞれ共通して
いることは、対向する電極間に液晶層を挟み込んでいる
ことである。従って、これら液晶ライトバルブ装置の液
晶層における複屈折を、画素領域内で一定とするため
に、液晶層を挟む両電極を有する基板の間隔を一定に保
つことが必要とされていた。
【０００５】この基板の間隔を一定に保つ目的で、スペ
ーサが設けられる。従来は、図１４に示すように、トラ
ンジスタ等の機能素子を形成した第１の基板５１上に粒
径を揃えた球形のビーズ５３を散布して、撒かれたビー
ズ５３上に対向電極を形成した第２の基板５２を密着さ
せる方法が用いられていた。
【０００６】しかしながら、この方法ではスペーサとな
るビーズ５３が、画素電極５５上にも撒かれてしまうた
め、投射した画像にビーズ５３の影が見えてしまい、し
かもそれがランダムに分布していることから目立ってし
まい、その結果として画質が悪化することが問題となっ
ていた。
【０００７】そこで、このビーズ５３の影をなくすため
に、画像表示領域にはスペーサ５３を設けず、周辺部を
接着する際に、この接着剤中にスペーサを添加して、間
隔を作る方法も広く行われている。
【０００８】この場合、両基板の液晶層に接する側の表
面平坦度が、画素表示領域全面にわたり、例えば０．３
μｍ以内に抑えることが必要とされる。しかし、現実に
は、液晶のガラス基板として広く用いられている厚さ
１．１ｍｍ以下のガラス基板や半導体基板等では、その
上に形成された金属等の薄膜電極層、非晶質シリコン等
の半導体膜、さらに絶縁膜等の応力により、容易に湾曲
してしまう。
【０００９】このため、前述のガラスの周囲のみにスペ
ーサを形成する方法は、上述の画素表示領域及び周辺の
部分から成る表面領域が１辺３０ｍｍ以下の小さい液晶
ライトバルブ装置で、しかも比較的基板間隔の誤差の許
容度が大きい場合、例えばいわゆる透過型のツイストネ
マチック配向ノーマリーホワイトモードでしか実用化さ
れていなかった。
【００１０】即ち、画素数が多く表示領域の大きい液晶
ライトバルブ装置や、電界効果複屈折（ＥＣＢ）モード
を用いる反射型の液晶ライトバルブ装置等の、間隔誤差
の許容度の小さい場合には、前述のガラスの周囲のみに
スペーサを形成する方法を適用することが困難であり、
表示領域にスペーサを配置することが必要となる。
【００１１】そこで、このスペーサの影が目立ないよう
に配置するために、スペーサを画素間にのみ選択的に置
くことが必要とされていた。
【００１２】そして、例えば図１５に示すように、いわ
ゆる柱状スペーサ５４を、画素を構成する画素電極５５
と例えばいわゆるセルフアライン等の位置合わせを行っ
て形成する方法が検討されている。
【００１３】図１６に従来の透過型液晶ライトバルブ装
置の概略断面図を示す。この透過型液晶ライトバルブ装
置は、例えばガラスで構成されている基体５０の内面に
画素毎に分割された画素電極５５及びこの画素電極を覆
って全面に配向膜６１が形成された第１の基板５１と、
例えばガラスで構成されている基体５０の内面に対向電
極６０及びこの対向電極６０を覆って全面に配向膜６２
が形成された第２の基板５２とを、柱状スペーサ５４を
介して相対向して配置すると共に、両基板５１及び５２
の周辺部を気密封止し、両基板５１及び５２間に液晶層
５８を形成して構成される。
【００１４】尚、この図１６において、第１の基板５１
の画素電極５５をＡｌ，Ｃｒ，Ｗ等の光反射率の高い材
料で構成するか、この画素電極５５と液晶層５８との間
に誘電体多層反射膜等を配置すれば、そのまま反射型液
晶ライトバルブ装置となる。
【００１５】この図１６の液晶ライトバルブ装置では、
特に全黒を沈ませる（より黒くする）ために、第１及び
第２の各基板５１，５２上に、例えば偏光板５６と検光
板５７とを直交ニコルの関係に配置し、基板５１，５２
が向き合う側に設けた画素電極５５及び対向電極６０の
上に設けた各配向膜６１、６２の向きを、前述の偏光板
５６、検光板５７とそれぞれ同一とし、この間に液晶を
注入する。
【００１６】この液晶ライトバルブ装置の動作を図１７
Ａ及び図１７Ｂに示す。上述の構成とすることにより、
両電極５５，６０間に電圧が掛かっていない図１７Ａの
状態では、液晶パネルに照射された入射光６４は、偏光
板５６を通過することにより直線偏光６５となり、さら
に液晶分子５９のねじれに沿って旋光し、そのまま検光
板５７を通過するため、明の状態となる。
【００１７】一方、両電極５５，６０間に電圧を印加し
た図１７Ｂの場合においては、液晶分子５９が垂直に配
向することにより、偏光板５６を通過した直線偏光６５
は、その波長によらず偏光板５６と垂直に配置された検
光板５７を通過することができず、全黒の状態を実現で
きることとなる。
【００１８】上述の動作をする構成は、電圧を与えない
ときに明状態となる、いわゆるノーマリーホワイトモー
ドと称され、光の波長によらず全黒状態が実現できるた
め、最近は多く採用される傾向にある。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この液晶分
子５９が垂直に配向する全黒の状態において、前述の柱
状スペーサ５４を第１及び第２の基板５１，５２間に設
けた場合に、この柱状スペーサ５４の周囲に位置する液
晶分子６３が、図１６に断面図を示すように、柱状スペ
ーサ５４との間で分子間引力を受けて配向方向が乱れ
る。このとき、柱状スペーサ５４の周囲を通過する光６
７が、前述の垂直配向からずれた液晶分子６３により複
屈折を起こして光の偏光方向が一部回転され、この光６
７の一部が検光板５７を通過して光漏れ６８が発生す
る。
【００２０】このため、液晶ライトバルブ装置として
は、全黒表示を完全に沈ませることができず、結果とし
てコントラストを大幅に低下させる原因となっており、
この対策が求められていた。
【００２１】ところで、この反射型液晶ライトバルブ装
置は、その他の構成として、ネガ型液晶を用いることに
より、両電極５５，６０間に電圧が印加されないときに
液晶分子が基板に垂直に配向する構成をとり、また偏光
板５６や検光板５７の代わりに偏光ビームスプリッタ
（ＰＢＳ）を用いて構成することができる。
【００２２】このＰＢＳは、入射光のうちある偏光成分
のみ反射し、他の成分は通過するという機能を有してお
り、図１８に反射型液晶ライトバルブ装置を用いて構成
した光学系の概略図を示すように、液晶ライトバルブ装
置２５と光源２４及び投射光学系２２の３者の間に配置
される。この状態で、液晶層を挟む両電極５５，６０
（図１６参照）間に電圧を印加した場合について説明す
る。即ち光源２４から照明光学系２８を通過した光は、
さらにＰＢＳ２３を経ることにより直線偏光例えば図中
紙面に垂直な偏光方向の光となって、液晶ライトバルブ
装置２５へ照射され、液晶層５８へ入る。このとき液晶
層５８の液晶分子５９（図１６参照）は図示しないが電
圧印加によって垂直配向から基板面に平行な方向に傾い
ている。
【００２３】このとき、入射光は液晶層５８内部を通過
し画素面で反射されて、或いは光書き込み方式ではその
上層に設けられる誘電体反射膜等の反射膜で反射され
て、再度液晶層５８を通過するが、この間に液晶分子５
９が傾いているために複屈折性の影響を受けて、直線偏
光である入射光とは異なる偏光状態の出射光例えば図中
紙面に垂直な方向の成分と左右方向の成分とを有する光
が出てくる。この光が再度ＰＢＳ２３に入ったときに、
この偏光成分の変化した光成分３１即ち例えば左右方向
の成分のみがＰＢＳ２３を通過し、投射光学系２２を通
過して、最後に投影スクリーン２１に導かれる。
【００２４】一方、両電極に電圧を印加しない場合は、
液晶分子は垂直配向のままであるため、入射光は直線偏
光のまま液晶ライトバルブ装置２５内で反射され、液晶
ライトバルブ装置２５を抜けた後ＰＢＳ２３に戻るが、
液晶層５８内で前述の複屈折性の影響を受けない。この
ため、入射光の直線偏光の方向が変わっていないので、
そのまま光源２４側に戻され、投射光学系２２に入る光
がないため黒表示となる。これをノーマリーブラックモ
ードと称する。
【００２５】このとき、柱状スペーサ５４の周囲の液晶
分子と、この柱状スペーサ５４との間で分子間引力が働
くことによって、本来の液晶の配向である垂直配向から
基板５１，５２に平行な水平方向に傾くようになると、
この領域を通過する光、例えば直線偏光の光に対して液
晶層の複屈折性が働き、液晶層５８を往復して液晶ライ
トバルブ装置２５を出る段階には偏光が変化した状態に
なり、この光がＰＢＳ２３に入った際に、本来の直線偏
光と異なる成分の光がＰＢＳ２３を抜けて投射光学系２
２を経てスクリーン２１に投射され、前述のノーマリー
ホワイトモードの構成と同様に、いわゆる光漏れを起こ
すこととなる。即ち、本来全黒となるスクリーン２１上
の画面において、柱状スペーサ５４の周囲が光り、最大
輝度に対する全黒のコントラスト比が低下し、映像の品
質が低下することとなる。
【００２６】この問題は、画素電極間を詰めて無効領域
を低減することによって光利用効率の向上を図った反射
型液晶ライトバルブ装置において、垂直配向を得るため
の規制力を配向膜から受け、この規制力が電界には依ら
ない場合に、特に顕著に現れる。
【００２７】従って、ノーマリーホワイトモードの構成
であっても、ノーマリーブラックモードの構成であって
も、いずれも柱状スペーサ付近の液晶分子の配向の乱れ
に起因して光漏れを生じる問題がある。
【００２８】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、液晶層の間隔を一定にするために設けられる柱
状スペーサの周囲で配向が崩れた液晶分子によって光漏
れが発生する問題に対して、この光漏れを防ぐと同時
に、製造工程を可能な限り簡略化して、かつ再現性よく
形成し、コントラストが高く高画質であり、また生産性
や歩留まりが高く、製造コストを低減して生産可能な液
晶ライトバルブ装置を提供するものである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶ライトバル
ブ装置は、少なくとも第１の基体上に機能素子と配向膜
とを形成した第１の基板と、この第１の基板に対向して
配され第２の基体上に対向電極と配向膜を形成した第２
の基板と、これら第１及び第２の基板間の所定の位置に
設けられたスペーサと、第１及び第２の基板間に充填さ
れた液晶層とを有し、スペーサの第２の基板側の端部よ
り入射光側に遮光領域が設けられ、スペーサの入射光の
光軸方向の高さの少なくとも一部における入射光の光軸
と垂直な断面を光軸と平行に遮光領域へ射影して成る２
次元形状の外周の少なくとも一部が遮光領域に内包され
て成るものである。
【００３０】上述の本発明の構成によれば、スペーサの
第２の基板側の端部より入射光側に、スペーサの入射光
の光軸方向の高さの少なくとも一部における入射光の光
軸と垂直な断面を光軸と平行に射影して成る２次元形状
の外周の少なくとも一部が内包された構成の遮光領域、
即ち柱状スペーサの断面より略大なる遮光領域が形成さ
れているため、この遮光領域によってスペーサの周囲に
存在する液晶分子の配向が乱れた領域を通過する光を遮
ることができる。これにより、読み出し光としての漏れ
光を出射させないので、全黒の浮きを防止することがで
きる。
【００３１】
【発明の実施の形態】本発明は、少なくとも第１の基体
上に機能素子と配向膜とを形成した第１の基板と、第１
の基板に対向して配され第２の基体上に対向電極と配向
膜を形成した第２の基板と、第１の基板及び第２の基板
間の所定の位置に設けられたスペーサと、第１の基板及
び第２の基板間に充填された液晶層とを有し、スペーサ
の第２の基板側の端部より入射光側に遮光領域が設けら
れ、スペーサの入射光の光軸方向の高さの少なくとも一
部における入射光の光軸と垂直な断面を光軸と平行に遮
光領域へ射影して成る２次元形状の外周の少なくとも一
部が遮光領域に内包されて成る液晶ライトバルブ装置で
ある。
【００３２】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、入射光の光軸方向が、第２の基板の配向膜が
液晶層に接する面を平均化した平面に対して垂直な方向
である構成とする。
【００３３】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、スペーサの断面を射影した２次元形状の外周
のうち、遮光領域に内包されない部分が全外周長の５０
％未満であり、かつスペーサの断面を射影した２次元形
状が遮光領域外となる領域がスペーサの入射光の光軸方
向の高さのうちの５０％未満の範囲とされた構成とす
る。
【００３４】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、スペーサの入射光の光軸方向の全領域にわた
って、スペーサの断面を射影した２次元形状の外周の少
なくとも一部が遮光領域に内包されて成る構成とする。
【００３５】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、２次元形状の外周のうち、遮光領域に内包さ
れない部分が全外周長の５０％未満とされた構成とす
る。
【００３６】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、スペーサの入射光の光軸方向の高さの少なく
とも一部の領域において、スペーサの断面を射影した２
次元形状が遮光領域に全て内包されて成る構成とする。
【００３７】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、２次元形状が遮光領域に内包されない部分を
有する領域が、スペーサの全高さのうちの５０％未満と
された構成とする。
【００３８】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、スペーサの入射光の光軸方向の高さの全領域
において、スペーサの断面を射影した２次元形状が遮光
領域に全て内包されて成る構成とする。
【００３９】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、スペーサの第１の基板上に接する側の面の少
なくとも一部が、第１の基板面上の画素電極間にある構
成とする。
【００４０】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、機能素子が各画素の光透過度を電気的に調弁
することが可能な構成とされ、第１の基板側から注入さ
れた読み出し光が、第２の基板を通して変調されて透過
放出される透過型の液晶ライトバルブ装置を構成する。
【００４１】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、機能素子が外部端子から個別に電圧を与える
ことによって各画素の入射光に対する反射率を変更する
ことが可能な構成とされ、第２の基板の外側から注入さ
れた読み出し光が、反射率の変更により第１の基板で反
射される際に変調されて第２の基板を通して放出される
反射型の液晶ライトバルブ装置を構成する。
【００４２】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、機能素子が第１の基板の裏面の画素領域に形
成された光導電層に光書き込みを行うことにより光導電
層の特性が変化する構成とされ、第２の基板の外側から
注入された読み出し光が、光導電層の特性の変化により
第１の基板で反射される際に変調されて第２の基板を通
して放出される反射型の液晶ライトバルブ装置を構成す
る。
【００４３】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、遮光領域を光不透過性の光反射材料により形
成する構成とする。
【００４４】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、遮光領域を誘電体反射膜により形成する構成
とする。
【００４５】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、誘電体反射膜を屈折率が異なる２層の光透過
性の膜を入射光の波長の１／４の厚さで積層して形成す
る構成とする。
【００４６】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、遮光領域を光不透過性の光吸収材料により形
成する構成とする。
【００４７】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、遮光領域を光吸収材料上に光透過膜を積層し
て形成する構成とする。
【００４８】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、光透過膜を屈折率の異なる２層の膜を入射光
の波長の１／４の厚さで積層して形成する構成とする。
【００４９】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、遮光領域を光吸収材料上に光反射性材料を積
層して形成する構成とする。
【００５０】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、遮光領域を光吸収材料上に光反射性材料及び
誘電体反射膜を積層して形成する構成とする。
【００５１】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、遮光領域を光を散乱する材料を有して形成す
る構成とする。
【００５２】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、スペーサが、円形、楕円形、菱形のいずれか
の断面形状を有するか、もしくはこれらの形状の断面を
有する構造を複数積み重ねて成る構成とする。
【００５３】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、スペーサと遮光領域とが同一材料で形成され
た構成とする。
【００５４】また本発明は、上記液晶ライトバルブ装置
において、スペーサと遮光領域とが同一材料で一体化し
て形成された構成とする。
【００５５】本発明の具体的な実施の形態の説明に先立
ち、本発明の概要について説明する。本発明において
は、上述の柱状スペーサの周囲の配向が乱れた液晶分子
に起因する光漏れを抑制する目的で、柱状スペーサの入
射光側に、柱状スペーサの断面より略大きい断面を有す
る遮光領域を形成する。
【００５６】遮光領域は、液晶ライトバルブ装置への入
射光を透過させない材料を用い、例えば板状に形成す
る。そして、柱状スペーサの入射光の光軸方向に垂直な
断面を光軸方向に平行に、この遮光領域に射影した２次
元形状について、その大部分が遮光領域に内包されるよ
うに構成する。
【００５７】ここで、スペーサの断面が全周にわたり遮
光領域に内包される構成とすると、入射光が配向の乱れ
た液晶分子付近を全く通過しないため、最も効果的に光
漏れを抑制することができるので好ましい。
【００５８】しかしながら、スペーサの一部が遮光領域
に内包されていなくても、残りの大部分が、即ち例えば
後述するようにスペーサの断面の全周の５０％以上或い
はスペーサの全高さの５０％以上の領域が、遮光領域に
内包されている構成とすれば、光漏れを大きく抑制する
効果を得ることができ、コントラストを高くすることが
できる。
【００５９】続いて、本発明の具体的な実施の形態を説
明する。図１は本発明の液晶ライトバルブ装置の一実施
の形態の要部の概略断面図を示す。この図１に示す実施
の形態は、アクティブマトリクス方式の反射型の液晶ラ
イトバルブ装置に適用した場合を示す。
【００６０】この液晶ライトバルブ装置は、例えばガラ
スで構成される第１の基体１上に、機能素子として画素
毎に分割され画素電極となる電極層５及びこの電極層５
を覆って全面的に誘電体反射膜２０が形成され、この誘
電体反射膜２０上に配向膜１１が形成されて第１の基板
３が構成されている。さらに、この配向膜１１上に柱状
のスペーサ８が形成されている。
【００６１】また、例えばガラスで構成される第２の基
体２は対向電極となる電極層１０及びこの電極層１０を
含んで全面的に覆う配向膜１２が形成されて第２の基板
４が構成されている。
【００６２】そして、図１５に示した従来の場合と同様
の斜視図を図２に示すように、第１の基板３及び第２の
基板４の各配向膜１１，１２同士を互いに対向させて、
これを真空下におき、画素間即ち画素電極５間に配置さ
れた柱状のスペーサ８により両基板３，４間の間隔を所
定の間隔に保持した状態で液晶を注入する。その後、周
囲を封止することにより液晶層１６が形成されて液晶ラ
イトバルブ装置が構成される。
【００６３】第１の基体１上の電極層（画素電極）５
は、第１の基体１上に各画素に対応して選択的に形成さ
れた例えば格子状パターンに形成される。
【００６４】誘電体反射膜２０は、通常の多層構造によ
るいわゆる誘電体ミラーによって構成することができ、
この上に形成する配向膜１１も、通常の構成によること
ができる。
【００６５】機能素子を構成する第１の基板３の電極層
（画素電極）５は、外部端子からＴＦＴ（薄膜トランジ
スタ）等のスイッチング素子を介して個別に電圧を与え
ることによって各画素の入射光に対する反射率を変更す
ることが可能な構成とされる。そして、この構成により
第２の基板４の外側から注入された読み出し光（入射
光）１４が、液晶層１６を通過し（図１中１５）、上述
の反射率の変更により第１の基板３の誘電体反射膜２０
において反射される際に変調されて、これが第２の基板
４を通して放出（図１中１９）される。即ちアクティブ
マトリクス方式の反射型液晶ライトバルブ装置を構成す
る。
【００６６】尚、第１の基板３の上に形成される柱状の
スペーサ８は、通常用いられる材料例えば樹脂等の材料
により形成することができる。このように柱状に形成す
ることが可能であれば特に材料は限定されない。
【００６７】また、図２ではスペーサ８の断面形状が四
角形となっているが、その他の断面形状、例えば円形、
楕円形、菱形のいずれかの断面形状もしくはこれらの形
状の断面を有する構造を複数積み重ねてスペーサ８を構
成することができる。
【００６８】そして、本実施の形態においては、特に柱
状のスペーサ８の入射光側即ち第２の基板４側に、前述
の遮光領域として遮光板材１８を設ける。
【００６９】この遮光板材１８の材料としては、例えば
Ｃｒ，Ｗ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｔｉ等の金属膜を用いる
ことができる。
【００７０】また、本実施の形態において、この遮光板
材１８は、図１に示すようにスペーサ８の入射光１４の
光軸方向（この場合は第２の基板４に垂直な方向）と垂
直な断面を光軸方向と平行に射影して成る２次元形状が
多くの領域で遮光板材１８の内包されているが、上述の
２次元形状の一部が遮光板材１８に内包されない状態と
なっている。即ち、図１中左のスペーサ８では第１の基
板３側の配向膜１１に接する部分、右のスペーサ８では
右側中央及び左側の上から１／４の高さ付近が遮光板材
１８に内包されていない。
【００７１】このとき、スペーサ８の遮光板材１８の外
側にはみ出た部分の近傍における液晶分子９の配向が垂
直からずれた領域を、直線偏光が通過することにより、
その偏光方向が回転し、前述の光漏れによる全黒の浮き
が生じることが懸念される。
【００７２】しかし、遮光板材１８の外側にはみ出た部
分の外周が、スペーサ８の断面の全外周長の５０％未満
であり、かつこの遮光板材１８の外側にはみ出た部分の
高さ分布が、スペーサ８の全高さの５０％未満に抑えら
れていれば、特にコントラスト比の点から全黒の浮きと
しては無視しうる程度に抑制することができる。
【００７３】尚、本実施の形態では、遮光領域１８を第
２の基板４の配向膜１２と柱状のスペーサ８との間に形
成したが、さらに入射光側、即ち配向膜１２と電極層
（対向電極）１０との間、電極層（対向電極）１０と第
２の基体２との間、第２の基体２中、或いは第２の基体
２の表面に設けても同様の効果を得ることができる。
【００７４】この反射型液晶ライトバルブ装置を用いた
光学系の概略構成図を図３Ａに示す。また、図３Ａの光
学系における光の偏光の変化を図３Ｂを用いて示す。図
３Ａに示すように、光源２４と液晶ライトバルブ装置２
５と投射光学系２２との間に、偏光ビームスプリッタ
（ＰＢＳ）２３を配置して構成する。そして、光源２４
からの光を、レンズ等による照明光学系２８を通してＰ
ＢＳ２３に入射させると、ＰＢＳ２３内で反射されて液
晶ライトバルブ装置２５に入射する。液晶ライトバルブ
装置２５内で反射された光は、ＰＢＳ２３内で反射され
光源２４側に戻るが、一部の光がＰＢＳ２３内を透過す
る。そしてＰＢＳ２３内を透過した光が投射光学系２２
を経てスクリーン２１に投射される。
【００７５】そして、この光学系において、図３Ｂに示
すように、まず光源からの光が照明光学系２８で平行光
とされた後、ＰＢＳ２３で反射される際に直線偏光（図
３Ｂでは紙面に垂直な方向）となって液晶ライトバルブ
装置２５に入射する。液晶ライトバルブ装置２５内で
は、第２の基板４、液晶層１６を通過して、第１の基板
３の誘電体反射膜２０で反射される。そして再び液晶層
１６を通過して、第２の基板４から放出される。
【００７６】このとき、液晶分子９が基板３，４に垂直
な方向に配向している場合には、偏光方向が回転され
ず、元の偏光方向の直線偏光（図３Ｂでは紙面に垂直な
方向）のまま放出される。従って、ＰＢＳ２３に再度入
射した際に、全て反射されて光源２４側に戻される。こ
れによりスクリーン２１には光が到達しないため、全黒
を実現することができる。
【００７７】一方、液晶分子９が基板３，４に垂直な方
向から傾いた方向に配向している場合には、偏光方向が
回転されて、元の偏光方向から変化した直線偏光とな
り、例えば図３Ｂでは紙面に垂直な方向の成分と左右方
向の成分とを有する偏光となって放出される。このよう
な偏光がＰＢＳ２３に再度入射すると、紙面に垂直な方
向の成分はＰＢＳで反射されて光源側２４に戻るが、左
右方向の成分はＰＢＳ２３を透過して投射光学系２８に
向かう。これによってスクリーン２１へ投射がなされ、
スクリーン２１に投射された光による画像が表示され
る。
【００７８】即ちノーマリーホワイトモードの構成では
電圧を与えない状態で、またノーマリーブラックモード
の構成では電圧を与えた状態で、液晶分子９が基板３，
４に垂直な方向から傾いた方向に配向するので、上述の
ようにスクリーン２１に画像が表示される。
【００７９】また、前述のように本来液晶分子が基板
３，４に垂直な方向に配向している場合に、スペーサ８
の周囲の液晶分子１３が基板３，４に垂直な方向から傾
いた方向に配向が乱れることにより、この液晶分子１３
の配向が乱れた領域の液晶層１６を通過する光１５の偏
光方向が回転してしまい、上述の画像を表示するときと
同様に図３Ｂにおける左右方向の成分を生じる。そし
て、この左右方向の成分がＰＢＳ２３を透過することに
起因して前述の全黒の浮き即ち全黒状態における光漏れ
を生じる。
【００８０】従って、本実施の形態の遮光板材１８によ
り、液晶分子１３の配向が乱れた領域を通過する光１５
を遮ってしまえば、図３Ｂにおける左右方向の成分の発
生を抑制して、その結果光漏れを抑制することができ
る。
【００８１】また、本実施の形態における液晶ライトバ
ルブ装置は、例えば次のようにして製造することができ
る。まず、図４Ａに示すように、例えばガラスで構成さ
れた第１の基体１上に画素電極となる電極層５を例えば
選択的に形成して画素毎にマトリクス上に形成する。さ
らに、この電極層５の上に反射膜として例えば誘電体反
射膜２０等及び配向膜１１を順次形成して第１の基板３
を形成する。
【００８２】次に、図４Ｂに示すように、第１の基板３
の配向膜１１上に、さらに例えば樹脂等によりスペーサ
８を形成し、このスペーサ８の上に更に例えばＣｒ，
Ｗ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｔｉ等の金属膜による遮光板材
１８を形成する。
【００８３】次に、図４Ｃに示すように、図示しないが
レジストパターンをマスクとして、遮光板材１８とスペ
ーサ８とを連続エッチングした後、更に選択的にスペー
サ８をサイドエッチする。これにより、スペーサ８の断
面を遮光板材１８より小さくすることが可能となる。
【００８４】尚、このときの連続エッチング及びサイド
エッチの状態により、図１のようにスペーサ８の一部が
遮光板材１８からはみだして形成されることがある。
【００８５】そして、図５Ｄに示すように、例えばガラ
スで構成された第２の基体２上に電極層１０と配向膜１
２とを連続形成した第２の基板４を、スペーサ８が形成
された第１の基板３上にスペーサ８の最上部上の遮光板
材１８を介して接続すると同時に押圧を行う。
【００８６】最後に、この状態で図５Ｅに示すように、
例えば真空中にて液晶を注入することにより、液晶分子
９が充填された液晶層１６を形成し、反射型の液晶ライ
トバルブ装置を作製することができる。尚、このときス
ペーサ８近傍の液晶分子１３は前述のように配向が乱れ
る。
【００８７】上述の本実施の形態の液晶ライトバルブ装
置によれば、スペーサ８の入射光側に遮光板材１８を形
成し、スペーサ８の全高さの５０％以上で遮光板材１８
に内包されるように形成することにより、図１６に示し
たように遮光板材１８を設けない場合と比較して、スペ
ーサ８の近傍で配向の乱れた液晶分子１３を通過する入
射光を少なくすることができる。
【００８８】これにより、入射光１４が配向の乱れた液
晶分子１３を通過することに起因する前述の光漏れを抑
制することができる。即ち全黒の浮きを抑制し、コント
ラストを向上して、画質の向上を図ることができる。
【００８９】また、遮光板材１８を形成することにより
付加される工程が少なく、前述の連続エッチング等によ
り遮光板材１８を再現性よく形成することができる。従
って、液晶ライトバルブ装置の歩留まりの向上や製造コ
ストの低減を実現することができる。
【００９０】図６に本発明の液晶ライトバルブ装置の他
の実施の形態の要部の概略断面図を示す。本実施の形態
では、柱状のスペーサ８のうち、遮光板材１８から成る
遮光領域に内包されない領域が、スペーサ８の全高さ即
ち入射光の光軸方向の全領域にわたり形成されている構
造である場合を示す。言い換えれば、スペーサ８の光軸
方向に垂直な断面を遮光板材１８に射影した前述の２次
元形状の外周のうち、一部が入射光の光軸方向の全領域
にわたって遮光板材１８に内包されている構成である。
【００９１】即ち図６中２本のスペーサ８について、い
ずれも右側の端部が全高さにわたって遮光板材１８から
はみ出している。
【００９２】従って、スペーサ８の右端部近傍におい
て、配向の乱れた液晶分子１３付近を入射光が通過す
る。即ち、ここを通過する直線偏光の偏光方向が回転
し、スクリーンに投影される光による全黒の浮きが発生
することが懸念される。
【００９３】そこで、本実施の形態においては、遮光板
材１８からはみ出した部分のスペーサ８の周囲長を、ス
ペーサ８の断面の全周囲長の５０％未満とすることによ
り、結果としてスクリーン上でのコントラストの観点か
ら、全黒の浮きとして無視しうるレベルに抑制する。
【００９４】その他の構成は先に図１に示した実施の形
態と同様であるので、同一符号を付して重複説明を省略
する。以下の実施の形態についても同様に重複説明を省
略する。
【００９５】次に、図７に本発明の液晶ライトバルブ装
置のさらに他の実施の形態の要部の概略断面図を示す。
本実施の形態では、柱状のスペーサ８のうち一部が、断
面の全周にわたり遮光板材１８からはみ出して形成され
ている構造である場合を示す。言い換えれば、スペーサ
８の入射光の光軸方向の高さの一部の領域において、ス
ペーサ８の光軸方向に垂直な断面を射影した前述の２次
元形状が遮光板材１８に全て内包されて成る構成とす
る。
【００９６】即ち図中２本のスペーサ８について、いず
れも第１の基板１側の配向膜１１に接する部分（下端
部）が全周にわたって遮光板材１８からはみ出してい
て、そのスペーサ８の他の部分では全周にわたって遮光
板材１８に内包されている。
【００９７】従って、スペーサ８の下端部近傍におい
て、配向の乱れた液晶分子１３付近を入射光が通過す
る。即ち、この領域を通過する直線偏光の偏光方向が回
転し、スクリーンに投影される光による全黒の浮きが発
生することが懸念される。
【００９８】そこで、本実施の形態においては、スペー
サ８が、その高さ方向の５０％以上の領域で遮光板材１
８に内包され、遮光板材１８からスペーサ８が一部又は
全周にわたりはみ出した状態の部分を高さ方向の５０％
未満とすることにより、結果としてスクリーン上でのコ
ントラストの観点から、全黒の浮きとして無視しうるレ
ベルに抑制する。
【００９９】次に、図８に本発明の液晶ライトバルブ装
置のさらに他の実施の形態の要部の概略断面図を示す。
本実施の形態の液晶ライトバルブ装置では、柱状のスペ
ーサ８が全高さにわたり、遮光板材１８に内包されてい
る構造である場合を示す。
【０１００】この場合には、スペーサ８が全高さにわた
って遮光板材１８に内包されているため、スペーサ８の
側面で液晶の配向が乱れることで直線偏光が回転する影
響を完全に防止することができ、完全な全黒を実現する
ことができる。これにより、スクリーンに投射された像
のコントラストの観点で最も理想的な状況が実現でき
る。
【０１０１】上述の各実施の形態においては、反射型の
液晶ライトバルブ装置に適用した場合であったが、透過
型の液晶ライトバルブ装置にも同様に本発明を適用する
ことができる。図９に本発明の液晶ライトバルブ装置の
別の実施の形態の要部の概略断面図を示す。本実施の形
態の液晶ライトバルブ装置では、反射型の液晶ライトバ
ルブ装置で形成していた誘電体反射膜２０を設けずに、
画素電極となる電極層５上に直接配向膜１１を形成して
構成する。
【０１０２】そして、第２の基体２に光が入射する面側
及び第１の基体１から光が出射される側に２枚の偏光
板、即ち第２の基体２上に設けた偏光板６と第１の基体
１の裏面に設けた検光板７とを互いに直交するように、
いわゆるクロスニコルの状態に形成する。
【０１０３】また、本実施の形態では、スペーサ８の第
１の基板３に接する側の面が、第１の基板３面上の画素
電極５間にあり、スペーサ８は配向膜１１のみを介して
第１の基体１に接続されている。
【０１０４】機能素子を構成する電極層（画素電極）５
は、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を介して電圧を
印加することにより各画素の光透過度を電気的に調弁す
ることが可能な構成とされる。
【０１０５】そして、この構成により第２の基板４の外
側から注入された読み出し光（入射光）１４が、液晶層
１６を通過し（図９中１５）、上述の光透過度の調弁に
より第１の基板３を透過する際に変調されて、これが第
１の基板３を通して放出される。即ちアクティブマトリ
クス方式の透過型液晶ライトバルブ装置を構成する。
【０１０６】その他の構成は、前述の反射型の場合の実
施の形態と同様であるので、同一符号を付して重複説明
を省略する。
【０１０７】本実施の形態の液晶ライトバルブ装置によ
れば、前述の反射型の場合と同様に、透過型液晶ライト
バルブ装置においても、遮光板材１８により入射光１４
を遮って、スペーサ８の周囲の配向の乱れた液晶分子１
３付近を入射光が通過しないようにすることができ、前
述の光漏れを抑制することができる。
【０１０８】本発明は、光書き込み方式の反射型液晶ラ
イトバルブ装置にも適用することができる。その場合を
次に示す。図１０に本発明の液晶ライトバルブ装置のさ
らに別の実施の形態の要部の概略断面図を示す。
【０１０９】本実施の形態においては、例えばガラスで
構成された第１の基体１上に電極層４０が形成され、こ
の上に光導電層２７が形成され、更にこの上に誘電体反
射膜２０が積層され、この表面に配向膜１１が形成され
て第１の基板３が構成されている。そして、この配向膜
１１上に上述の各実施の形態と同様に柱状のスペーサ８
が形成されて成る。一方、例えばガラスで構成された第
２の基体２の上に、同様に電極層（対向電極）１０およ
び配向膜１２が形成されて第２の基板４が構成される。
【０１１０】そして、これら第１及び第２の基板３，４
が、その配向膜１１，１２同士を対向させて押圧され、
これらの間に液晶が注入されて液晶分子９が充填された
液晶層１６が形成されて液晶ライトバルブ装置を構成し
ている。
【０１１１】また、本実施の形態では、図８と同様に、
スペーサ８が全高さにわたって遮光板材１８に内包され
るように形成されている。
【０１１２】そして、光導電層２７は、例えば厚く、連
続的で、均質な非晶質シリコン等によって形成すること
ができる。
【０１１３】第１の基板３の画素領域に形成された、機
能素子を構成する光導電層２７は、第１の基板３の裏面
側即ち第１の基体１の外側から光書き込みを行うことに
より、この光導電層２７の特性が変化する構成とされ
る。
【０１１４】そして、この構成により第２の基板４の外
側から注入された読み出し光（入射光）１４が、液晶層
を通過し（図１中１５）、上述の光導電層２７の特性の
変化により第１の基板３の誘電体反射膜２０において反
射される際に変調されて、これが第２の基板４を通して
放出（図１中１９）される。即ち光書き込み方式の反射
型液晶ライトバルブ装置を構成する。
【０１１５】本実施の形態においても、前述のアクティ
ブマトリクス方式の反射型の各実施の形態と同様に、遮
光板材１８により入射光１４を遮って、スペーサ８の周
囲の配向の乱れた液晶分子１３付近を入射光が通過しな
いようにすることができ、前述の光漏れを抑制すること
ができる。
【０１１６】本実施の形態の光書き込み方式の反射型液
晶ライトバルブ装置を用いた光学系を図１１に示す。図
１１に示すように、液晶ライトバルブ装置２５の裏面側
に書き込み光の光源としてＣＲＴ２６を配置する。その
他の構成は図３Ａに示した光学系と同様である。
【０１１７】光源２４から出射された光は、例えば照明
光学系２８で平行光線とされ、ＰＢＳ２３に入射し、こ
こで直線偏光となって液晶ライトバルブ装置２５へ入射
する。この状態で、液晶ライトバルブ装置２５の裏面、
即ち第１の基体１側から例えばＣＲＴ２６等の光源によ
り光書き込みを行うと、この書き込み光が光導電層２７
の領域に入り、この光の入射した領域の光導電層２７の
抵抗値が下がることで液晶層１６に電圧が印加される。
【０１１８】これにより液晶分子９が垂直に配向され
て、前述の図３に示したアクティブマトリクス方式の場
合と同様に、第２の基体２に入射した直線偏光の光がＰ
ＢＳ２３で反射されて光源２４に戻り、スクリーン２１
には全黒が実現できる。
【０１１９】ところで、上述の各実施の形態では、遮光
領域を例えば金属層等により形成した遮光板材１８によ
って構成したが、その他の構成を採用することもでき
る。次に、この遮光領域の他の構成について説明する。
【０１２０】投射型のディスプレイの輝度をより高くす
る目的で、液晶ライトバルブ装置への入射光のパワーは
ますます大きくなる傾向にある。そこで、遮光領域で光
を反射する際には、可能な限り反射率を高くし、液晶ラ
イトバルブ装置の特に液晶の特性を悪化させるデバイス
への蓄熱を極力防止できる材料、構成を採用するべきで
ある。従って、遮光領域での反射をより大きくし、吸収
をより少なく抑える必要があり、これにより特性の変動
や劣化を防止することができる。
【０１２１】即ち、遮光領域の他の形態として、光反射
性材料例えば金属反射膜又は屈折率の異なる２種の誘電
体を概ね１／４λ（λは入射光の波長）で交互に積層し
た誘電体反射膜等によって遮光領域を形成する。或いは
これらを組み合わせた構造即ち金属膜上に誘電体反射膜
を積層した構造によって遮光領域を形成する。
【０１２２】これにより、金属反射膜や誘電体反射膜等
の光反射性材料によって入射光を反射し、入射光を吸収
しないように遮光領域を構成することができ、液晶ライ
トバルブ装置への蓄熱による特性の変動等を防止するこ
とができる。
【０１２３】また、遮光領域のその他の形態として、遮
光領域で光を積極的に吸収してＰＢＳに戻さない構成を
採ることができる。この場合には、液晶ライトバルブ装
置への蓄熱が懸念されるが、これに対して例えば反射型
の液晶ライトバルブ装置であれば、その周囲や底面に接
して例えばペルチエ効果を用いた冷却装置を設ければよ
い。
【０１２４】そして、上述の光の吸収のためには、光吸
収材料の膜例えば黒色のカーボン膜等や、カーボン等の
光吸収材料上に光透過膜を積層した積層膜により遮光領
域を形成する。
【０１２５】尚、この構成において、光透過膜を屈折率
の異なる２層の膜を概ね１／４λ（λは入射光の波長）
で交互に積層した積層膜で形成してもよい。
【０１２６】また、遮光領域のさらに他の形態として、
遮光領域を光を散乱する材料で構成して、遮光領域にお
いて入射光を散乱させることにより、その光強度を著し
く弱めてＰＢＳに戻す方法を採ることもでき、この場合
も同様の効果を得ることができる。
【０１２７】さらに、遮光領域の別の形態として、光入
射側に反射膜、その反対側に吸収膜を形成した積層構造
の遮光板材を採ることができる。これにより、入射光を
より確実に反射することができる。また、遮光板材の端
縁付近に入射して遮光板材の裏面で再度反射した光が第
２の基体を通して出射して、全黒の浮きを生じることが
ないように、この遮光板材の端縁付近に入射した光を遮
光板の裏面の吸収膜で早急に吸収して、より確実に漏れ
光を防止することができる。
【０１２８】尚、この構成において、吸収膜上に反射膜
及び誘電体反射膜を積層して形成してもよい。
【０１２９】次に、図１２に本発明の液晶ライトバルブ
装置のその他の実施の形態の要部の概略断面図を示す。
本実施の形態の液晶ライトバルブ装置では、反射型の液
晶ライトバルブ装置において、スペーサ２９を遮光板材
１８側の断面積が大きく、第１の基板３側の断面積が小
さく形成された逆テーパ形状に形成する。これにより、
特に第１の基板３側で、配向の乱れた液晶分子１３が入
射光から遠ざかることにより、入射光の偏光への影響が
より減少する。従って、全黒の浮きの防止効果がより高
くなる。
【０１３０】同様に、図示しないが第２の基体２及び遮
光板材１８側のスペーサ８の断面積が小さい構造、スペ
ーサ８の中央の断面積が大きく上下端の断面積が小さい
構造や、その反対の構造も採ることができる。またスペ
ーサ８の太さの変化が直線形状以外の曲線形状である構
造も採ることができる。
【０１３１】次に、図１３に本発明の液晶ライトバルブ
装置のその他の実施の形態の要部の概略断面図を示す。
本実施の形態の液晶ライトバルブ装置では、第１の基板
３側に柱状のスペーサ３０を形成した後、対向させる第
２の基板４の温度を例えばスペーサ３０の軟化点以上と
しておくことにより、両基板３，４を押し付けた際にス
ペーサ３０の先端が融けて広がることで、スペーサ３０
の最上部にスペーサ３０と同一材料で形成され、スペー
サ３０の断面が全周にわたり遮光板材１８に内包されて
構成されている。即ち、遮光領域１８をスペーサ３０と
一体として形成するものである。これにより、遮光板材
１８とスペーサとを独立して形成する場合と比較して、
工程数の削減により製造コストを削減することが可能に
なる。
【０１３２】尚、遮光領域１８とスペーサ８とを、同一
材料でそれぞれ別々に形成する構成を採ることもでき
る。この場合も材料費の低減や工程の簡略化が可能にな
る。
【０１３３】尚、上述の各実施の形態においては、入射
光１４が第２の基板４に対して垂直入射する場合につい
て説明したが、入射光が第２の基板に対して斜め方向に
入射し、これに対応して柱状のスペーサも入射光の方向
に対応して斜めに形成されている構成を採用してもよ
い。
【０１３４】即ちこの場合も、スペーサの第２の基板側
の端部より入射光側即ち第２の基板側に遮光領域を設
け、入射光の光軸（この場合では光軸は第２の基板に対
して斜め方向）と垂直な面によるスペーサの断面を光軸
と平行に遮光領域へ射影して成る２次元形状について、
その外周の一部或いは全外周が遮光領域に内包されてい
るように構成すればよい。スペーサの第２の基板側即ち
入射光側に遮光領域を設けることにより、遮光領域で入
射光を遮って、スペーサ近傍で液晶分子の配向が乱れた
領域を入射光が通過することに起因する全黒の浮きを抑
制することができる。
【０１３５】尚、本発明の構成を変形して、柱状スペー
サの第１の基板に接する端部より第１の基体側に遮光領
域を設ける構成も考えられる。しかしながら、この場合
には、いったん配向の乱れた液晶分子付近の領域に光が
入射するので、この領域に入射した光が多少拡がること
を考慮して、遮光領域をやや大きめに形成する必要があ
り、この分各画素の有効領域が狭くなる。また、反射型
では、光漏れを防ぐためには、遮光領域に入射する光が
反射されず全て吸収される構成とする必要がある。即
ち、柱状スペーサの入射光側に遮光領域を設ける本発明
の構成の方が、光漏れの抑制効果を発揮することがで
き、画素の有効領域が広く液晶ライトバルブ装置の特性
に優れている。
【０１３６】本発明の液晶ライトバルブ装置は、上述の
実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を
逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【０１３７】
【発明の効果】上述の本発明による液晶ライトバルブ装
置によれば、柱状のスペーサの入射光側に、スペーサの
断面の大部分を内包するように遮光領域を形成すること
により、柱状スペーサの周囲の配向の乱れた液晶分子へ
の光の入射を遮って、全黒状態における漏れ光を抑制す
ることができる。特に反射型の液晶ライトバルブ装置で
は、上述の構成の遮光領域を形成することにより、入射
光の偏光を変えずに光を反射して、全黒状態における漏
れ光を抑制することができる。
【０１３８】従って本発明により、より完全な全黒をス
クリーンに表示できることにより、全黒に対する画像の
コントラストをより大きくして、画質を向上させること
ができる。
【０１３９】また、遮光領域の形成により付加される工
程が少なく、再現性よく形成できるので、製品の歩留ま
りの向上や製造コストの低減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の反射型液晶ライトバル
ブ装置の要部の概略断面図である。
【図２】図１の液晶ライトバルブ装置の概略を示す斜視
図である。
【図３】Ａ 図１の液晶ライトバルブ装置を用いて構成
した光学系の概略構成図である。Ｂ 図３Ａの光学系に
おける光の偏光の変化を示す図である。
【図４】Ａ〜Ｃ 図１の液晶ライトバルブ装置の製造工
程を示す工程図である。
【図５】Ｄ、Ｅ 図１の液晶ライトバルブ装置の製造工
程を示す工程図である。
【図６】本発明の他の実施の形態の反射型液晶ライトバ
ルブ装置の要部の概略断面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施の形態の反射型液晶ラ
イトバルブ装置の要部の概略断面図である。
【図８】本発明の別の実施の形態の反射型液晶ライトバ
ルブ装置の要部の概略断面図である。
【図９】透過型液晶ライトバルブ装置に適用した本発明
の実施の形態の要部の概略断面図である。
【図１０】光書き込み方式の反射型液晶ライトバルブ装
置に適用した本発明の実施の形態の要部の概略断面図で
ある。
【図１１】図１１の液晶ライトバルブ装置を用いた光学
系の概略構成図である。
【図１２】スペーサをテーパ状に形成した実施の形態の
要部の概略断面図である。
【図１３】スペーサと遮光板材とを一体に形成した実施
の形態の要部の概略断面図である。
【図１４】従来の液晶ライトバルブ装置の斜視図であ
る。
【図１５】柱状スペーサを用いた液晶ライトバルブ装置
の斜視図である。
【図１６】従来の透過型液晶ライトバルブ装置の要部の
概略断面図である。
【図１７】図１６の液晶ライトバルブ装置の動作を示す
模式図である。Ａ 電圧がかかっていない状態を示す。
Ｂ 電圧を印加した状態を示す。
【図１８】反射型液晶ライトバルブ装置を用いて構成し
た光学系の概略図である。
【符号の説明】
１ 第１の基体、２ 第２の基体、３ 第１の基板、４
第２の基板、５ 電極層（画素電極）、６ 偏光板、
７ 検光板、８，２９，３０ （柱状の）スペーサ、９
液晶分子、１０ 電極層（対向電極）、１１，１２
配向膜、１３ 配向の乱れた液晶分子、１４ 入射光、
１６ 液晶層、１８ 遮光板材、２０ 誘電体反射膜、
２１ スクリーン、２２ 投射光学系、２３ ＰＢＳ
（偏光ビームスプリッタ）、２４ 光源、２５ 液晶ラ
イトバルブ装置、２６ ＣＲＴ、２７光導電層、２８
照明光学系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H089 JA06 LA09 LA10 LA16 MA04X NA08 QA15 QA16 2H092 JB11 JB51 NA04 NA25 PA03 PA09

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも第１の基体上に機能素子と配
    向膜とを形成した第１の基板と、 上記第１の基板に対向して配され、第２の基体上に対向
    電極と配向膜を形成した第２の基板と、 上記第１の基板及び上記第２の基板間の所定の位置に設
    けられたスペーサと、 上記第１の基板及び上記第２の基板間に充填された液晶
    層とを有し、 上記スペーサの上記第２の基板側の端部より入射光側に
    遮光領域が設けられ、 上記スペーサの入射光の光軸方向の高さの少なくとも一
    部における入射光の光軸と垂直な断面を光軸と平行に上
    記遮光領域へ射影して成る２次元形状の外周の少なくと
    も一部が上記遮光領域に内包されて成ることを特徴とす
    る液晶ライトバルブ装置。
  2. 【請求項２】 上記入射光の光軸方向が、上記第２の基
    板の上記配向膜が上記液晶層に接する面を平均化した平
    面に対して垂直な方向であることを特徴とする請求項１
    に記載の液晶ライトバルブ装置。
  3. 【請求項３】 上記スペーサの断面を射影した２次元形
    状の外周のうち、上記遮光領域に内包されない部分が全
    外周長の５０％未満であり、かつ上記スペーサの断面を
    射影した２次元形状が上記遮光領域外となる領域が、上
    記スペーサの入射光の光軸方向の高さのうちの５０％未
    満の範囲とされたことを特徴とする請求項１に記載の液
    晶ライトバルブ装置。
  4. 【請求項４】 上記スペーサの上記入射光の光軸方向の
    全領域にわたって、上記スペーサの断面を射影した２次
    元形状の外周の少なくとも一部が上記遮光領域に内包さ
    れて成ることを特徴とする請求項１に記載の液晶ライト
    バルブ装置。
  5. 【請求項５】 上記２次元形状の外周のうち、上記遮光
    領域に内包されない部分が全外周長の５０％未満とされ
    たことを特徴とする請求項４に記載の液晶ライトバルブ
    装置。
  6. 【請求項６】 上記スペーサの入射光の光軸方向の高さ
    の少なくとも一部の領域において、上記スペーサの断面
    を射影した２次元形状が上記遮光領域に全て内包されて
    成ることを特徴とする請求項１に記載の液晶ライトバル
    ブ装置。
  7. 【請求項７】 上記２次元形状が上記遮光領域に内包さ
    れない部分を有する領域が、上記スペーサの全高さのう
    ちの５０％未満とされたことを特徴とする請求項６に記
    載の液晶ライトバルブ装置。
  8. 【請求項８】 上記スペーサの入射光の光軸方向の高さ
    の全領域において、上記スペーサの断面を射影した２次
    元形状が上記遮光領域に全て内包されて成ることを特徴
    とする請求項１に記載の液晶ライトバルブ装置。
  9. 【請求項９】 上記スペーサの上記第１の基板上に接す
    る側の面の少なくとも一部が、上記第１の基板面上の画
    素電極間にあることを特徴とする請求項１に記載の液晶
    ライトバルブ装置。
  10. 【請求項１０】 上記機能素子が各画素の光透過度を電
    気的に調弁することが可能な構成とされ、上記第１の基
    板側から注入された読み出し光が、上記第２の基板を通
    して変調されて透過放出される透過型の液晶ライトバル
    ブ装置が構成されたことを特徴とする請求項１に記載の
    液晶ライトバルブ装置。
  11. 【請求項１１】 上記機能素子が外部端子から個別に電
    圧を与えることによって各画素の上記入射光に対する反
    射率を変更することが可能な構成とされ、上記第２の基
    板の外側から注入された読み出し光が、該反射率の変更
    により上記第１の基板で反射される際に変調されて上記
    第２の基板を通して放出される反射型の液晶ライトバル
    ブ装置が構成されたことを特徴とする請求項１に記載の
    液晶ライトバルブ装置。
  12. 【請求項１２】 上記機能素子が上記第１の基板の裏面
    の画素領域に形成された光導電層に光書き込みを行うこ
    とにより上記光導電層の特性が変化する構成とされ、上
    記第２の基板の外側から注入された読み出し光が、該光
    導電層の特性の変化により上記第１の基板で反射される
    際に変調されて上記第２の基板を通して放出される反射
    型の液晶ライトバルブ装置が構成されたことを特徴とす
    る請求項１に記載の液晶ライトバルブ装置。
  13. 【請求項１３】 上記遮光領域を、光不透過性の光反射
    材料により形成することを特徴とする請求項１に記載の
    液晶ライトバルブ装置。
  14. 【請求項１４】 上記遮光領域を、誘電体反射膜により
    形成することを特徴とする請求項１に記載の液晶ライト
    バルブ装置。
  15. 【請求項１５】 上記誘電体反射膜を、屈折率が異なる
    ２層の光透過性の膜を上記入射光の波長の１／４の厚さ
    で積層して形成することを特徴とする請求項１４に記載
    の液晶ライトバルブ装置。
  16. 【請求項１６】 上記遮光領域を、光不透過性の光吸収
    材料により形成することを特徴とする請求項１に記載の
    液晶ライトバルブ装置。
  17. 【請求項１７】 上記遮光領域を、光吸収材料上に光透
    過膜を積層して形成することを特徴とする請求項１に記
    載の液晶ライトバルブ装置。
  18. 【請求項１８】 上記光透過膜を、屈折率の異なる２層
    の膜を上記入射光の波長の１／４の厚さで積層して形成
    することを特徴とする請求項１７に記載の液晶ライトバ
    ルブ装置。
  19. 【請求項１９】 上記遮光領域を、光吸収材料上に光反
    射性材料を積層して形成することを特徴とする請求項１
    に記載の液晶ライトバルブ装置。
  20. 【請求項２０】 上記遮光領域を、光吸収材料上に光反
    射性材料、及び誘電体反射膜を積層して形成することを
    特徴とする請求項１に記載の液晶ライトバルブ装置。
  21. 【請求項２１】 上記遮光領域を、光を散乱する材料を
    有して形成することを特徴とする請求項１に記載の液晶
    ライトバルブ装置。
  22. 【請求項２２】 上記スペーサが、円形、楕円形、菱形
    のいずれかの断面形状を有するか、もしくはこれらの形
    状の断面を有する構造を複数積み重ねて成ることを特徴
    とする請求項１に記載の液晶ライトバルブ装置。
  23. 【請求項２３】 上記スペーサと上記遮光領域とが同一
    材料で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液
    晶ライトバルブ装置。
  24. 【請求項２４】 上記スペーサと上記遮光領域とが同一
    材料で一体化して形成されたことを特徴とする請求項１
    に記載の液晶ライトバルブ装置。
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