JP2001042339A - 液晶光変調素子 - Google Patents

液晶光変調素子

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JP2001042339A JP11218980A JP21898099A JP2001042339A JP 2001042339 A JP2001042339 A JP 2001042339A JP 11218980 A JP11218980 A JP 11218980A JP 21898099 A JP21898099 A JP 21898099A JP 2001042339 A JP2001042339 A JP 2001042339A
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Masakazu Okada
真和 岡田
Eiji Kido
英二 城戸
Katsuhiko Asai
克彦 浅井
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    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G02F1/13394—Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers regularly patterned on the cell subtrate, e.g. walls, pillars

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一対の基板と該一対の基板間に挟まれた液晶
光変調層とを有しており、複数の画素がマトリクス状に
形成されている液晶光変調素子及びこの液晶光変調素子
の層が複数重ねられている積層型液晶光変調素子であっ
て、解像度を向上させても、素子の生産性の低下を抑制
でき、良好な開口率及び強度を維持することができる液
晶光変調素子及び積層型液晶光変調素子を提供する。 【解決手段】 一対の基板１ａ、１ｂと基板１ａ、１ｂ
間に挟まれた液晶光変調層１０とを有しており、複数の
画素２がマトリクス状に形成されている液晶光変調素子
１００ａであって、液晶光変調層１０は液晶材料１１
と、スペーサ１２と、樹脂構造物１３とを有し、樹脂構
造物１３は各画素２間の行方向の隙間２ａと列方向の隙
間２ｂとが交わる部分に、且つ、各画素２について四つ
のコーナ部分のうち少なくとも一つのコーナ部分には配
置されないようにして規則的に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶光変調素子に関
する。
【０００２】
【従来の技術】液晶光変調素子は光変調機能を有する液
晶材料を含んでおり、該液晶材料に電極から電圧が印加
されることにより該液晶材料の分子配列が変化し、この
分子配列の変化が光のシャッタとして利用される。液晶
光変調素子は、通常、少なくとも一方が透明な二枚の、
電極を有する基板を含み、その二枚の基板間に液晶材料
が配置されている。
【０００３】二枚の基板間に液晶材料が配置された液晶
光変調素子では、その二枚の基板間のギャップが光変調
領域内で均一でないと、表示性能が低下するといった問
題が生じる。従って、いかにして二枚の基板間のギャッ
プを均一に保つかが問題となる。このような液晶光変調
素子を製造する場合、従来からスペーサと呼ばれるギャ
ップ制御材を分散させたシール材をスクリーン印刷等の
方法で光変調領域外の周辺部に塗布し、且つ、スペーサ
を光変調領域内に散布することにより基板間のギャップ
を制御している。
【０００４】ところが、近年の液晶光変調素子の大面積
化、高品質化に伴い、基板間のギャップを基板の全面に
わたって均一に制御することが必要となってきた。しか
し、従来のスペーサを分散させたシール材を光変調領域
外の周辺部に塗布し、スペーサを光変調領域内に散布す
る方法では、基板の中央部と周辺部とでギャップの差異
が生じ易いという問題がある。この問題は強誘電性液晶
を用いた光変調素子やコレステリック（カイラルネマチ
ック）液晶の選択反射を用いた光変調素子において特に
顕著である。すなわち、強誘電性液晶素子では、基板間
のギャップの不均一性により、液晶の配向ムラが生じて
表示性能の低下を招くという問題があり、コレステリッ
ク液晶素子では、基板間のギャップの不均一性により、
例えばマトリクス駆動を行う場合、マトリクス駆動時の
閾値特性が低下して表示ムラを招くという問題がある。
【０００５】以上のような問題を解決する方策として、
特開平１１−１０９３６８号公報は、少なくとも一方が
透明な一対の基板と、該一対の基板間に挟まれた液晶光
変調層とからなる液晶光変調素子において、該液晶光変
調層は光変調を行う液晶材料と、前記基板間のギャップ
を所定の大きさに保つスペーサと、光変調領域内に所定
の配置規則に基づいて配置され前記一対の基板を接着支
持する熱可塑性高分子材料を主成分とする樹脂構造物と
を有する液晶光変調素子を教えている。
【０００６】この液晶光変調素子では、前記樹脂構造物
が前記両基板に強固に接着して両基板間隔が各部で均一
に保たれる。また、素子の生産性を向上させる。このよ
うな構造の液晶光変調素子において、複数の画素がマト
リクス状に形成されている場合、樹脂構造物の配置の規
則としては、液晶光変調素子の開口率の低下を防ぐため
に各画素間に樹脂構造物を配置することが好ましく、液
晶光変調素子の強度を向上させるために全画素の四隅、
すなわち各画素間の行方向の隙間と列方向の隙間とが交
わる部分の全てに樹脂構造物を配置することが好まし
い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、樹脂構
造物を全画素の四隅に配置する構成の液晶光変調素子で
は、次のような問題がある。図１１は従来の液晶光変調
素子の一例の一部の平面図であり、図１１（Ａ）に低解
像度の液晶光変調素子における画素ａと画素間隔ａ１を
示すとともに樹脂構造物ｂの配置規則を示し、図１１
（Ｂ）に高解像度の液晶光変調素子における画素ａ’と
画素間隔ａ２（＜ａ１）を示すとともに樹脂構造物ｂ’
の配置規則を示す。なお、図１１（Ｂ）では、画素間隔
ａ２を図１１（Ａ）に示す画素間隔ａ１と略同じに示し
てあり、これに対し樹脂構造物ｂを相対的に大きく示し
てある。実際は図１１（Ａ）に示す画素間隔ａ１より図
１１（Ｂ）に示す画素間隔ａ２の方が小さく、図１１
（Ａ）に示す画素ａ及び樹脂構造物ｂと図１１（Ｂ）に
示す画素ａ’及び樹脂構造物ｂ’はそれぞれ同じ大きさ
である。
【０００８】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示す液晶
光変調素子では、樹脂構造物が四角形の画素の全ての四
隅に、各画素間に位置するように配置されている。この
ような構成の液晶光変調素子では、高解像度に、高精細
にすると、それに伴い樹脂構造物を高密度に配置しなけ
ればならず、それだけ素子の生産性が低下するという問
題がある。また、高解像度の液晶光変調素子では、図１
１（Ｂ）に示すように、各画素ａ’の間隔が狭くなり、
これに対し樹脂構造物ｂ’が表示部を遮り開口率が低下
するという問題がある。
【０００９】また、かかる液晶光変調素子の層を複数重
ねて得られる積層型の液晶光変調素子についても、同様
の問題がある。そこで本発明は、一対の基板と該一対の
基板間に挟まれた液晶光変調層とを有しており、複数の
画素がマトリクス状に形成されている液晶光変調素子及
びこの液晶光変調素子の層が複数重ねられている積層型
液晶光変調素子であって、解像度を向上させても、素子
の生産性の低下を抑制でき、良好な開口率及び強度を維
持することができる液晶光変調素子及び積層型液晶光変
調素子を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、一対の基板と該一対の基板間に挟まれた液晶
光変調層とを有しており、複数の画素がマトリクス状に
形成されている液晶光変調素子であって、前記液晶光変
調層は光変調を行う液晶材料と、前記一対の基板間のギ
ャップを制御するスペーサと、光変調領域内に配置され
前記一対の基板を支持する樹脂構造物とを有し、前記樹
脂構造物は前記各画素間の行方向の隙間と列方向の隙間
とが交わる部分に、且つ、各画素について複数のコーナ
部分のうち少なくとも一つのコーナ部分には配置されな
いようにして規則的に配置されていることを特徴とする
液晶光変調素子、及び一対の基板と該一対の基板間に挟
まれた液晶光変調層とを有し、複数の画素がマトリクス
状に形成されている液晶光変調素子層を複数積層した積
層型液晶光変調素子であって、前記各液晶光変調素子層
における液晶光変調層は光変調を行う液晶材料と、前記
一対の基板間のギャップを制御するスペーサと、光変調
領域内に配置され前記一対の基板を支持する樹脂構造物
とを有しており、前記各液晶光変調素子層における樹脂
構造物は前記各画素間の行方向の隙間と列方向の隙間と
が交わる部分に、且つ、各画素について複数のコーナ部
分のうち少なくとも一つのコーナ部分には配置されない
ようにして規則的に配置されていることを特徴とする積
層型液晶光変調素子を提供する。
【００１１】本発明に係る液晶光変調素子及び本発明に
係る積層型液晶光変調素子における各液晶光変調素子層
では、一対の基板間に液晶光変調層が挟まれており、複
数の画素がマトリクス状に形成されている。前記液晶光
変調層では、液晶材料が光変調を行い、スペーサが前記
一対の基板間のギャップを制御し、樹脂構造物が前記一
対の基板を支持して光変調領域内において前記各画素間
の行方向の隙間と列方向の隙間とが交わる部分に、且
つ、各画素について複数のコーナ部分のうち少なくとも
一つのコーナ部分には配置されないようにして規則的に
配置されている。
【００１２】既述のとおり、各画素間に樹脂構造物を配
置すると開口率の低下を防ぐことができ、全画素の四
隅、すなわち各画素間の行方向の隙間と列方向の隙間と
が交わる部分の全てに樹脂構造物を配置すると強度を向
上させることができるが、解像度の向上に伴い樹脂構造
物を高密度に配置しなければならず、それだけ素子の生
産性が低下するとともに開口率が低下するという問題が
ある。
【００１３】しかし、本発明に係る液晶光変調素子及び
本発明に係る積層型液晶光変調素子によると、前記樹脂
構造物が前記各画素間の行方向の隙間と列方向の隙間と
が交わる部分に、且つ、各画素について複数の（通常四
つの）コーナ部分のうち少なくとも一つのコーナ部分に
は配置されないようにして規則的に配置されているの
で、解像度を向上させても、前記樹脂構造物の高密度化
を抑制でき、それだけ素子の生産性の低下を抑制できる
とともに素子の良好な開口率を維持することができる。
また、解像度を向上させた状態では各画素間のピッチが
小さくなるので、前記樹脂構造物間の距離が広がりすぎ
ることが抑制され、従って実用上支障のない高い強度を
維持することができる。
【００１４】なお、樹脂構造物は各画素についてみる
と、少なくとも一つのコーナ部分には配置されておら
ず、ある画素ではそのいずれのコーナ部分にも配置され
ていないということも許される。本発明の液晶光変調素
子及び本発明の積層型液晶光変調素子の各液晶光変調素
子層において、前記樹脂構造物の具体的な配置規則とし
ては、例えば、 前記樹脂構造物が前記画素のマトリクス配列方向に平
行なライン上に、且つ、前記画素のマトリクス配列方向
の画素ピッチの整数倍（２倍以上が好ましい）のピッチ
で配置されている場合、及び 前記樹脂構造物が前記画素のマトリクス配列の対角線
方向に平行なライン上に、且つ、前記画素のマトリクス
配列の対角線方向の画素ピッチの整数倍（２倍以上が好
ましい）のピッチで配置されている場合を挙げることが
できる。
【００１５】との配置規則が組み合わさっていても
よい。いずれにしても、本発明の積層型液晶光変調素子
では、積層型液晶光変調素子の光変調面に垂直な方向か
ら見て、前記各液晶光変調素子層における樹脂構造物が
隣り合う液晶光変調素子層間で重なるように配置されて
いてもよいし、積層型液晶光変調素子の光変調面に垂直
な方向から見て、前記各液晶光変調素子層における樹脂
構造物が隣り合う液晶光変調素子層間において互いに位
置がずれるように配置されていてもよい。
【００１６】積層型液晶光変調素子の光変調面に垂直な
方向から見て、前記各液晶光変調素子層における樹脂構
造物が隣り合う液晶光変調素子層間で重なるように配置
されている積層型液晶光変調素子では、該方向から見
て、前記樹脂構造物が各隣り合う液晶光変調素子層間で
重なっているので、積層型液晶光変調素子の開口率が向
上し、且つ、前記樹脂構造物による視野の遮りが小さく
抑えられ、表示品位が向上する。この場合、前記各液晶
光変調素子層において表示面積に対する樹脂構造物の占
める面積の割合が大きい場合に特に有効である。特に、
画素が大きく（すなわち低解像度の素子であって）十分
な素子の強度を得るために樹脂構造物を密に配置する必
要がある場合に有効であり、このような場合にも表示品
位を良好に保つことができる。この積層型液晶光変調素
子において、前記各液晶光変調素子層における画素ピッ
チとしては、画素数と比較して樹脂構造物の数が多い場
合にも表示品位を良好に確保する観点から、３００μｍ
以上を例示できる。
【００１７】積層型液晶光変調素子の光変調面に垂直な
方向から見て、前記各液晶光変調素子層における樹脂構
造物が隣り合う液晶光変調素子層間において互いに位置
がずれるように配置されている積層型液晶光変調素子で
は、各液晶光変調素子層における樹脂構造物の高さのば
らつきが液晶光変調素子層間で互いに緩和し合い、積層
型液晶光変調素子の厚みのばらつきを小さく抑えること
ができ、それだけ該素子の厚みのばらつきに起因する表
示ムラ等を解消できる。また、解像度を向上させても、
表示面積に対する樹脂構造物の占める面積の割合を小さ
くしておけば、樹脂構造物はほとんど目立たず、また前
記液晶光変調素子層が第２層、第３層と深くなるにつれ
て樹脂構造物は手前の素子層に遮られて目立たなくな
る。従って、積層型液晶光変調素子の光変調面に垂直な
方向から見て、前記各液晶光変調素子層における樹脂構
造物が隣り合う液晶光変調素子層間において互いに位置
がずれるように配置されていても、素子全体の強度が損
なわれることなく、良好な表示品位を確保することがで
きる。特に画素が小さく（すなわち高解像度の素子であ
って）十分な表示品位を保つため樹脂構造物を疎らに配
置する必要がある場合に有効であり、このような場合に
も素子の強度を良好に保つことができる。この積層型液
晶光変調素子において、前記各液晶光変調素子層におけ
る画素ピッチとしては、画素数と比較して樹脂構造物の
数が少ない場合の素子強度と表示品位の確保の観点か
ら、３００μｍ以下を例示できる。
【００１８】本発明に係る液晶光変調素子及び本発明に
係る積層型液晶光変調素子における各液晶光変調素子層
における一対の基板は、少なくとも一方が透明な基板で
あるが、かかる透明な基板としては、ガラスからなる基
板の他、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン（Ｐ
ＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート等からなるフレキ
シブル基板等を例示できる。
【００１９】本発明に係る液晶光変調素子及び本発明に
係る積層型液晶光変調素子における各液晶光変調素子層
は反射型素子や光書き込み型素子として用いることがで
きる。この場合には、前記一対の基板のうち一方の基板
は透明である必要はない場合もある。また、基板上には
必要に応じてＩＴＯ（インジウム錫酸化物）に代表され
る透明導電膜の電極やアルミニウム、シリコン等の金属
からなる電極を形成することができ、或いはアモルファ
スシリコン、ＢＳＯ等の光導電性膜などを基板に配し液
晶光変調素子制御用の電極として使用することができ
る。また、これら電極材を基板に配する以外に電極自身
を基板材として用い、基板と電極とを兼ねさせることも
できる。また、電極の構造としては、複数の画素電極と
それに接続する薄膜トランジスタを形成したアクティブ
マトリクス型の電極構造を例示できる。
【００２０】また、電極表面にポリイミドに代表される
液晶材料配向膜を必要に応じて配してもよい。この配向
膜には必要に応じて、ラビング処理を施すことができ
る。こうすることで液晶分子を任意の方向に配列させる
ことが可能である。また、電極表面にガスバリア層、絶
縁層として任意の有機系、無機系の膜を配し、素子の信
頼性を向上させることもできる。
【００２１】本発明に係る液晶光変調素子及び本発明に
係る積層型液晶光変調素子における各液晶光変調素子層
に用いることができる液晶材料としては、ツイステッド
ネマチック型液晶材料、スーパーツイステッドネマチッ
ク型液晶材料、コレステリックネマチック相転移型液晶
材料、可視の選択反射波長を有するコレステリック液晶
等のネマチック液晶材料にカイラル材を添加した液晶材
料、室温でスメクチック相を示す強誘電性液晶材料及び
反強誘電性液晶材料等を例示できる。
【００２２】液晶の複屈折率を利用し、透光・遮光を効
率よく行うために、本発明に係る液晶光変調素子及び本
発明に係る積層型液晶光変調素子の両面に偏光板や位相
差板を配置してもよく、本発明に係る液晶光変調素子を
カラー表示素子として用いる場合には、用途に応じてカ
ラーフィルタや二色性色素等を付加してもよい。本発明
に係る積層型液晶光変調素子では、複数の液晶光変調素
子の層を組み合わせてカラー表示素子としてもよい。
【００２３】本発明に係る液晶光変調素子及び本発明に
係る積層型液晶光変調素子における各液晶光変調素子層
の基板間ギャップ制御用スペーサに用いることができる
スペーサ材としては、ガラスファイバーを微細化したも
の、ボール状の珪酸ガラス、アルミナ粉末等の無機系材
料、或いはジビニルベンゼン系架橋重合体及びポリスチ
レン系架橋重合体等の有機系合成球状粒子を例示でき
る。本発明の場合これらの粒子を乾式散布法、湿式散布
法、ディッピング法、空中付着法等の方法により基板上
に配置する方法や後述する前記樹脂構造物の形成時に同
時に前記スペーサを含有させる方法、さらに前記スペー
サが付着した基板上に前記樹脂構造物を形成し、該樹脂
構造物を圧着する際に前記スペーサを前記樹脂構造物中
に埋め込む方法等を採用できる。なお、大面積の素子を
作製する場合など均一なスペーサ散布が困難なときに
は、前記樹脂構造物形成時に同時に前記スペーサを含有
させる方法が好適である。
【００２４】また、本発明に係る液晶光変調素子及び本
発明に係る積層型液晶光変調素子における各液晶光変調
素子層において光変調領域内に配置される樹脂構造物を
構成する高分子材料としては、使用する液晶材料と化学
的反応を起こさず適度な弾性を有する有機系材料が好適
に使用できる。樹脂構造物に用いることができる材料と
しては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹
脂を例示できる。熱可塑性樹脂としては、例えばポリ塩
化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニ
ル樹脂、ポリメタクリル樹脂、ポリアクリル酸エステル
樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレ
ン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ
素系樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリビニールエ
ーテル樹脂、ポリビニールケトン樹脂、ポリエーテル樹
脂、ポリカーボネート樹脂、塩素化ポリエーテル樹脂、
ポリビニールピロリドン樹脂、飽和ポリエステル樹脂を
挙げることができる。これらのものは複数を組み合わせ
て使用してもよい。熱硬化性樹脂としては、例えばエポ
キシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイ
ミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シリコーン樹脂など
を挙げることができ、また、紫外線硬化性樹脂として
は、例えばアクリル系の樹脂、メタクリル系の樹脂を挙
げることができ、これらを単独又は複数組み合わせて使
用してもよい。もちろん、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹
脂、紫外線硬化性樹脂を組み合わせて使用してもよい。
【００２５】この樹脂構造物は、従来の散布型スペーサ
で見られるような凝集や配列ムラを避けるために所定の
規則で、換言すれば前記各画素間の行方向の隙間と列方
向の隙間とが交わる部分に、且つ、各画素について複数
のコーナ部分のうち少なくとも一つのコーナ部分には配
置されないようにして規則的に配置される。この樹脂構
造物の配置方法としては、スクリーン版やメタルマスク
を用いた印刷法、ディスペンサー法やインクジェット法
により適量の樹脂構造物を基板上に射出する方法等を例
示できる。
【００２６】以下に、本発明に係る液晶光変調素子及び
本発明に係る積層型液晶光変調素子における各液晶光変
調素子層の製造方法例についても説明しておく。熱可塑
性高分子材料を用いて樹脂構造物を形成する場合は、熱
可塑性高分子材料に有機溶剤を適量添加することにより
熱可塑性高分子材料の粘度を調節した後前記一対の基板
のうち一方の基板上に該熱可塑性高分子材料を主成分と
する樹脂構造物を形成する。この際、粘度が調節された
熱可塑性高分子材料に前記ギャップ制御用スペーサ材を
適量添加することにより形成後の樹脂構造物内にスペー
サを含有させることが可能となる。この樹脂構造物は前
記一方の基板上に形成された後、粘度調整用の有機溶剤
を揮発させることにより強固な樹脂構造物となる。
【００２７】その後、他方の基板を前記樹脂構造物が形
成された基板に重ねる。なお、一対の基板として電極付
きの基板を用いる場合は該電極面が対向するように重ね
る。このとき一対の基板を熱可塑性高分子材料の軟化温
度以上の温度で加熱し圧着することにより前記樹脂構造
物は所望の高さまで押しつぶされ、両基板の圧着面に接
着される。その後、該一対の基板を熱可塑性高分子材料
の軟化温度以下まで冷却することにより両基板を接着支
持する強固な樹脂構造物が得られる。
【００２８】硬化性樹脂材料を用いて樹脂構造物を形成
する場合は、硬化後に所定の温度で加熱することにより
軟化するものを用いるようにし、上記と同様にして樹脂
材料を配置した後、熱や光照射により硬化させて樹脂構
造物を形成し、さらに対向基板を重ねて加熱・加圧し両
基板を貼り合わせるようにする。前記液晶光変調層に前
記液晶材料を配置する方法として、前記一対の基板を加
熱圧着して貼り合わせる前の工程で滴下法等により該一
対の基板のうち一方の基板上に前記液晶材料を供給して
おく方法と、前記一対の基板を加熱圧着した後に該両基
板間に前記液晶材料を注入する方法とを例示できる。前
記一対の基板を加熱圧着する前の工程で該一対の基板の
うち一方の基板上に前記液晶材料滴下後該液晶材料を基
板全面に広げる工程や、前記液晶材料を前記一対の基板
間に注入する工程では、前記液晶材料の配向ムラを抑制
するために該液晶材料は等方相の状態でその工程を進め
ることができる。この際、前記熱可塑性高分子材料の軟
化温度が前記液晶材料の相転移温度より低いと該工程時
に前記樹脂構造物に外力が印加された場合にズレが生じ
てしまう。また、前記熱可塑性高分子材料の軟化温度が
前記一対の基板温度より高いと加熱圧着時に該両基板に
歪みが生じてしまうという問題が生じる。よって前記熱
可塑性高分子材料の軟化温度は前記液晶材料のアイソト
ロピック相への相転移温度より高く、基板の軟化温度よ
りも低いことが望ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１及び図３はそれぞれ本発明に
係る液晶光変調素子の一例の一部の平面図であり、図２
及び図４はそれぞれ図１及び図３に示す液晶光変調素子
の一部の断面図である。なお、図１及び図３において基
板、電極、配向膜、液晶材料、スペーサ、シール樹脂等
は図示を省略してある。
【００３０】図１、図２に示す液晶光変調素子１００ａ
及び図３、図４に示す液晶光変調素子１００ｂは、いわ
ゆる単純マトリクス駆動を行うものであり、それぞれ少
なくとも一方が透明な一対の基板１ａ，１ｂと基板１
ａ，１ｂ間に挟まれた液晶光変調層１０とを有してお
り、複数の画素２がマトリクス状に形成されている。な
お、ここで両基板1 ａ、１ｂ共に透明基板を採用してい
る。
【００３１】液晶光変調層１０は光変調を行う液晶材料
１１と、基板１ａ、１ｂ間のギャップを制御するスペー
サ１２と、光変調領域内に配置され基板１ａ、１ｂを接
着支持する熱可塑性高分子材料を主成分とする樹脂構造
物１３とを有している。図２及び図４に示すように、基
板１ａ、１ｂ上にはそれぞれ、所定の間隔をあけて並ん
だ複数の帯状の透明電極３ａ、３ｂが形成されており、
電極３ａ及び電極３ｂは互いに交差するように配置され
ている。電極３ａ、３ｂのマトリクス状に交差するポイ
ントが表示画素２となる。電極３ａ、３ｂの上にはそれ
ぞれ配向膜４ａ、４ｂが形成されている。また、基板１
ａ、１ｂ間にはスペーサ１２が配置され、基板間ギャッ
プを定めている。基板１ａ、１ｂの周辺部には液晶材料
１１の漏れを防止するためにシール樹脂１４が設けられ
ている。
【００３２】図１及び図３に示すように、樹脂構造物１
３は各画素２間の行方向の隙間２ａと列方向の隙間２ｂ
とが交わる部分に、且つ、各画素２について四つのコー
ナ部分のうち多くとも三つのコーナ部分までに対応して
規則的に、ここでは樹脂構造物１３が画素２のマトリク
ス配列方向に平行なライン上に、且つ、画素２のマトリ
クス配列方向の画素ピッチの２倍以上の整数倍（図１の
例では２倍、図３の例では３倍）のピッチで配置されて
いる。
【００３３】見方を変えればマトリクス配列の対角線方
向に平行なライン上に、その方向の画素ピッチの２倍以
上の整数倍のピッチで配置されている。この素子１００
ａ、１００ｂでは、それぞれ液晶材料１１に電極３ａ、
３ｂから所定の電圧が印加されることにより各画素２に
おける液晶材料１１の分子配列が変化し、この分子配列
の変化により光の変調が行われる。
【００３４】樹脂構造物を配置する規則として、低解像
度の素子、すなわち画素サイズの大きい素子において
は、図１１（Ａ）に示すように樹脂構造物ｂを全画素の
４隅、すなわち各画素間の行方向の隙間と列方向の隙間
とが交わる部分の全てに配置することが容易であり、ま
た表示面積に対する樹脂構造物ｂの占める面積は十分に
小さいので良好な開口率が得られる。開口率は８０％以
上あれば、十分に明るい素子が得られる。例えば画素ａ
の大きさが９００μｍで、画素ａと画素ａとの間の隙間
ａ１の部分の幅が１００μｍの場合、樹脂構造物ｂが存
在しない場合の開口率は８０％以上であり、全画素の４
隅に直径４０μｍの樹脂構造物ｂを配置した場合でも、
樹脂構造物ｂが画素ａの隙間の部分に収まるので、開口
率は元のままである。
【００３５】ところが、解像度が高くなるにつれて、す
なわち画素サイズが小さくなるにつれて樹脂構造物の配
置が困難になる。また開口率の低下が目立つようにな
る。例えば図１１（Ｂ）に示すように、画素ａ’の大き
さが９０μｍで、画素ａ’と画素ａ’との間の隙間ａ２
の部分の幅が１０μｍの場合、樹脂構造物ｂ’が存在し
ない場合の開口率は、８０％以上であるが、全画素の４
隅に直径４０μｍの樹脂構造物ｂ’を配置した場合、樹
脂構造物ｂ’が画素ａ’の部分に重なるので、開口率は
８０％未満に低下する。
【００３６】しかし、図１、図２に示す液晶光変調素子
１００ａ及び図３、図４に示す液晶光変調素子１００ｂ
によると、樹脂構造物１３が各画素２間の行方向の隙間
２ａと列方向の隙間２ｂとが交わる部分に、且つ、各画
素２について四つのコーナ部分のうち少なくとも一つの
コーナ部分には配置されないようにして規則的に、ここ
では樹脂構造物１３が画素２のマトリクス配列方向に平
行なライン上に、且つ、画素２のマトリクス配列方向の
画素ピッチの整数倍のピッチで配置されているので、解
像度を向上させても、樹脂構造物１３の高密度化を抑制
でき、それだけ素子の生産性の低下を抑制できるととも
に素子の良好な開口率を維持することができる。また、
解像度を向上させた状態では各画素２間のピッチが小さ
くなるので、樹脂構造物１３間の距離の広がりを抑制で
き、従って実用上支障のない高い強度を維持することが
できる。
【００３７】図５及び図７にそれぞれ本発明に係る液晶
光変調素子の他の例の一部の平面図を示し、図６及び図
８にそれぞれ図５及び図７に示す液晶光変調素子の一部
の断面図を示す。なお、図５及び図７において基板、電
極、配向膜、液晶材料、スペーサ、シール樹脂等は図示
を省略してある。図５、図６に示す液晶光変調素子１０
０ｃ及び図７、図８に示す液晶光変調素子１００ｄは、
それぞれ樹脂構造物１３の配置規則を除けば、図１、図
２に示す素子１００ａ及び図３、図４に示す素子１００
ｂと同様である。従って、以下に、図５、図６に示す素
子１００ｃ及び図７、図８に示す素子１００ｄについ
て、樹脂構造物１３の配置規則を中心に説明し、他の点
は説明を省略する。なお、素子１００ａ、素子１００ｂ
と同じ構成、作用を有する部材には同じ参照符号を付し
てある。
【００３８】この素子１００ｃ、１００ｄでは、図５及
び図７に示すように、樹脂構造物１３は各画素２間の行
方向の隙間２ａと列方向の隙間２ｂとが交わる部分に、
且つ、各画素２について四つのコーナ部分のうち少なく
とも一つのコーナ部分には配置されないようにして規則
的に、ここでは樹脂構造物１３が画素２のマトリクス配
列の対角線方向に平行なライン上に、且つ、画素２のマ
トリクス配列の対角線方向の画素ピッチの整数倍（図５
の例では１倍、図７の例では２倍）のピッチで配置され
ている。
【００３９】見方を変えればマトリクス配列方向に平行
なライン上に、その方向の画素ピッチの整数倍（図５で
は２倍、図７では４倍）のピッチで配置されている。こ
の素子１００ｃ、１００ｄでは、それぞれ液晶材料１１
に電極３ａ、３ｂから所定の電圧が印加されることによ
り各画素２における液晶材料１１の分子配列が変化し、
この分子配列の変化により光の変調が行われる。
【００４０】図５、図６に示す液晶光変調素子１００ｃ
及び図７、図８に示す液晶光変調素子１００ｄによる
と、図１、図２に示す液晶光変調素子１００ａ及び図
３、図４に示す液晶光変調素子１００ｂと同様の利点が
あり、素子１００ｃの樹脂構造物１３の配置規則では素
子１００ａの樹脂構造物１３の配置規則に比べて樹脂構
造物１３間の距離を小さくできるので、より高強度の素
子を得ることができる。同じく、素子１００ｄの樹脂構
造物１３の配置規則では素子１００ｂの樹脂構造物１３
の配置規則に比べてより高強度の素子を得ることができ
る。
【００４１】なお、例えば図７、図８の素子１００ｄに
おいて、より強度を上げるために、図７中右上端及び右
下端の樹脂構造物の位置を位置Ｐ１、Ｐ２へ変更した配
置等も採用できる。次に、本発明の他の実施形態につい
て、図９、図１０を参照しながら説明する。
【００４２】図９、図１０はそれぞれ本発明に係る積層
型液晶光変調素子の一例の一部の断面図である。図９に
示す積層型液晶光変調素子１００ｅ、図１０に示す積層
型液晶光変調素子１００ｆは、いずれも図１及び図２に
示す液晶光変調素子１００ａにおいて配向膜４ａ、４ｂ
に代えて絶縁膜４ａ’、４ｂ’を設けた液晶光変調素子
の層１００ａ’や１００ａ”を複数積層した積層型液晶
光変調素子である。
【００４３】すなわち、積層型液晶光変調素子１００
ｅ、１００ｆにおけるそれぞれの各液晶光変調素子層１
００ａ’や１００ａ”は、透明な一対の基板１ａ，１ｂ
と基板１ａ，１ｂ間に挟まれた液晶光変調層１０’とを
有しており、複数の画素２がマトリクス状に形成されて
いる。液晶光変調層１０’はそれぞれ光変調を行う液晶
材料１１と、基板１ａ、１ｂ間のギャップを制御するス
ペーサ１２と、光変調領域内に配置され基板１ａ、１ｂ
を接着支持する熱可塑性高分子材料を主成分とする樹脂
構造物１３とを有している。各液晶光変調素子層が異な
る色の表示を行うものとすれば、積層型の素子全体でカ
ラーの表示を行うことができる。例えば、コレステリッ
ク相を示す液晶材料を用いて、それぞれ青色、緑色、赤
色を表示する液晶光変調素子層を積層し、裏面に光吸収
層を設けると、フルカラーの表示が行える。この場合、
例えば液晶材料としてカイラルネマチック液晶を用い、
添加するカイラル剤の量を各層ごとに変えることにより
液晶の選択反射波長を調整することができる。
【００４４】一対の基板１ａ、１ｂ上にはそれぞれ、所
定の間隔をあけて並んだ複数の帯状の透明電極３ａ、３
ｂが形成されており、電極３ａ及び電極３ｂは互いに交
差するように配置されている。電極３ａ、３ｂのマトリ
クス状に交差するポイントが表示画素２となる。電極３
ａ、３ｂの上にはそれぞれ絶縁膜４ａ’、４ｂ’が形成
されている。また、基板１ａ、１ｂ間にはスペーサ１２
が配置され、基板間ギャップを定めている。基板１ａ、
１ｂの周辺部には液晶材料１１の漏れを防止するために
シール樹脂１４が設けられている。
【００４５】樹脂構造物１３は各画素２間の行方向の隙
間２ａと列方向の隙間２ｂとが交わる部分に、且つ、各
画素２について四つのコーナ部分のうち少なくとも一つ
のコーナ部分には配置されないようにして規則的に、こ
こでは樹脂構造物１３が画素２のマトリクス配列方向に
平行なライン上に、且つ、画素２のマトリクス配列方向
の画素ピッチの２倍のピッチで配置されている。なお、
素子１００ｅ、１００ｆにおいて各液晶光変調素子層に
おける画素ピッチとしては、本例では３５０μｍであ
る。
【００４６】そして、積層型液晶光変調素子１００ｅに
おいては、図９に示すように素子１００ｅの光変調面に
垂直な方向（図９中矢印Ａ方向）から見て、各液晶光変
調素子層１００ａ’における樹脂構造物１３が各隣り合
う液晶光変調素子層１００ａ’間で重なるように配置さ
れており、積層型液晶光変調素子１００ｆにおいては、
図１０に示すように素子１００ｆの光変調面に垂直な方
向（図１０中矢印Ａ方向）から見て、各液晶光変調素子
層１００ａ’、１００ａ”における樹脂構造物１３が隣
り合う液晶光変調素子層間１００ａ”、１００ａ’にお
いて互いに位置がずれるように配置されている。
【００４７】図９に示す積層型液晶光変調素子１００ｅ
によると、素子１００ｅの光変調面に垂直な方向Ａから
見て、樹脂構造物１３が各隣り合う液晶光変調素子層１
００ａ’間で重なっているので、積層型液晶光変調素子
１００ｅの開口率が向上し、且つ、樹脂構造物１３によ
る視野の遮りが小さく抑えられ、表示品位が向上する。
このタイプの素子は、各液晶光変調素子層１００ａ’に
おいて表示面積に対する樹脂構造物の占める面積が大き
い場合に特に有利である。
【００４８】図１０に示す積層型液晶光変調素子１００
ｆによると、各液晶光変調素子層１００ａ’、１００
ａ”における樹脂構造物１３の高さのばらつき（主とし
て、樹脂構造物１３の製造時のばらつきに起因する）が
隣り合う液晶光変調素子層１００ａ’、１００ａ”間で
互いに緩和し合い、積層型液晶光変調素子１００ｆの厚
みのばらつきを小さく抑えることができ、それだけ素子
１００ｆの厚みのばらつきに起因する表示ムラ等を解消
できる。また、解像度を向上させても、表示面積に対す
る樹脂構造物１３の占める面積の割合を小さくすること
で、樹脂構造物１３はほとんど目立たず、また液晶光変
調素子層が第２層、第３層と深くなるにつれて樹脂構造
物１３は手前の層に遮られてより目立たなくなる。従っ
て、素子１００ｆの光変調面に垂直な方向Ａから見て、
各液晶光変調素子層１００ａ’、１００ａ”における樹
脂構造物１３が互いに隣り合う液晶光変調素子層１００
ａ”、１００ａ’間において互いに位置がずれるように
配置されていても、素子全体の強度が損なわれることな
く、良好な表示品位を確保することができる。
【００４９】以下に本発明の液晶光変調素子及び積層型
液晶光変調素子の具体例をその製造方法とともに説明す
る。また、比較例として従来の液晶光変調素子を作製
し、素子例で得られた素子と比較したので、それにつ
いてもに説明する。 （素子例）縦、横がいずれも２０ｃｍの基板を用いて
図１及び図２に示す液晶光変調素子１００ａを作製し
て、素子の強度実験及び低温環境放置実験を行った。
【００５０】すなわち、ラビング処理したポリイミド配
向膜４ａを表面に形成した線幅３２０μｍ、線間隔３０
μｍのＩＴＯ電極付きポリエーテルスルホン基板１ａ
（住友ベークライト社製）上（２０ｃｍ□、換言すれば
２０ｃｍ×２０ｃｍ）に樹脂構造物１３としてポリエス
テル樹脂ＰＥＳ−３８０Ｓ３０（スリーボンド社製）を
スクリーン印刷法により、直径約４０μｍの円柱状でピ
ッチ７００μｍで形成した。樹脂構造物１３は、図１に
示すように画素２のマトリクス配列方向に平行なライン
上に、且つ、画素２のマトリクス配列方向の画素ピッチ
の２倍のピッチで配置した。
【００５１】さらに基板１ａ外縁部には連続した該ポリ
エステル樹脂による堰（シール樹脂）１４を同時に形成
した。また基板１ａ上にギャップ制御用スペーサ１２と
して粒径約６．５μｍのスペーサ材ミクロパールＳＰ−
２０６５（積水ファインケミカル社製）を乾式散布法に
より基板全面にわたって均一に約２００個／ｍｍ2 の散
布密度で散布した。その後、液体精密定量吐出装置（デ
ィスペンサー）（武蔵エンジニアリング社製）を用いて
液晶材料１１としてカイラル材Ｓ−８１１（メルク社
製）を２．３ｗｔ％添加したネマチック液晶ＭＬＣ６０
６８−０００（メルク社製）を、樹脂構造物１３に重な
らないようにし、且つ、基板温度を該カイラルネマチッ
ク液晶の等方相転移温度（７０℃）を越える８０℃に加
熱した状態で滴下した。
【００５２】続いて対向基板１ｂとして同じくラビング
処理したポリイミド配向膜４ｂを表面に形成した線幅３
２０μｍ、線間隔３０μｍのＩＴＯ電極付きポリエーテ
ルスルホン基板（２０ｃｍ□）を該電極面が対向し、且
つ、ツイスト角が２５０度になるように真空中で重ね合
わせ、該ポリエステル樹脂の軟化温度である１５０℃で
加熱しながら０．２ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で５分間加圧を
行い、加圧状態のまま室温まで冷却することによりセル
を形成した。
【００５３】得られたセルの上下に図１及び図２では図
示を省略した位相差板と偏光板をコントラスト比が最大
となるように配置し、ＳＴＮ型液晶光変調素子１００ａ
とした。このようにして得られた液晶光変調素子１００
ａによると、素子１００ａに対して外圧として１ｃｍ
□、換言すれば１ｃｍ×１ｃｍの面積に１０ｋｇの力を
加えたが、外圧除去後の基板１ａ、１ｂ間距離の拡大及
び縮小は見られなず、表示ムラも見られなかった。外圧
印加前後で駆動電圧の変化も見られなかった。さらにこ
の素子１００ａを０℃で１時間放置したが気泡の発生は
見られなかった。また、この素子１００ａは、樹脂構造
物１３により遮られた部分が少なく、明るく美しい画面
になった。 （素子例）縦３９ｃｍ横３０ｃｍの基板を用いて図１
及び図２に示す液晶光変調素子１００ａを作製して、素
子の強度実験を行った。
【００５４】すなわち、ラビング処理したポリイミド配
向膜４ａを表面に形成した線幅３２０μｍ、線間隔３０
μｍのＩＴＯ電極付きポリエーテルスルホン基板（住友
ベークライト社製）上に樹脂構造物１３としてポリエス
テル樹脂ＰＥＳ−３８０Ｓ３０（スリーボンド社製）を
スクリーン印刷法により、直径約４０μｍの円柱状でピ
ッチ７００μｍで形成した。基板１ａ、１ｂの大きさは
縦３９ｃｍ横３０ｃｍのものを用いた。樹脂構造物１３
は、図１に示すように画素２のマトリクス配列方向に平
行なライン上に、且つ、画素２のマトリクス配列方向の
画素ピッチの２倍のピッチで配置した。
【００５５】さらに基板１ａ外縁部には連続した該ポリ
エステル樹脂による堰（シール樹脂）１４を同時に形成
した。また基板１ａ上にギャップ制御用スペーサ１２と
して粒径約６．５μｍのスペーサ材ミクロパールＳＰ−
２０６５（積水ファインケミカル社製）を乾式散布法に
より基板全面にわたって均一に約２００個／ｍｍ2 の散
布密度で散布した。その後、液体精密定量吐出装置（デ
ィスペンサー）（武蔵エンジニアリング社製）を用いて
液晶材料１１としてカイラル材Ｓ−８１１（メルク社
製）を２．３ｗｔ％添加したネマチック液晶ＭＬＣ６０
６８−０００（メルク社製）を、樹脂構造物１３に重な
らないようにし、且つ、基板温度を該カイラルネマチッ
ク液晶の等方相転移温度（７０℃）を越える８０℃に加
熱した状態で滴下した。
【００５６】続いて対向基板１ｂとして同じくラビング
処理したポリイミド配向膜４ｂを表面に形成した線幅３
２０μｍ、線間隔３０μｍのＩＴＯ電極付きポリエーテ
ルスルホン基板を該電極面が対向し、且つ、ツイスト角
が２５０度になるように真空中で重ね合わせ、該ポリエ
ステル樹脂の軟化温度である１５０℃で加熱しながら
０．２ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で５分間加圧を行い、加圧状
態のまま室温まで冷却することによりセルを形成した。
【００５７】得られたセルの上下に図１及び図２では図
示を省略した位相差板と偏光板をコントラスト比が最大
となるように配置し、ＳＴＮ型液晶光変調素子１００ａ
とした。このようにして得られた液晶光変調素子１００
ａによると、基板１ａ、１ｂが縦３９ｃｍ横３０ｃｍと
大型の基板のため、ややたわみやすかったものの外圧印
加による問題は発生せず、樹脂構造物１３が少なく明る
い画面になった。 （素子例）縦３９ｃｍ横３０ｃｍの基板を用いて図５
及び図６に示す液晶光変調素子１００ｃを作製して、素
子の強度実験を行った。
【００５８】すなわち、素子例において、基板材料、
液晶材料、スペーサ材、シール樹脂を各同一条件とし、
基板１ａ、１ｂの大きさは縦３９ｃｍ横３０ｃｍとし
て、ポリエステル樹脂構造物１３は、直径約４０μｍの
円柱状で図５に示すように配置した。すなわち、画素２
のマトリクス配列の対角線方向に平行なライン上に、且
つ、画素２のマトリクス配列の対角線方向の画素ピッチ
の１倍のピッチで配置した。
【００５９】対向基板１ｂを重ね合わせ、液晶材料１１
を注入しＳＴＮ型液晶光変調素子１００ｃを得た。この
ようにして得られた液晶光変調素子１００ｃによると、
素子例で得られた素子１００ａに比べて樹脂構造物１
３が視野を遮る面積が増えたものの、素子１００ｃに対
して外圧として１ｃｍ□に１０ｋｇの力を加えたが、外
圧除去後の基板１ａ、１ｂ間距離の拡大及び縮小は見ら
れなず、表示ムラも見られなかった。 （素子例）縦、横がいずれも１０ｃｍの基板を用いて
図３及び図４に示す液晶光変調素子１００ｂを作製し
て、素子の強度実験及び低温環境放置実験を行った。
【００６０】すなわち、ラビング処理したポリイミド配
向膜４ａを表面に形成した線幅２３０μｍ、線間隔２０
μｍのＩＴＯ電極付きポリエーテルスルホン基板１ａ
（住友ベークライト社製）上（１０ｃｍ□）に樹脂構造
物１３としてポリエステル樹脂ＰＥＳ−３８０Ｓ３０
（スリーボンド社製）をスクリーン印刷法により、直径
約４０μｍの円柱状でピッチ７５０μｍで形成した。樹
脂構造物１３は、図３に示すように画素２のマトリクス
配列方向に平行なライン上に、且つ、画素２のマトリク
ス配列方向の画素ピッチの３倍のピッチで配置した。
【００６１】さらに基板１ａ外縁部には連続した該ポリ
エステル樹脂による堰（シール樹脂）１４を同時に形成
した。また基板１ａ上にギャップ制御用スペーサ１２と
して粒径約６．５μｍのスペーサ材ミクロパールＳＰ−
２０６５（積水ファインケミカル社製）を乾式散布法に
より基板全面にわたって均一に約２００個／ｍｍ2 の散
布密度で散布した。その後、液体精密定量吐出装置（デ
ィスペンサー）（武蔵エンジニアリング社製）を用いて
液晶材料１１としてカイラル材Ｓ−８１１（メルク社
製）を２．３ｗｔ％添加したネマチック液晶ＭＬＣ６０
６８−０００（メルク社製）を、樹脂構造物１３に重な
らないようにし、且つ、基板温度を該カイラルネマチッ
ク液晶の等方相転移温度（７０℃）を越える８０℃に加
熱した状態で滴下した。
【００６２】続いて対向基板１ｂとして同じくラビング
処理したポリイミド配向膜４ｂを表面に形成した線幅２
３０μｍ、線間隔２０μｍのＩＴＯ電極付きポリエーテ
ルスルホン基板（１０ｃｍ□）を該電極面が対向し、且
つ、ツイスト角が２５０度になるように真空中で重ね合
わせ、該ポリエステル樹脂の軟化温度である１５０℃で
加熱しながら０．２ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で５分間加圧を
行い、加圧状態のまま室温まで冷却することによりセル
を形成した。
【００６３】得られたセルの上下に図３及び図４では図
示を省略した位相差板と偏光板をコントラスト比が最大
となるように配置し、ＳＴＮ型液晶光変調素子１００ｂ
とした。このようにして得られた液晶光変調素子１００
ｂによると、素子１００ｂに対して外圧として１ｃｍ□
に１０ｋｇの力を加えたが、外圧除去後の基板１ａ、１
ｂ間距離の拡大及び縮小は見られなず、表示ムラも見ら
れなかった。外圧印加前後で駆動電圧の変化も見られな
かった。さらにこの素子１００ｂを０℃で１時間放置し
たが気泡の発生は見られなかった。また、この素子１０
０ｂは、樹脂構造物１３により遮られた部分が少なく、
明るく美しい画面になった。 （素子例）縦３９ｃｍ横３０ｃｍの基板を用いて図７
及び図８に示す液晶光変調素子１００ｄを作製して、素
子の強度実験を行った。
【００６４】すなわち、素子例において、基板材料、
液晶材料、スペーサ材、シール樹脂を各同一条件とし、
基板１ａ、１ｂの大きさは縦３９ｃｍ横３０ｃｍとし
て、ポリエステル樹脂構造物１３は、直径約４０μｍの
円柱状で図７に示すように配置した。すなわち、画素２
のマトリクス配列の対角線方向に平行なライン上に、且
つ、画素２のマトリクス配列の対角線方向の画素ピッチ
の２倍のピッチで配置した。
【００６５】対向基板１ｂを重ね合わせ、液晶材料１１
を注入しＳＴＮ型液晶光変調素子１００ｄを得た。この
ようにして得られた液晶光変調素子１００ｄによると、
素子１００ｄに対して外圧として１ｃｍ□に１０ｋｇの
力を加えたが、外圧除去後の基板１ａ、１ｂ間距離の拡
大及び縮小は見られなず、表示ムラも見られなかった。 （素子例）図９に示す積層型液晶光変調素子１００ｅ
を作製して、良好な表示品位の積層型液晶光変調素子が
得られるかを調べた。
【００６６】すなわち、酸化シリコンの絶縁膜４ａ’を
表面に形成した線幅３２０μｍ、線間隔３０μｍのＩＴ
Ｏパターニング電極付きガラス基板上（２０ｃｍ□）に
樹脂構造物１３としてポリエステル樹脂ＰＥＳ−３６０
Ｓ３０（スリーボンド社製）をスクリーン印刷法によ
り、直径約４０μｍの円柱状でピッチ７００μｍで形成
した。樹脂構造物１３は、図１に示すように画素２のマ
トリクス配列方向に平行なライン上に、且つ、画素２の
マトリクス配列方向の画素ピッチの２倍のピッチで形成
した。
【００６７】さらに基板１ａ外縁部には液晶注入口を残
して連続した該ポリエステル樹脂による堰（シール樹
脂）１４を同時に形成した。また基板１ａ上にギャップ
制御用スペーサ１２として粒径約７．５μｍのスペーサ
材ミクロパールＳＰ−２０７５（積水ファインケミカル
社製）を乾式散布法により基板全面にわたって均一に約
１００個／ｍｍ2 の散布密度で散布した。
【００６８】対向基板１ｂとして同じく絶縁膜４ｂ’を
形成した線幅３２０μｍ、線間隔３０μｍのＩＴＯパタ
ーニング電極付きガラス基板を重ね合わせ、該ポリエス
テル樹脂の軟化温度である１５０℃で加熱しながら０．
２ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で５分間加圧を行い、加圧状態の
まま室温まで冷却することによりセルを形成した。該セ
ルに液晶材料１１としてカイラル材Ｓ−８１１（メルク
社製）を２８ｗｔ％添加したネマチック液晶Ｅ−３１Ｌ
Ｖ（ＴＮ−Ｉ＝６１．５℃、メルク社製）を６０℃に加
熱後真空注入した。そして紫外線硬化型樹脂フォトレッ
クＡ−７０４−６０（積水ファインケミカル社製）によ
り注入口の封止を行い、これを選択反射波長が４８０ｎ
ｍである青色の反射色を示すコレステリック液晶光変調
素子１００ａ’とした。
【００６９】また、カイラル剤の添加量をそれぞれ２
４．５ｗｔ％、２０ｗｔ％に変えた以外は全く同様の手
順で、選択反射波長が５５０ｎｍである緑色表示用の液
晶光変調素子１００ａ’と、選択反射波長が６８０ｎｍ
である赤色表示用の液晶光変調素子１００ａ’とを作製
した。得られた素子１００ａ’を青色用、緑色用、赤色
用の液晶光変調素子層の順に３層に重ね、赤色用液晶光
変調素子層の裏面に光吸収層ＢＬを設けて積層型液晶光
変調素子１００ｅとした。
【００７０】各液晶光変調素子層１００ａ’の樹脂構造
物１３は、図９に示すように素子１００ｅの光変調面に
垂直な方向Ａから見て、各液晶光変調素子層１００ａ’
における樹脂構造物１３が各隣り合う液晶光変調素子層
１００ａ’間で重なるようにした。このようにして得ら
れた積層型液晶光変調素子１００ｅによると、樹脂構造
物１３による開口率の減少がなく、良好な表示品位が実
現できた。 （素子例）図１０に示す積層型液晶光変調素子１００
ｆを作製して、良好な表示品位の積層型液晶光変調素子
が得られるかを調べた。
【００７１】すなわち、酸化シリコンの絶縁膜４ａ’を
表面に形成した線幅３２０μｍ、線間隔３０μｍのＩＴ
Ｏパターニング電極付きガラス基板上（２０ｃｍ□）に
樹脂構造物１３としてポリエステル樹脂ＰＥＳ−３６０
Ｓ３０（スリーボンド社製）をスクリーン印刷法によ
り、直径約４０μm の円柱状でピッチ７００μｍで形成
した。樹脂構造物１３は、図１に示すように画素２のマ
トリクス配列方向に平行なライン上に、且つ、画素２の
マトリクス配列方向の画素ピッチの２倍のピッチで形成
した。
【００７２】さらに基板１ａ外縁部には液晶注入口を残
して連続した該ポリエステル樹脂による堰（シール樹
脂）１４を同時に形成した。また基板１ａ上にギャップ
制御用スペーサ１２として粒径約７．５μｍのスペーサ
材ミクロパールＳＰ−２０７５（積水ファインケミカル
社製）を乾式散布法により基板全面にわたって均一に約
１００個／ｍｍ2 の散布密度で散布した。
【００７３】対向基板１ｂとして同じく絶縁膜４ｂ’を
形成した線幅３２０μｍ、線間隔３０μｍのＩＴＯパタ
ーニング電極付きガラス基板を重ね合わせ、該ポリエス
テル樹脂の軟化温度である１５０℃で加熱しながら０．
２ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で５分間加圧を行い、加圧状態の
まま室温まで冷却することによりセルを形成した。該セ
ルに液晶材料１１としてカイラル材Ｓ−８１１（メルク
社製）を２８ｗｔ％添加したネマチック液晶Ｅ−３１Ｌ
Ｖ（ＴＮ−Ｉ＝６１．５℃、メルク社製）を６０℃に加
熱後真空注入した。そして紫外線硬化型樹脂フォトレッ
クＡ−７０４−６０（積水ファインケミカル社製）によ
り注入口の封止を行い、これを選択反射波長が４８０ｎ
ｍである青色の反射色を示すコレステリック液晶光変調
素子１００ａ’とした。
【００７４】また、カイラル剤の添加量を２０ｗｔ％に
変えた以外は全く同様の手順で、選択反射波長が６８０
ｎｍである赤色表示用の液晶光変調素子層１００ａ’を
作製した。さらに、カイラル剤の添加量を２４．５ｗｔ
％に変更して選択反射波長を５５０ｎｍとするとともに
樹脂構造物１３の位置を異ならせて、図１に示す樹脂構
造物１３の配置規則と比べて各画素２のマトリクス配列
方向に各１画素ずつずれた位置に配置した緑色表示用液
晶光変調素子層１００ａ”を作製した。
【００７５】得られた３個の素子を青色表示用素子１０
０ａ’、緑色表示用素子１００ａ”、赤色表示用素子１
００ａ’の順に重ね、赤色用液晶光変調素子の裏面に光
吸収層ＢＬを設けて積層型液晶光変調素子１００ｆとし
た。各液晶光変調素子層１００ａ’、１００ａ”の樹脂
構造物１３は、図１０に示すように素子１００ｆの光変
調面に垂直な方向Ａから見て、各液晶光変調素子層１０
０ａ’、１００ａ”における樹脂構造物１３が隣り合う
液晶光変調素子層１００ａ”、１００ａ’間において互
いに位置がずれるようにした。
【００７６】このようにして得られた積層型液晶光変調
素子１００ｆによると、第２層、第３層の液晶光変調素
子層１００ａ”、１００ａ’の樹脂構造物１３はほとん
ど見えなくなり、第１層の液晶光変調素子層１００ａ’
の樹脂構造物１３だけがはっきりと見えた。従って、各
素子層の樹脂構造物１３の位置を互いにずらしても、表
示品位の低下はほとんどなかった。また、素子１００ｆ
の光変調面から垂直な方向Ａから見て、画素２の四隅の
うち樹脂構造物１３がどの素子層にも存在しないところ
が減り、積層型の素子全体としての厚みのばらつきが小
さくなるとともにこれに起因する表示ムラが解消され
た。 （比較素子例）素子例において、液晶材料、スペーサ
材、シール樹脂を各同一条件とし、線幅３２０μｍ、線
間隔３０μｍのＩＴＯ電極付きポリエーテルスルホン基
板１ａ（住友ベークライト社製）上（２０ｃｍ□）に樹
脂構造物１３としてポリエステル樹脂ＰＥＳ−３８０Ｓ
３０（スリーボンド社製）をスクリーン印刷法により、
直径約４０μｍの円柱状でピッチ３５０μｍで形成し
た。樹脂構造物１３は、図１１（Ｂ）に示すように各画
素２の四隅、すなわち各画素２間の行方向の隙間２ａと
列方向の隙間２ｂとが交わる部分の全てに樹脂構造物１
３が位置するよう配置した。
【００７７】対向基板１ｂを重ね合わせ、液晶を注入し
ＳＴＮ型液晶光変調素子を得た。この液晶光変調素子に
よると、素子例で得られた素子１００ａに比べて樹脂
構造物１３が視野を遮り、暗く見にくい素子になった。
【００７８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、一
対の基板と該一対の基板間に挟まれた液晶光変調層とを
有しており、複数の画素がマトリクス状に形成されてい
る液晶光変調素子及びこの液晶光変調素子の層が複数重
ねられている積層型液晶光変調素子であって、解像度を
向上させても、素子の生産性の低下を抑制でき、良好な
開口率及び強度を維持することができる液晶光変調素子
及び積層型液晶光変調素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶光変調素子の一例の一部の平
面図である。
【図２】図１に示す液晶光変調素子の一部の断面図であ
る。
【図３】本発明に係る液晶光変調素子の一例の一部の平
面図である。
【図４】図３に示す液晶光変調素子の一部の断面図であ
る。
【図５】本発明に係る液晶光変調素子の他の例の一部の
平面図である。
【図６】図５に示す液晶光変調素子の一部の断面図であ
る。
【図７】本発明に係る液晶光変調素子の他の例の一部の
平面図である。
【図８】図７に示す液晶光変調素子の一部の断面図であ
る。
【図９】本発明に係る積層型液晶光変調素子の一例の一
部の断面図である。
【図１０】本発明に係る積層型液晶光変調素子の一例の
一部の断面図である。
【図１１】従来の液晶光変調素子の一例の一部の平面図
であり、図（Ａ）は低解像度の液晶光変調素子における
画素と画素間隔及び樹脂構造物の配置規則を示すもので
あり、図（Ｂ）は高解像度の液晶光変調素子における画
素と画素間隔及び樹脂構造物の配置規則を示すものであ
る。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 基板 ２ 画素 ２ａ 各画素間の行方向の隙間 ２ｂ 各画素間の列方向の隙間 ３ａ、３ｂ 電極 ４ａ、４ｂ 配向膜 ４ａ’、４ｂ’ 絶縁膜 １０、１０’ 液晶光変調層 １１ 液晶材料 １２ スペーサ １３ 樹脂構造物 １４ シール樹脂 １００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ 液晶光変調
素子 １００ｅ、１００ｆ 積層型液晶光変調素子 １００ａ’、１００ａ” 液晶光変調素子層 ａ、ａ’ 画素 ｂ、ｂ’ 樹脂構造物 ａ１、ａ２ 画素間隔 ＢＬ 光吸収層 Ｐ１、Ｐ２ 樹脂構造物の位置
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/46 Ｇ０９Ｆ 9/46 Ａ (72)発明者 浅井 克彦 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 HA21 LA04 LA07 LA09 LA16 LA20 MA01X MA04X NA08 NA09 NA13 NA22 NA31 NA58 QA12 QA14 RA10 TA02 2H092 GA05 GA13 GA16 GA17 GA21 HA04 MA12 NA07 PA03 PA08 QA10 5C094 AA07 AA08 BA43 CA19 DA03 DA12 DA13 ED14 HA10

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一対の基板と該一対の基板間に挟まれた液
    晶光変調層とを有しており、複数の画素がマトリクス状
    に形成されている液晶光変調素子であって、 前記液晶光変調層は光変調を行う液晶材料と、前記一対
    の基板間のギャップを制御するスペーサと、光変調領域
    内に配置され前記一対の基板を支持する樹脂構造物とを
    有し、 前記樹脂構造物は前記各画素間の行方向の隙間と列方向
    の隙間とが交わる部分に、且つ、各画素について複数の
    コーナ部分のうち少なくとも一つのコーナ部分には配置
    されないようにして規則的に配置されていることを特徴
    とする液晶光変調素子。
  2. 【請求項２】前記樹脂構造物が前記画素のマトリクス配
    列方向に平行なライン上に、且つ、前記画素のマトリク
    ス配列方向の画素ピッチの整数倍のピッチで配置されて
    いる請求項１記載の液晶光変調素子。
  3. 【請求項３】前記樹脂構造物が前記画素のマトリクス配
    列の対角線方向に平行なライン上に、且つ、前記画素の
    マトリクス配列の対角線方向の画素ピッチの整数倍のピ
    ッチで配置されている請求項１記載の液晶光変調素子。
  4. 【請求項４】一対の基板と該一対の基板間に挟まれた液
    晶光変調層とを有し、複数の画素がマトリクス状に形成
    されている液晶光変調素子層を複数積層した積層型液晶
    光変調素子であって、 前記各液晶光変調素子層における液晶光変調層は光変調
    を行う液晶材料と、前記一対の基板間のギャップを制御
    するスペーサと、光変調領域内に配置され前記一対の基
    板を支持する樹脂構造物とを有しており、 前記各液晶光変調素子層における樹脂構造物は前記各画
    素間の行方向の隙間と列方向の隙間とが交わる部分に、
    且つ、各画素について複数のコーナ部分のうち少なくと
    も一つのコーナ部分には配置されないようにして規則的
    に配置されていることを特徴とする積層型液晶光変調素
    子。
  5. 【請求項５】前記各液晶光変調素子層における樹脂構造
    物が前記画素のマトリクス配列方向に平行なライン上
    に、且つ、前記画素のマトリクス配列方向の画素ピッチ
    の整数倍のピッチで配置されている請求項４記載の積層
    型液晶光変調素子。
  6. 【請求項６】前記各液晶光変調素子層における樹脂構造
    物が前記画素のマトリクス配列の対角線方向に平行なラ
    イン上に、且つ、前記画素のマトリクス配列の対角線方
    向の画素ピッチの整数倍のピッチで配置されている請求
    項４記載の積層型液晶光変調素子。
  7. 【請求項７】積層型液晶光変調素子の光変調面に垂直な
    方向から見て、前記各液晶光変調素子層における樹脂構
    造物が隣り合う液晶光変調素子層間で重なるように配置
    されている請求項４、５又は６記載の積層型液晶光変調
    素子。
  8. 【請求項８】前記各液晶光変調素子層における画素ピッ
    チは３００μｍ以上である請求項７記載の積層型液晶光
    変調素子。
  9. 【請求項９】積層型液晶光変調素子の光変調面に垂直な
    方向から見て、前記各液晶光変調素子層における樹脂構
    造物が隣り合う液晶光変調素子層間において互いに位置
    がずれるように配置されている請求項４、５又は６記載
    の積層型液晶光変調素子。
  10. 【請求項１０】前記各液晶光変調素子層における画素ピ
    ッチは３００μｍ以下である請求項９記載の積層型液晶
    光変調素子。
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