JP2002116461A - Liquid crystal optical modulation device and method for manufacturing the same - Google Patents

Liquid crystal optical modulation device and method for manufacturing the same

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JP2002116461A
JP2002116461A JP2001072911A JP2001072911A JP2002116461A JP 2002116461 A JP2002116461 A JP 2002116461A JP 2001072911 A JP2001072911 A JP 2001072911A JP 2001072911 A JP2001072911 A JP 2001072911A JP 2002116461 A JP2002116461 A JP 2002116461A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal optical modulation device which is bright with preferable contrast and color purity and excellent in bistable property. SOLUTION: The liquid crystal optical modulation device has a liquid crystal layer 10 containing a liquid crystal material 6 having the following properties held between a pair of substrates. The liquid crystal material shows a cholesteric phase at room temperature and has the peak of selective reflection wavelength in the visible wavelength region. In the liquid crystal layer 10 in the selective reflection state, the liquid crystal domain in the pixel region X in at least one substrate proximity region 1a of the substrate proximity regions 1a, 2a near the substrates has a mixture state of polydomains and monodomains.

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 and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶光変調素子は、基本的に一対の基板
間に液晶材料を含む液晶層を挟持している。この液晶層
に所定の駆動電圧を印加するなどして該液晶層における
液晶分子の配列を制御し、液晶光変調素子に入射される
外光を変調して目的とする画像の表示等を行う。
2. Description of the Related Art A liquid crystal light modulator basically has a liquid crystal layer containing a liquid crystal material sandwiched between a pair of substrates. The arrangement of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer is controlled by applying a predetermined drive voltage to the liquid crystal layer, and external light incident on the liquid crystal light modulation element is modulated to display a target image.

【0003】このような液晶光変調素子としては、コレ
ステリック液晶を用いた液晶光変調素子が知られてお
り、種々研究されている。
As such a liquid crystal light modulation device, a liquid crystal light modulation device using cholesteric liquid crystal is known, and various studies have been made.

【0004】コレステリック液晶はそれ自身がコレステ
リック相を示す液晶や、ネマティック液晶にカイラル剤
を添加して得られるカイラルネマティック液晶を含む。
The cholesteric liquid crystal includes a liquid crystal which itself exhibits a cholesteric phase and a chiral nematic liquid crystal obtained by adding a chiral agent to a nematic liquid crystal.

【0005】かかるコレステリック液晶は液晶分子同士
が螺旋構造を形成するという特徴を有しており、一対の
基板間に狭持された上で、電界、磁界、温度等の外部刺
激が該液晶に印加されるとプレーナ状態、フォーカルコ
ニック状態、ホメオトロピック状態と呼ばれる3つの状
態を示す。
Such a cholesteric liquid crystal has a feature that liquid crystal molecules form a helical structure. After being held between a pair of substrates, an external stimulus such as an electric field, a magnetic field, and a temperature is applied to the liquid crystal. Then, three states called a planar state, a focal conic state, and a homeotropic state are shown.

【0006】コレステリック液晶を用いた液晶光変調素
子(例えば液晶表示素子)では、これら3つの状態は、
それぞれ光透過性及び反射性が異なるため、3つの状態
と外部刺激印加方法を適宜選択することにより表示を行
うことができる。その表示例としては、ホメオトロピッ
ク状態とフォーカルコニック状態とを用いるコレステリ
ック−ネマティック相転移モードの表示や、プレーナ状
態とフォーカルコニック状態とを用いる双安定モードの
表示などを挙げることができる。
In a liquid crystal light modulation element (for example, a liquid crystal display element) using a cholesteric liquid crystal, these three states are as follows.
Since the light transmittance and the reflectivity are different from each other, the display can be performed by appropriately selecting the three states and the external stimulus applying method. Examples of the display include a display of a cholesteric-nematic phase transition mode using a homeotropic state and a focal conic state, and a display of a bistable mode using a planar state and a focal conic state.

【0007】その中でも、双安定モードの表示はプレー
ナ状態とフォーカルコニック状態が外部刺激無印加状態
でも安定であるという特徴、すなわち、外部刺激無印加
時(例えば電圧無印加時)においても表示状態が維持さ
れるという双安定性(メモリー特性)を有している。こ
のことから、コレステリック液晶を用いた液晶光変調素
子はメモリ性素子(表示状態が安定である表示素子)と
して近年盛んに研究されている。
Above all, the display in the bistable mode is characterized in that the planar state and the focal conic state are stable even when no external stimulus is applied, that is, the display state is maintained even when no external stimulus is applied (for example, when no voltage is applied). It has bistability (memory characteristics) that it is maintained. For this reason, a liquid crystal light modulation element using cholesteric liquid crystal has been actively studied in recent years as a memory element (a display element having a stable display state).

【0008】特に、プレーナ状態において可視域に選択
反射特性を有するコレステリック液晶を用いた反射型液
晶光変調素子はメモリ性を有し、且つ、明るい反射状態
が得られることから、換言すれば偏光板、カラーフィル
タを用いることなく明るい表示が可能であることから、
低消費電力化に非常に有効な表示素子として、携帯情報
機器の表示素子などの省電力表示素子への応用が期待さ
れている。
In particular, a reflection type liquid crystal light modulator using a cholesteric liquid crystal having a selective reflection characteristic in a visible region in a planar state has a memory property and a bright reflection state can be obtained. , Because bright display is possible without using color filters,
As a display element which is very effective in reducing power consumption, application to a power-saving display element such as a display element of a portable information device is expected.

【0009】ここで双安定性とは、コレステリック液晶
の螺旋軸が基板面に対し略垂直状態となり選択反射状態
を示すプレーナ配列の状態(プレーナ状態)と、その液
晶螺旋軸が基板面に対し略平行状態となり可視光を透過
するフォーカル・コニック配列の状態(フォーカル・コ
ニック状態)の2状態で安定であることをいう。
Here, the bistability means that the helical axis of the cholesteric liquid crystal is in a state substantially perpendicular to the substrate surface and is in a planar arrangement state (a planar state) indicating a selective reflection state, and the helical axis of the liquid crystal is substantially perpendicular to the substrate surface. It means that it is stable in two states of a focal conic arrangement state (a focal conic state) which is in a parallel state and transmits visible light.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コレス
テリック液晶の選択反射特性を利用する液晶表示素子は
光干渉による反射方式を採用するため光の入射角度及び
観察角度に応じて反射波長が短波長側にシフトするとい
う問題を抱えている。
However, since the liquid crystal display device utilizing the selective reflection characteristic of the cholesteric liquid crystal employs a reflection system based on light interference, the reflection wavelength shifts to the short wavelength side according to the incident angle and observation angle of light. Have the problem of shifting.

【0011】この問題はプレーナ配列時におけるコレス
テリック液晶の螺旋軸が基板面に対して垂直に近いほど
顕著である。特に、TN液晶素子やSTN液晶素子にお
いて、一対の基板として、一般的に用いられるポリイミ
ド薄膜を成膜してラビング処理した基板を用いて液晶層
を狭持した場合、コレステリック液晶の螺旋軸は基板面
に対して完全乃至略完全に垂直となり視野角が非常に狭
くなる。これにより、この液晶素子を表示素子として用
いた場合には著しく視認性を低下させてしまう。
This problem becomes more conspicuous as the helical axis of the cholesteric liquid crystal in the planar arrangement is closer to the vertical with respect to the substrate surface. In particular, in the case of a TN liquid crystal element or an STN liquid crystal element, when a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates formed by rubbing a generally used polyimide thin film, the helical axis of the cholesteric liquid crystal is It becomes completely or almost completely perpendicular to the surface, and the viewing angle becomes very narrow. As a result, when this liquid crystal element is used as a display element, visibility is significantly reduced.

【0012】また、ラビング処理したポリイミド薄膜の
ラビングによるポリイミド界面の規制力の上昇からフォ
ーカルコニック状態の維持が困難となり、結果としてコ
レステリック液晶素子の特長である双安定性が失われて
しまう場合がある。
Further, it is difficult to maintain the focal conic state due to an increase in the regulating force at the polyimide interface due to the rubbing of the rubbed polyimide thin film, and as a result, the bistability characteristic of the cholesteric liquid crystal element may be lost. .

【0013】この現象を回避するためにコレステリック
液晶螺旋軸を基板法線に対して若干傾きを持たせる試み
がなされている。その一つはコレステリック液晶中に高
分子材料を分散させるPSCT(Polymer St
abilized Cholesteric Text
ure)と呼ばれる手法であり、高分子−液晶界面での
相互作用により螺旋軸の方向をランダムにする手法であ
る(特表平6−507505号公報参照)。しかし、こ
の手法では液晶材料中に高分子を混入するため素子信頼
性の低下や駆動電圧の上昇を招くことがある。
Attempts have been made to avoid this phenomenon by making the cholesteric liquid crystal spiral axis slightly inclined with respect to the substrate normal. One is PSCT (Polymer St) which disperses a polymer material in cholesteric liquid crystal.
available Cholesteric Text
ure), in which the direction of the helical axis is made random by the interaction at the polymer-liquid crystal interface (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-507505). However, in this method, a polymer is mixed in the liquid crystal material, which may cause a decrease in device reliability and an increase in driving voltage.

【0014】別の手法として、意図的にラビング処理を
行わないポリイミド膜を液晶に臨む基板面に成膜し螺旋
軸の角度を傾ける手法を挙げることができる。しかし、
この手法では螺旋軸の傾き方向(基板への射影方向)が
異なる領域(ドメイン)がランダムに形成されるためド
メイン間の屈折率差に起因する入射光の散乱が生じ易
く、選択反射時の表示色純度が低下してしまう。また、
積層構造により多色化を試みた積層型液晶表示素子の場
合には、下側層の反射光が上側層の光散乱の影響を受け
易く、コントラスト、色純度ともに低下してしまう。
As another method, there is a method in which a polyimide film not intentionally subjected to a rubbing process is formed on the substrate surface facing the liquid crystal and the angle of the spiral axis is inclined. But,
In this method, regions (domains) having different helical axis inclination directions (projection directions to the substrate) are randomly formed, so that incident light is easily scattered due to a difference in the refractive index between the domains, and display during selective reflection is performed. The color purity is reduced. Also,
In the case of a multi-layer liquid crystal display device in which multicoloring is attempted by using a multi-layer structure, the reflected light of the lower layer is easily affected by the light scattering of the upper layer, and both the contrast and the color purity are reduced.

【0015】この無配向処理ポリイミド膜が形成された
基板で液晶を狭持したコレステリック液晶素子の特性を
改善するために、特開平10−31205号公報では、
観察側の基板に形成されたポリイミド膜と非観察側(観
察側とは反対側)の基板に形成されたポリイミド膜でポ
リイミド膜の表面処理方法を異ならせ、すなわち非観察
側基板のポリイミド膜のみにラビング処理を施し、観察
側の液晶ドメインを無配向ランダムドメイン(ポリドメ
イン)とし、非観察側の液晶の螺旋軸を基板面に対し略
完全な垂直にして非観察側の液晶ドメインを均一化(モ
ノドメイン化)する手法が提案されている。しかし、こ
の手法では非観察側基板のポリイミド膜全域にラビング
処理を施すため基板全体にわたって液晶ドメインがモノ
ドメイン化し、結果的にフォーカル・コニック状態での
安定性が低下し易く、コレステリック液晶素子の特長で
ある双安定特性が低下してしまう。またプレーナ配列状
態においてもランダムドメイン側の液晶の螺旋軸の傾き
が徐々に失われ易く、長期双安定性に欠ける。いずれに
しても、電圧無印加時において表示状態(コントラス
ト、色純度の高い良好な表示画像状態)を長期にわたっ
て維持することが難しく、高コントラスト・高色純度の
特性と双安定性との両立が困難である。
In order to improve the characteristics of a cholesteric liquid crystal element in which a liquid crystal is sandwiched between substrates on which the non-alignment-treated polyimide film is formed, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-31205 discloses that
The surface treatment method of the polyimide film is different between the polyimide film formed on the substrate on the observation side and the polyimide film formed on the substrate on the non-observation side (opposite side to the observation side). Is rubbed to make the non-observation side liquid crystal domains non-aligned random domains (poly domains), and the helical axis of the non-observation side liquid crystal is almost completely perpendicular to the substrate surface to make the non-observation side liquid crystal domains uniform. (Mono-domain conversion) has been proposed. However, in this method, the rubbing treatment is applied to the entire polyimide film on the non-observation side substrate, so that the liquid crystal domain becomes monodomain over the entire substrate, and as a result, the stability in the focal conic state tends to decrease, and the characteristics of the cholesteric liquid crystal element , The bistability characteristic is degraded. Further, even in the planar alignment state, the inclination of the helical axis of the liquid crystal on the random domain side tends to be gradually lost, and the long-term bistability is lacking. In any case, it is difficult to maintain the display state (good display image state with high contrast and color purity) for a long time when no voltage is applied, and it is difficult to achieve both high contrast and high color purity characteristics and bistability. Have difficulty.

【0016】また、コレステリック液晶のフォーカル・
コニック状態についてみると、フォーカル・コニック状
態とは、液晶分子の螺旋軸が基板平面方向に向いている
状態である。通常、液晶は複数の液晶分子領域(液晶ド
メイン)に分かれている。フォーカル・コニック状態の
とき、各液晶ドメイン内では液晶の螺旋軸の方向は同一
乃至略同一であるが、図21に示すように、隣接する液
晶ドメイン間では液晶分子の螺旋軸の方向Fが異なる。
従って、液晶ドメイン間の界面で屈折率差により液晶素
子に入射した光が微小ながら散乱してしまう。特に、螺
旋ピッチが小さい場合(さらに言えば螺旋ピッチがプレ
ーナ状態で可視域に選択反射を示す程度に小さい場合)
には原理的に液晶ドメインも小さくなり、素子内での光
散乱が大きくなってしまい、表示素子に応用した場合に
はコントラストが低下してしまうという問題が生じる。
Further, the cholesteric liquid crystal focal
Regarding the conic state, the focal conic state is a state in which the helical axis of the liquid crystal molecules is oriented in the substrate plane direction. Normally, liquid crystal is divided into a plurality of liquid crystal molecule regions (liquid crystal domains). In the focal conic state, the direction of the helical axis of the liquid crystal in each liquid crystal domain is the same or substantially the same, but as shown in FIG. 21, the direction F of the helical axis of the liquid crystal molecule is different between adjacent liquid crystal domains. .
Therefore, the light incident on the liquid crystal element is scattered by a small amount due to the refractive index difference at the interface between the liquid crystal domains. In particular, when the helical pitch is small (in other words, when the helical pitch is small enough to show selective reflection in the visible region in the planar state).
However, in principle, the liquid crystal domain also becomes small, and light scattering in the device becomes large, and when applied to a display device, there arises a problem that the contrast is reduced.

【0017】また、複数の液晶層を積層した素子(積層
型液晶素子)、例えば選択反射波長が互いに異なる複数
の液晶層を積層することにより2色以上のカラー表示
(例えばフルカラー表示)が可能な積層型液晶光変調素
子が得られることが知られている。このような積層構造
の素子の場合には、液晶層間での多重散乱等により、前
記ドメイン間散乱による影響が特に大きくなり、コント
ラストが悪化しやすくなる。
In addition, an element in which a plurality of liquid crystal layers are laminated (laminated liquid crystal element), for example, by laminating a plurality of liquid crystal layers having different selective reflection wavelengths, two or more colors can be displayed (for example, full-color display). It is known that a laminated liquid crystal light modulation element can be obtained. In the case of an element having such a laminated structure, the influence of the inter-domain scattering becomes particularly large due to multiple scattering between the liquid crystal layers and the like, and the contrast tends to deteriorate.

【0018】そこで本発明は、一対の基板間に室温でコ
レステリック相を示し、且つ、可視波長域に選択反射波
長のピークを有する液晶材料を含む液晶層を挟持した液
晶光変調素子であって、明るく、コントラスト及び色純
度が良好、且つ、双安定性に優れる液晶光変調素子を提
供することを課題とする。
Accordingly, the present invention provides a liquid crystal light modulation device comprising a pair of substrates, which sandwich a liquid crystal layer containing a liquid crystal material exhibiting a cholesteric phase at room temperature and having a selective reflection wavelength peak in a visible wavelength region. It is an object to provide a liquid crystal light modulation element which is bright, has good contrast and color purity, and has excellent bistability.

【0019】また本発明は、それぞれが一対の基板間に
挟持された液晶層が複数積層されてなる積層型液晶表示
素子であって、明るく、コントラスト及び色純度が良
好、且つ、双安定性に優れる積層型液晶光変調素子を提
供することを課題とする。
The present invention also relates to a multi-layer liquid crystal display device in which a plurality of liquid crystal layers each sandwiched between a pair of substrates are laminated, which is bright, has good contrast and color purity, and has good bistability. An object of the present invention is to provide an excellent laminated liquid crystal light modulation element.

【0020】また本発明は、一対の基板間に室温でコレ
ステリック相を示し、且つ、可視波長域に選択反射波長
のピークを有する液晶材料を含む液晶層を挟持した液晶
光変調素子の製造方法であって、明るく、コントラスト
及び色純度が良好、且つ、双安定性に優れる液晶光変調
素子を得ることができる液晶光変調素子の製造方法を提
供することを課題とする。
The present invention also relates to a method of manufacturing a liquid crystal light modulation element comprising a liquid crystal layer containing a liquid crystal material exhibiting a cholesteric phase at room temperature between a pair of substrates and having a selective reflection wavelength peak in a visible wavelength region. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a liquid crystal light modulation element that can obtain a liquid crystal light modulation element that is bright, has good contrast and color purity, and has excellent bistability.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決するため研究を重ね、次のことを見出した。
Means for Solving the Problems The inventor of the present invention has conducted various studies to solve the above problems, and has found the following.

【0022】すなわち、一対の基板間に室温でコレステ
リック相を示し、且つ、可視波長域に選択反射波長のピ
ークを有する液晶材料を含む液晶層を挟持した液晶光変
調素子においては、選択反射状態における前記液晶層
の、前記両基板に臨む基板近傍のうち少なくとも一方の
基板近傍の画素領域における液晶ドメインをポリドメイ
ンとモノドメインの混在状態にすると、或いは選択反射
状態における前記液晶層の前記両基板に臨む基板近傍の
画素領域における各液晶ドメインをいずれもポリドメイ
ン構造にし、該両基板近傍の画素領域における液晶ドメ
イン間で液晶のコレステリック螺旋軸の基板法線となす
角度を異ならせると、素子観察側正面へ反射光を集める
ことができ、明るく、コントラスト、色純度の高い良好
な画像表示を行える。さらに外部刺激無印加時(例えば
電圧無印加時)において表示状態(明るく、コントラス
ト、色純度の高い良好な画像状態)を長期にわたって維
持することができることを見出した。
That is, in a liquid crystal light modulation element in which a liquid crystal layer containing a liquid crystal material which exhibits a cholesteric phase at room temperature and has a selective reflection wavelength peak in a visible wavelength region is sandwiched between a pair of substrates, When the liquid crystal layer in the pixel region near at least one of the substrates facing the two substrates is in a mixed state of a poly domain and a mono domain, or the two substrates of the liquid crystal layer are in a selective reflection state. When each of the liquid crystal domains in the pixel region near the substrate has a polydomain structure, and the liquid crystal domains in the pixel regions near both substrates have different angles to the substrate normal of the cholesteric spiral axis of the liquid crystal, the element observation side Reflected light can be collected in the front, and a bright, high-contrast, high-color-quality image can be displayed. Furthermore, it has been found that a display state (a good image state with high brightness, contrast and high color purity) can be maintained for a long time when no external stimulus is applied (for example, when no voltage is applied).

【0023】ここで「ポリドメイン」は、液晶の選択反
射状態において液晶の螺旋軸が基板法線から若干傾き、
且つ、該螺旋軸の基板への射影方向がランダムに異なっ
ている領域であり、「モノドメイン」は、液晶の螺旋軸
が基板面に対し垂直乃至略垂直に均一化している領域で
ある。
Here, the "polydomain" means that in the selective reflection state of the liquid crystal, the helical axis of the liquid crystal slightly tilts from the substrate normal,
The "monodomain" is a region in which the direction of projection of the helical axis onto the substrate is randomly different, and the "monodomain" is a region in which the helical axis of the liquid crystal is equalized perpendicularly or substantially perpendicularly to the substrate surface.

【0024】本発明はかかる知見に基づくものであり、
前記課題を解決するために次の第1及び第2の液晶光変
調素子を提供する。 (1)第1の液晶光変調素子 一対の基板間に室温でコレステリック相を示し、且つ、
可視波長域に選択反射波長のピークを有する液晶材料を
含む液晶層を挟持した液晶光変調素子において、選択反
射状態における前記液晶層の、前記両基板に臨む基板近
傍のうち少なくとも一方の基板近傍の画素領域における
液晶ドメインがポリドメインとモノドメインの混在状態
であることを特徴とする液晶光変調素子。 (2)第2の液晶光変調素子 一対の基板間に室温でコレステリック相を示し、且つ、
可視波長域に選択反射波長のピークを有する液晶材料を
含む液晶層を挟持した液晶光変調素子において、選択反
射状態における前記液晶層の前記両基板に臨む基板近傍
の画素領域における各液晶ドメインはいずれもポリドメ
イン構造をとり、該両基板近傍の画素領域における液晶
ドメイン間で液晶のコレステリック螺旋軸の基板法線と
なす角度が異なることを特徴とする液晶光変調素子。
The present invention is based on this finding,
In order to solve the above problems, the following first and second liquid crystal light modulation elements are provided. (1) First liquid crystal light modulation element: exhibits a cholesteric phase between a pair of substrates at room temperature, and
In a liquid crystal light modulation element sandwiching a liquid crystal layer containing a liquid crystal material having a selective reflection wavelength peak in a visible wavelength region, in the selective reflection state, the liquid crystal layer in the vicinity of at least one of the substrates near the two substrates. A liquid crystal light modulation device, wherein a liquid crystal domain in a pixel region is a mixed state of a poly domain and a mono domain. (2) The second liquid crystal light modulation element exhibits a cholesteric phase between a pair of substrates at room temperature, and
In a liquid crystal light modulation element sandwiching a liquid crystal layer containing a liquid crystal material having a selective reflection wavelength peak in a visible wavelength region, each liquid crystal domain in a pixel region near a substrate facing both substrates of the liquid crystal layer in a selective reflection state is any A liquid crystal light modulation element, which has a polydomain structure, and in which the angle formed by the cholesteric helical axis of the liquid crystal with the substrate normal differs between the liquid crystal domains in the pixel regions near the two substrates.

【0025】かかる第1、第2の液晶光変調素子のいず
れにおいても、一対の基板のうち少なくとも一方は、通
常透明基板とされ、また、素子観察側の基板は、通常透
明基板とされる。
In each of the first and second liquid crystal light modulation devices, at least one of the pair of substrates is usually a transparent substrate, and the substrate on the device observation side is usually a transparent substrate.

【0026】本発明にいう「ポリドメイン」とは、液晶
の選択反射状態において液晶の螺旋軸が基板法線から若
干傾き、且つ、該螺旋軸の基板への射影方向がランダム
に異なっている領域をいい、「モノドメイン」とは、液
晶の螺旋軸が基板面に対し垂直乃至略垂直に均一化して
いる領域をいう。
The term "polydomain" as used in the present invention refers to a region in which the liquid crystal helical axis is slightly inclined from the substrate normal in the liquid crystal selective reflection state, and the direction of projection of the helical axis onto the substrate is randomly different. The term “monodomain” refers to a region where the helical axis of the liquid crystal is equalized perpendicular to or substantially perpendicular to the substrate surface.

【0027】本発明に係る第1及び第2の液晶光変調素
子によると、第1の液晶光変調素子では、選択反射状態
における前記液晶層の前記両基板に臨む基板近傍のうち
少なくとも一方の基板近傍の画素領域における液晶ドメ
インがポリドメインとモノドメインの混在状態であるの
で、また、第2の液晶光変調素子では、選択反射状態に
おける前記液晶層の前記両基板に臨む基板近傍の画素領
域における各液晶ドメインはいずれもポリドメイン構造
をとり、該両基板近傍の画素領域における液晶ドメイン
間で液晶のコレステリック螺旋軸と基板法線とのなす角
度が異なる(すなわち、一方の基板近傍の画像領域にお
ける液晶ドメインの螺旋軸と基板法線とのなす角が他方
の基板近傍の画素領域におけるそれより小さい)ので、
明るく、コントラスト、色純度の高い良好な画像を表示
できるとともに、例えば電圧無印加時において表示状態
(明るく、コントラスト、色純度の高い良好な画像状
態)を長期にわたって維持することができる。換言すれ
ば、プレーナ状態での高い反射強度・高コントラスト・
高色純度の特性と双安定性とを両立させることができ
る。
According to the first and second liquid crystal light modulating elements of the present invention, in the first liquid crystal light modulating element, at least one of the liquid crystal layers in the selective reflection state near at least one of the substrates facing the two substrates. Since the liquid crystal domains in the nearby pixel region are in a mixed state of the poly domain and the mono domain, the second liquid crystal light modulation element has a selective reflection state in the pixel region near the substrate facing the two substrates of the liquid crystal layer. Each liquid crystal domain has a polydomain structure, and the angle between the cholesteric helical axis of the liquid crystal and the substrate normal is different between the liquid crystal domains in the pixel regions near both substrates (that is, in the image region near one substrate). The angle between the helical axis of the liquid crystal domain and the substrate normal is smaller than that in the pixel region near the other substrate)
A good image with high brightness, high contrast, and high color purity can be displayed, and a display state (a good image state with high brightness, high contrast, high color purity) can be maintained for a long time, for example, when no voltage is applied. In other words, high reflection intensity, high contrast,
High color purity characteristics and bistability can both be achieved.

【0028】本発明に係る第1及び第2の液晶光変調素
子において、一対の基板には必要に応じてそれぞれ電極
(例えば画素電極)が形成されていてもよい。
In the first and second liquid crystal light modulation elements according to the present invention, electrodes (for example, pixel electrodes) may be formed on the pair of substrates as needed.

【0029】本発明に係る第1の液晶光変調素子では、
選択反射状態において、前記両基板近傍の画素領域にお
ける各液晶ドメインがいずれも前記混在状態であっても
よいし、前記両基板近傍の画素領域における液晶ドメイ
ンのうち一方の液晶ドメインが前記混在状態であり、他
方の液晶ドメインがポリドメインのみで構成されてもよ
い。
In the first liquid crystal light modulation device according to the present invention,
In the selective reflection state, each of the liquid crystal domains in the pixel regions near both substrates may be in the mixed state, or one of the liquid crystal domains in the pixel regions near both substrates may be in the mixed state. Yes, the other liquid crystal domain may be composed of only the poly domain.

【0030】選択反射状態において前記両基板近傍の画
素領域における各液晶ドメインがいずれも前記混在状態
である場合、該両基板近傍の画素領域における液晶ドメ
イン間で混在するポリドメインとモノドメインの割合が
異なることが好ましい。また、前記両基板近傍の画素領
域における液晶ドメインのうちポリドメインの比率が高
い方の液晶ドメインが素子観察側の基板近傍の画素領域
における液晶ドメインであれば、さらに好ましい。
In the selective reflection state, when all the liquid crystal domains in the pixel regions near the two substrates are in the mixed state, the ratio of the poly domain and the mono domain mixed between the liquid crystal domains in the pixel region near the two substrates is reduced. Preferably they are different. More preferably, the liquid crystal domain having a higher polydomain ratio among the liquid crystal domains in the pixel regions near the two substrates is a liquid crystal domain in the pixel region near the substrate on the element observation side.

【0031】選択反射状態において、前記両基板近傍の
画素領域における液晶ドメインのうち一方の液晶ドメイ
ンが前記混在状態であり、他方の液晶ドメインがポリド
メインのみで構成される場合、そのポリドメインのみで
構成される液晶ドメインが素子観察側の基板近傍の画素
領域における液晶ドメインであることが好ましい。
In the selective reflection state, when one of the liquid crystal domains in the pixel regions near the two substrates is in the mixed state and the other liquid crystal domain is composed of only the poly domains, only the poly domains are used. It is preferable that the constituted liquid crystal domain is a liquid crystal domain in a pixel region near the substrate on the element observation side.

【0032】いずれにしても、本発明に係る第1の液晶
光変調素子では、前記一対の基板のうち少なくとも前記
混在状態の液晶ドメインに臨む基板の該液晶ドメインに
臨む側に液晶と接触する配向制御層が設けられていて、
前記混在状態における液晶分子は該配向制御層により配
向制御されてもよい。この配向制御として、次の(a)
及び(b)の場合を例示できる。すなわち、 (a)該配向制御は、前記混在状態の液晶ドメインに臨
む基板に設けられている配向制御層がラビングされてい
ることによりなされる場合。この場合、ラビングされた
配向制御層のラビング密度が10以下であることが望ま
しい。所定パターンの開口を有するマスクを介してラビ
ングを行うなどして、配向制御層を部分的にラビングす
ることにより前記混在状態を実現してもよい。
In any case, in the first liquid crystal light modulating element according to the present invention, at least the side of the pair of substrates facing the liquid crystal domain of the substrate facing the mixed liquid crystal domain is aligned with the liquid crystal. A control layer is provided,
The alignment of the liquid crystal molecules in the mixed state may be controlled by the alignment control layer. As the orientation control, the following (a)
And (b). (A) The case where the alignment control is performed by rubbing the alignment control layer provided on the substrate facing the liquid crystal domains in the mixed state. In this case, it is preferable that the rubbed density of the rubbed orientation control layer is 10 or less. The mixed state may be realized by partially rubbing the orientation control layer, for example, by performing rubbing through a mask having a predetermined pattern of openings.

【0033】なお、ラビングは、その方向には特に限定
はなくどの方向に向けて行ってもよい。例えば、基板上
に帯状の電極が設けられている場合はこの電極方向に沿
う方向でもよいし、電極方向に交わる方向でもよい。た
だし、配向制御層全体をラビングする場合、ラビング方
向を一つの方向にするようにする。 (b)該配向制御は、前記混在状態の液晶ドメインに臨
む基板に設けられている配向制御層が所定の光の照射を
受けていることによりなされる場合。この場合、前記配
向制御は、前記配向制御層への前記所定光の照射量によ
り決定されてもよいし、前記配向制御層への前記所定光
の照射時の基板温度により決定されてもよいし、また前
記配向制御層への前記所定光の照射時の基板面に対する
光照射角度により決定されてもよい。所定パターンの開
口を有するマスクを介して光照射するなどして、配向制
御層に部分的に光を照射することにより前記混在状態を
実現してもよい。いずれにしても、前記所定光としては
紫外光を例示できる。
The direction of rubbing is not particularly limited, and the rubbing may be performed in any direction. For example, when a strip-shaped electrode is provided on the substrate, the direction may be along the electrode direction or may be a direction crossing the electrode direction. However, when rubbing the entire orientation control layer, the rubbing direction is set to one direction. (B) The case where the alignment control is performed by irradiating the alignment control layer provided on the substrate facing the mixed liquid crystal domains with predetermined light. In this case, the alignment control may be determined by an irradiation amount of the predetermined light to the alignment control layer, or may be determined by a substrate temperature at the time of irradiation of the predetermined light to the alignment control layer. Alternatively, it may be determined by a light irradiation angle with respect to a substrate surface when the predetermined light is irradiated on the alignment control layer. The mixed state may be realized by partially irradiating the alignment control layer with light, for example, by irradiating light through a mask having a predetermined pattern of openings. In any case, the predetermined light can be exemplified by ultraviolet light.

【0034】モノドメインとポリドメインとが混在する
場合、液晶螺旋軸の基板に対する角度としては、平均値
でゼロより大きく10°以下が好ましく、より好ましく
は3°以上8°以下を例示できる。
When monodomains and polydomains coexist, the angle of the liquid crystal helical axis to the substrate is preferably greater than zero and 10 ° or less on average, more preferably 3 ° or more and 8 ° or less.

【0035】本発明に係る第2の液晶光変調素子では、
選択反射状態において前記両基板近傍の画素領域におけ
る液晶ドメインのうち素子観察側の基板近傍の画素領域
の液晶ドメインにおける液晶のコレステリック螺旋軸の
基板法線となす角度が対向側の基板近傍の画素領域の液
晶ドメインにおける液晶のコレステリック螺旋軸の基板
法線となす角度より大きいことが好ましい。
In the second liquid crystal light modulation device according to the present invention,
In the selective reflection state, of the liquid crystal domains in the pixel regions near the two substrates, the angle between the liquid crystal domain in the pixel region near the substrate on the element observation side and the substrate normal of the cholesteric spiral axis of the liquid crystal is the pixel region near the substrate on the opposite side. Is preferably larger than the angle formed by the cholesteric spiral axis of the liquid crystal and the substrate normal in the liquid crystal domain.

【0036】いずれにしても、本発明に係る第2の液晶
光変調素子では、前記一対の基板の前記液晶層に臨む側
に液晶と接触する配向制御層がそれぞれ設けられてい
て、選択反射状態において前記両基板近傍の画素領域の
各液晶ドメインにおける液晶のコレステリック螺旋軸の
基板法線となす角度は該配向制御層により制御されても
よい。この配向制御層による制御によって前記両基板近
傍の画素領域における液晶ドメイン間において液晶のコ
レステリック螺旋軸の基板法線となす角度に大小が生じ
る。その角度の大小が生じる例として、次の(c)及び
(d)の場合を例示できる。すなわち、 (c)前記両基板に設けられている配向制御層のうちの
少なくとも一方の配向制御層がラビングされていること
により生じる場合。この場合、ラビングされた配向制御
層のラビング密度が10以下であることが望ましい。所
定パターンの開口を有するマスクを介してラビングを行
うなどして、配向制御層を部分的にラビングすることに
より前記角度の大小を生じさせてもよい。いずれの場合
も、配向膜材料やラビング条件によっては配向制御層が
モノドメイン化せず、全体として元の状態よりも螺旋軸
の傾きの小さくなったポリドメインが得られる。 (d)前記両基板に設けられている配向制御層のうちの
少なくとも一方の配向制御層が所定の光の照射を受けて
いることにより生じる場合。この場合の前記両基板近傍
の画素領域における液晶ドメイン間において液晶のコレ
ステリック螺旋軸の基板法線となす角度の大小は、前記
配向制御層への前記所定光の照射量により制御されても
よいし、前記配向制御層への前記所定光の照射時の基板
温度により制御されてもよいし、また前記配向制御層へ
の前記所定光の照射時の基板面に対する光照射角度によ
り制御されてもよい。所定パターンの開口を有するマス
クを介して光照射するなどして、配向制御層に部分的に
光を照射することにより前記角度の大小を生じさせても
よい。いずれの場合も、配向膜材料や光照射条件によっ
ては配向制御層がモノドメイン化せず、全体として元の
状態よりも螺旋軸の傾きの小さくなったポリドメインが
得られる。いずれにしても、前記所定光としては紫外光
を例示できる。
In any case, in the second liquid crystal light modulating element according to the present invention, the alignment control layers that are in contact with the liquid crystal are provided on the sides of the pair of substrates facing the liquid crystal layer, respectively. In the above, the angle between the cholesteric spiral axis of the liquid crystal and the substrate normal in each liquid crystal domain of the pixel region near both substrates may be controlled by the alignment control layer. Due to the control by the alignment control layer, the angle between the liquid crystal domains in the pixel regions near the two substrates and the cholesteric helical axis of the liquid crystal with the substrate normal is generated. The following cases (c) and (d) can be exemplified as examples of the magnitude of the angle. That is, (c) a case where at least one of the alignment control layers provided on both substrates is rubbed. In this case, it is preferable that the rubbed density of the rubbed orientation control layer is 10 or less. The angle may be varied by partially rubbing the orientation control layer, for example, by performing rubbing through a mask having a predetermined pattern of openings. In either case, depending on the alignment film material and the rubbing conditions, the orientation control layer does not form a monodomain, and a polydomain having a smaller inclination of the helical axis than the original state can be obtained as a whole. (D) A case where at least one of the alignment control layers provided on both substrates is irradiated with predetermined light. In this case, the magnitude of the angle formed between the liquid crystal domains in the pixel regions near the two substrates and the substrate normal of the cholesteric spiral axis of the liquid crystal may be controlled by the irradiation amount of the predetermined light on the alignment control layer. It may be controlled by the substrate temperature when irradiating the predetermined light to the alignment control layer, or may be controlled by the light irradiation angle to the substrate surface when irradiating the predetermined light to the alignment control layer. . The angle may be changed by partially irradiating the alignment control layer with light, for example, by irradiating light through a mask having a predetermined pattern of openings. In either case, depending on the alignment film material and light irradiation conditions, the orientation control layer does not become a monodomain, and a polydomain having a smaller inclination of the helical axis than the original state can be obtained as a whole. In any case, the predetermined light can be exemplified by ultraviolet light.

【0037】前記(c)、(d)の場合、配向制御層の
ラビング処理や光照射処理を受けた領域における液晶分
子の螺旋軸の傾きが他の領域のそれよりも、垂直にはな
らないものの小さくなることにより、全体として液晶分
子の螺旋軸の平均傾きが処理前のものより小さくなるも
のと考えられる。
In the above cases (c) and (d), the inclination of the helical axis of the liquid crystal molecules in the region subjected to the rubbing treatment or light irradiation treatment of the alignment control layer is not more vertical than that in the other regions. It is considered that the average inclination of the helical axis of the liquid crystal molecules becomes smaller as a whole as compared with that before the processing by reducing the size.

【0038】本発明に係る第2の液晶光変調素子におい
て、前記一対の基板の前記液晶層に臨む側に液晶と接触
する配向制御層がそれぞれ設けられていて、選択反射状
態において前記両基板近傍の画素領域の各液晶ドメイン
における液晶のコレステリック螺旋軸の基板法線となす
角度は該配向制御層により制御されるという場合、前記
両基板に設けられている配向制御層は材料パラメータが
互いに異なっていてもよい。この場合、前記両基板近傍
の画素領域の各液晶ドメインにおける液晶のコレステリ
ック螺旋軸の基板法線となす角度は、前記両基板に設け
られている、材料パラメータが互いに異なる各配向制御
層により制御される。この各配向制御層に用いる材料と
して、各配向制御層で材料パラメータが異なるように、
例えば、各配向制御層で異なった種類の材料を用いるこ
とができる。前記材料パラメータとしては、それには限
定されないが、例えばプレチルト角を挙げることができ
る。また、後述するように、配向制御層の材料を部分的
に異ならせることにより、前記角度を制御するようにし
てもよい。
In the second liquid crystal light modulation device according to the present invention, an alignment control layer which is in contact with the liquid crystal is provided on each of the pair of substrates on the side facing the liquid crystal layer. When the angle of the cholesteric spiral axis of the liquid crystal in each liquid crystal domain of the pixel region with respect to the substrate normal is controlled by the alignment control layer, the alignment control layers provided on the two substrates have different material parameters. You may. In this case, the angle between the cholesteric spiral axis of the liquid crystal and the substrate normal in each liquid crystal domain of the pixel region near the two substrates is controlled by each alignment control layer provided on the two substrates and having different material parameters. You. As a material used for each of the orientation control layers, a material parameter is different for each orientation control layer,
For example, different types of materials can be used for each orientation control layer. Examples of the material parameter include, but are not limited to, a pretilt angle. Further, as described later, the angle may be controlled by partially changing the material of the orientation control layer.

【0039】本発明に係る第1及び第2の液晶光変調素
子のいずれにおいても、選択反射状態においては、前記
両基板近傍の画素領域の各液晶ドメインにおける液晶の
コレステリック螺旋軸の基板法線となす角度がいずれも
平均で20°以下、より好ましくは全ての液晶ドメイン
について20°以下であることが望ましい。この角度が
20°より大きくなってくると、前記の双安定性が悪化
してくる。
In each of the first and second liquid crystal light modulating elements according to the present invention, in the selective reflection state, the substrate normal to the cholesteric helical axis of the liquid crystal in each liquid crystal domain in the pixel region near the two substrates. It is desirable that the angle formed is 20 ° or less on average, and more preferably 20 ° or less for all liquid crystal domains. When this angle becomes larger than 20 °, the above-mentioned bistability deteriorates.

【0040】ところで、本発明者の研究によると、一対
の基板間に液晶層を挟持し該液晶層に含まれる液晶分子
のフォーカルコニック状態を利用して光変調を行う液晶
光変調素子おいては、フォーカルコニック状態における
コレステリック液晶分子の螺旋軸の方向を揃えることに
より、ドメイン間の散乱が著しく低下することが判明し
ている。
According to the study of the present inventors, a liquid crystal light modulation element that sandwiches a liquid crystal layer between a pair of substrates and modulates light using the focal conic state of liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer is disclosed. It has been found that by aligning the directions of the helical axes of the cholesteric liquid crystal molecules in the focal conic state, scattering between domains is significantly reduced.

【0041】すなわち、フォーカルコニック状態での液
晶分子の螺旋軸の方向が基板面と略平行な面内で規則的
に配列すると、フォーカルコニック状態における液晶層
の光透過率が著しく向上し、コントランストを向上させ
ることができる。
That is, when the direction of the helical axis of the liquid crystal molecules in the focal conic state is regularly arranged in a plane substantially parallel to the substrate surface, the light transmittance of the liquid crystal layer in the focal conic state is significantly improved, and Can be improved.

【0042】そこで、本発明に係る第1及び第2の液晶
光変調素子において、フォーカルコニック状態での液晶
分子の螺旋軸の方向が基板面と略平行な面内で規則的に
配列されるようにしてもよい。こうすることでフォーカ
ルコニック状態におけるコレステリック液晶分子の螺旋
軸の方向が揃えられ、素子内での光散乱が低下する。こ
れにより、フォーカルコニック状態における液晶層の光
透過率が向上し、コントランストを向上させることがで
きる。
Therefore, in the first and second liquid crystal light modulation elements according to the present invention, the direction of the helical axis of the liquid crystal molecules in the focal conic state is regularly arranged in a plane substantially parallel to the substrate surface. It may be. By doing so, the directions of the helical axes of the cholesteric liquid crystal molecules in the focal conic state are aligned, and light scattering in the device is reduced. Thereby, the light transmittance of the liquid crystal layer in the focal conic state is improved, and the contrast can be improved.

【0043】この場合、フォーカルコニック状態での液
晶分子の螺旋軸の方向を基板面と略平行な面内で規則的
に配列させるために、液晶素子内に液晶分子の配列規制
手段を設けてもよい。
In this case, in order to regularly align the direction of the helical axis of the liquid crystal molecules in the focal conic state in a plane substantially parallel to the substrate surface, the liquid crystal element may be provided with a liquid crystal molecule alignment regulating means. Good.

【0044】この配列規制手段としては、少なくとも一
方の基板の液晶と接する面上に、部分的に設けられた配
向規制力が異なる領域を採用することができる。この領
域によって、液晶の螺旋軸の方向を規則的に配列させる
ことができる。このように配向規制力の異なる領域を設
けると、液晶分子がフォーカルコニック状態に遷移する
過程において、表面規制力の違いによる螺旋軸の方向付
けがなされるため、液晶の螺旋軸の方向を規則的に配列
させることができる。
As the alignment controlling means, a region partially provided with a different alignment controlling force on at least one surface of the substrate in contact with the liquid crystal can be employed. With this region, the direction of the helical axis of the liquid crystal can be regularly arranged. When regions having different alignment regulating forces are provided in this manner, in the process of transitioning the liquid crystal molecules to the focal conic state, the direction of the helical axis is determined by the difference in surface regulating force, so that the direction of the helical axis of the liquid crystal is regularly regulated. Can be arranged.

【0045】前記配向規制力が異なる領域は、ラビング
を施したり光照射を行ったりすることにより形成でき
る。部分的にラビングを施す手法、部分的に光照射を行
う手法、部分的に異なる材料を用いる手法等により形成
することもできる。
The regions having different alignment regulating forces can be formed by rubbing or irradiating light. It can also be formed by a method of partially rubbing, a method of partially irradiating light, a method of partially using different materials, or the like.

【0046】以上の全面的又は部分的にラビングを施す
手法及び全面的又は部分的に光照射を行う手法は、本発
明の第1の液晶光変調素子において、前記配向制御層が
設けられている場合、選択反射状態時における前記液晶
層の前記混在状態における液晶分子が該配向制御層によ
り配向制御される場合において行われる手法と同様のも
のでもよい。また、全面的又は部分的にラビングを施す
手法、全面的又は部分的に光照射を行う手法及び部分的
に異なる材料を用いる手法は、本発明の第2の液晶光変
調素子において、前記配向制御層が設けられている場
合、選択反射状態時における前記液晶層の前記両基板近
傍の画素領域の各液晶ドメインにおける液晶のコレステ
リック螺旋軸の基板法線となす角度が該配向制御層によ
り制御される場合において行われる手法と同様のもので
もよい。
In the above-described method of performing rubbing entirely or partially and the method of performing light irradiation entirely or partially, in the first liquid crystal light modulation device of the present invention, the alignment control layer is provided. In this case, the method may be the same as that performed when the alignment of the liquid crystal molecules in the mixed state of the liquid crystal layer in the selective reflection state is controlled by the alignment control layer. Further, a method of performing rubbing entirely or partially, a method of performing light irradiation entirely or partially, and a method of using partially different materials are described in the second liquid crystal light modulation element of the present invention. In the case where a layer is provided, the angle between the cholesteric spiral axis of the liquid crystal and the substrate normal in each liquid crystal domain of the pixel region near the two substrates of the liquid crystal layer in the selective reflection state is controlled by the alignment control layer. A method similar to the method performed in the case may be used.

【0047】このため、第1の液晶光変調素子において
は、モノドメインとポリドメインの混在状態を得ると同
時に、散乱の少ないフォーカルコニック状態をも実現す
ることができる。また、第2の液晶光変調素子において
も、部分ラビング処理、部分光配向処理、又は部分的に
材料を異ならせることによって螺旋軸の傾きが他方の基
板とは異ならしめられている場合は、光散乱の少ないフ
ォーカルコニック状態をも実現することができる。
Therefore, in the first liquid crystal light modulation element, a mono-domain and poly-domain mixed state can be obtained, and at the same time, a focal conic state with less scattering can be realized. Also, in the second liquid crystal light modulation element, when the inclination of the helical axis is made different from that of the other substrate by partial rubbing treatment, partial light alignment treatment, or partially changing the material, A focal conic state with less scattering can be realized.

【0048】さらに言うと、第1の液晶光変調素子は、
モノドメインとポリドメインを生じさせるような配向規
制力の異なる領域を有しているため、この領域によっ
て、液晶分子がフォーカルコニック状態に遷移する過程
において、表面規制力の違いによる螺旋軸の方向付けが
なされて、液晶の螺旋軸の方向を規則的に配列させるこ
とができ、フォーカルコニック状態の散乱を低減させる
ものと考えられる。また、第2の液晶光変調素子におい
ても、部分ラビング処理、部分光配向処理、部分的異種
材料などによって、完全なモノドメイン領域は得られな
いにしても、微小な領域毎に螺旋軸の傾きが他の領域と
異なるため、やはり、液晶分子がフォーカルコニック状
態に遷移する過程において、表面規制力の違いによる螺
旋軸の方向付けがなされて、液晶の螺旋軸の方向を規則
的に配列させることができ、フォーカルコニック状態の
散乱を低減させることができるものと考えられる。
More specifically, the first liquid crystal light modulating element is
Since it has regions with different alignment control forces that generate monodomains and polydomains, this region allows the orientation of the helical axis due to the difference in surface control forces during the transition of liquid crystal molecules to the focal conic state. Thus, the direction of the helical axis of the liquid crystal can be regularly arranged, and it is considered that scattering of the focal conic state is reduced. Also, in the second liquid crystal light modulation element, even if a complete monodomain region cannot be obtained due to partial rubbing treatment, partial light alignment treatment, partially dissimilar materials, etc., the inclination of the helical axis for each minute region is reduced. Since the liquid crystal molecules are different from other regions, the direction of the helical axis is determined by the difference in the surface regulation force during the transition of the liquid crystal molecules to the focal conic state, and the direction of the helical axis of the liquid crystal is regularly arranged. It is considered that scattering of the focal conic state can be reduced.

【0049】前記配向規制力が異なる領域の幅をW、液
晶の螺旋ピッチをpとしたとき、幅Wと螺旋ピッチpは
以下の関係に設定することが好ましい。
When the width of the region where the alignment regulating force is different is W and the helical pitch of the liquid crystal is p, the width W and the helical pitch p are preferably set in the following relationship.

【0050】p<W<20p 前記配向規制力が異なる領域の配列ピッチをL、液晶の
螺旋ピッチをpとしたとき、配列ピッチLと螺旋ピッチ
pは以下の関係に設定することが好ましい。
P <W <20p When the arrangement pitch of the regions having different alignment regulating forces is L and the helical pitch of the liquid crystal is p, the arrangement pitch L and the helical pitch p are preferably set in the following relationship.

【0051】5p<L<100p 前記配向規制力の異なる領域の幅Wや配列ピッチLを前
記範囲内とすることにより、液晶分子に対して良好な規
制力を保つとともに、素子製造工程の複雑化を防止する
ことができる。
5p <L <100p By setting the width W and the arrangement pitch L of the regions having different alignment regulating forces within the above ranges, a favorable regulating force for the liquid crystal molecules is maintained, and the device manufacturing process becomes complicated. Can be prevented.

【0052】前記配向規制力が異なる領域の配列ピッチ
は、前記範囲内で非一様であってもよい。配向規制力が
異なる領域の配列ピッチを非一様とすることで、光回折
現象による視認性の低下を防止することができる。
The arrangement pitch of the regions having different alignment regulating forces may be non-uniform within the above range. By making the arrangement pitch of the regions having different alignment regulating forces non-uniform, it is possible to prevent a decrease in visibility due to a light diffraction phenomenon.

【0053】いずれにしても、前記画素領域に複数の画
素が設けられていてもよい。この場合、前記配向規制力
が異なる領域の配置方向が該複数の画素の画素配列方向
とは異なっていてもよく、前記配向規制力が異なる領域
の配置方向が互いに異なる複数の領域を有するようにし
てもよい。このようにすることで、光入射方向によって
視認性が変化することがなく、一様な光透過特性が得ら
れる。
In any case, a plurality of pixels may be provided in the pixel area. In this case, the arrangement direction of the regions having different alignment regulating forces may be different from the pixel arrangement direction of the plurality of pixels, and the arrangement directions of the regions having different alignment regulating forces may have a plurality of regions different from each other. You may. By doing so, the visibility does not change depending on the light incident direction, and uniform light transmission characteristics can be obtained.

【0054】本発明に係る第1及び第2の液晶光変調素
子において、フォーカルコニック状態での液晶分子の螺
旋軸の方向を基板面と略平行な面内で規則的に配列させ
る場合には、室温でコレステリック相を示す液晶材料と
して、正の誘電異方性を有するものを用いるとよい。
In the first and second liquid crystal light modulation elements according to the present invention, when the direction of the helical axis of the liquid crystal molecules in the focal conic state is regularly arranged in a plane substantially parallel to the substrate surface, As a liquid crystal material exhibiting a cholesteric phase at room temperature, a material having a positive dielectric anisotropy may be used.

【0055】本発明はまた、次の積層型液晶光変調素子
も提供する。すなわち、 (3)積層型液晶光変調素子 それぞれが一対の基板間に挟持された液晶層が複数積層
されてなる積層型液晶光変調素子であって、該複数の液
晶層のうち少なくとも一つの液晶層が、該液晶層を挟持
する一対の基板とともに、前記の液晶光変調素子を構成
している積層型液晶光変調素子。
The present invention also provides the following laminated liquid crystal light modulation device. That is, (3) a laminated liquid crystal light modulating element, which is a laminated liquid crystal light modulating element in which a plurality of liquid crystal layers each sandwiched between a pair of substrates are laminated, and at least one liquid crystal of the plurality of liquid crystal layers A laminated liquid crystal light modulation device, wherein the layer constitutes the liquid crystal light modulation device together with a pair of substrates sandwiching the liquid crystal layer.

【0056】この積層型液晶光変調素子においては、複
数の液晶層として、互いに異なる色表示を行う、換言す
れば選択反射のピーク波長が互いに異なる液晶層を用い
ることで、多色表示(すなわち2色以上のカラー表示)
を行うことができる。なお、青色表示を行う液晶層、緑
色表示を行う液晶層、赤色表示を行う液晶層の少なくと
も三つの液晶層を採用するとフルカラー表示を行うこと
ができる。また、互いに旋光方向の異なる少なくとも2
つの液晶層を含んでいてもよく、この場合は光の利用効
率を高くすることができる。互いに旋光方向の異なる各
液晶層の選択反射のピーク波長が実質的に同一であって
もよく、この場合は液晶層からの光反射率を高くするこ
とができる。
In this stacked liquid crystal light modulation device, multicolor display (that is, two-color display) is performed by using different liquid crystal layers having mutually different peak wavelengths of selective reflection as a plurality of liquid crystal layers. Color display over color)
It can be performed. Note that full-color display can be performed by using at least three liquid crystal layers of a liquid crystal layer for performing blue display, a liquid crystal layer for performing green display, and a liquid crystal layer for performing red display. Further, at least two optical rotation directions different from each other.
One liquid crystal layer may be included, and in this case, the light use efficiency can be increased. The peak wavelength of selective reflection of each liquid crystal layer having a different optical rotation direction may be substantially the same, and in this case, the light reflectance from the liquid crystal layer can be increased.

【0057】いずれにしても、かかる積層型液晶光変調
素子としては、本発明に係る液晶光変調素子を少なくと
も1つ含む(全部がそうでもよい)複数の液晶光変調素
子を積層した積層型液晶光変調素子を例示できる。この
場合、隣り合う液晶光変調素子において、その両者間の
基板を共通にしてもよい。
In any case, as such a laminated liquid crystal light modulation element, a laminated liquid crystal in which a plurality of liquid crystal light modulation elements including at least one liquid crystal light modulation element according to the present invention (or all of them) may be laminated. A light modulation element can be exemplified. In this case, adjacent liquid crystal light modulation elements may have a common substrate between them.

【0058】本発明に係る積層型液晶光変調素子のいず
れにおいても、好ましい態様として次の場合を例示でき
る。すなわち、 (e)各隣合う液晶光変調素子において、素子観察側の
選択反射状態の液晶光変調素子における素子観察側の基
板近傍の画素領域の液晶ドメインにおける液晶のコレス
テリック螺旋軸の基板法線となす角度は、素子観察側と
は反対側の選択反射状態における液晶光変調素子におけ
る素子観察側の基板近傍の画素領域の液晶ドメインにお
ける液晶のコレステリック螺旋軸の基板法線となす角度
より大きい場合。 (f)各隣合う液晶光変調素子において、素子観察側の
選択反射状態の液晶光変調素子における素子観察側とは
反対側の基板近傍の画素領域の液晶ドメインにおける液
晶のコレステリック螺旋軸の基板法線となす角度は、素
子観察側とは反対側の選択反射状態の液晶光変調素子に
おける素子観察側とは反対側の基板近傍の画素領域の液
晶ドメインにおける液晶のコレステリック螺旋軸の基板
法線となす角度より大きい場合。 (g)前記(e)及び(f)を組み合わせる場合。
In any of the laminated liquid crystal light modulation elements according to the present invention, the following cases can be exemplified as preferred embodiments. (E) In each of the adjacent liquid crystal light modulation elements, in the liquid crystal light modulation element in the selective reflection state on the element observation side, the substrate normal of the cholesteric spiral axis of the liquid crystal in the liquid crystal domain of the pixel region near the substrate on the element observation side. The angle formed is greater than the angle formed by the cholesteric spiral axis of the liquid crystal in the liquid crystal domain of the pixel region near the substrate on the element observation side in the selective reflection state on the side opposite to the element observation side with the substrate normal. (F) In each adjacent liquid crystal light modulation element, the substrate method of the cholesteric spiral axis of the liquid crystal in the liquid crystal domain in the pixel region near the substrate on the side opposite to the element observation side in the liquid crystal light modulation element in the selective reflection state on the element observation side. The angle between the line and the substrate normal to the cholesteric spiral axis of the liquid crystal in the liquid crystal domain of the pixel region near the substrate opposite to the element observation side in the liquid crystal light modulation element in the selective reflection state opposite to the element observation side. If greater than the angle to be made. (G) When the above (e) and (f) are combined.

【0059】いずれにしても、積層型液晶光変調素子の
各液晶光変調素子において、前記ポリドメイン及びモノ
ドメインの混在状態の液晶ドメインに臨む基板に前記配
向制御層が設けられていて、該配向制御層がラビングさ
れている場合、各隣合う液晶光変調素子において、素子
観察側の液晶光変調素子における前記ラビングされた配
向制御層のラビング密度は、該配向制御層に対応する素
子観察側とは反対側の液晶光変調素子における前記ラビ
ングされた配向制御層のラビング密度よりも小さけれ
ば、さらに好ましい。
In any case, in each liquid crystal light modulation element of the laminated liquid crystal light modulation element, the alignment control layer is provided on the substrate facing the liquid crystal domain in which the poly domain and the mono domain are mixed. When the control layer is rubbed, in each adjacent liquid crystal light modulation element, the rubbing density of the rubbed alignment control layer in the liquid crystal light modulation element on the element observation side is the same as the element observation side corresponding to the alignment control layer. Is more preferably smaller than the rubbing density of the rubbed alignment control layer in the liquid crystal light modulation element on the opposite side.

【0060】本発明に係る積層型液晶光変調素子におい
て、フォーカルコニック状態での液晶分子の螺旋軸の方
向が基板面と略平行な面内で規則的に配列される液晶層
を含んでいてもよい。この場合、少なくとも最表面側
(素子観察側)の液晶層を、フォーカルコニック状態で
の液晶分子の螺旋軸の方向が基板面と略平行な面内で規
則的に配列される液晶層としてもよい。いずれにして
も、複数の液晶層を積層したことによる散乱成分の増加
によるフォーカルコニック状態における光透過率の上昇
を効果的に抑制することができる。
The stacked liquid crystal light modulation device according to the present invention may include a liquid crystal layer in which the direction of the helical axis of the liquid crystal molecules in the focal conic state is regularly arranged in a plane substantially parallel to the substrate surface. Good. In this case, at least the liquid crystal layer on the outermost surface side (device observation side) may be a liquid crystal layer in which the direction of the helical axis of the liquid crystal molecules in the focal conic state is regularly arranged in a plane substantially parallel to the substrate surface. . In any case, it is possible to effectively suppress an increase in light transmittance in the focal conic state due to an increase in scattering components caused by stacking a plurality of liquid crystal layers.

【0061】本発明は、前記説明した本発明に係る液晶
光変調素子を作製することができる次の第1及び第2の
液晶光変調素子の製造方法も提供する。第1及び第2の
いずれの製造方法及び該方法により作製される液晶光変
調素子に関しても、前記第1及び第2の液晶光変調素子
に関して述べたことと同様のことが言える。 (4)第1の液晶光変調素子の製造方法 一対の基板(通常は少なくとも一方が透明な一対の基
板)間に室温でコレステリック相を示し、且つ、可視波
長域に選択反射波長のピークを有する液晶材料を含む液
晶層を挟持した液晶光変調素子の製造方法であり、選択
反射状態における前記液晶層の、前記両基板に臨む基板
近傍のうち少なくとも一方の基板近傍の画素領域におけ
る液晶ドメインがポリドメインとモノドメインの混在状
態になるように、前記一対の基板のうち少なくも一方の
基板を処理する基板処理工程と、前記基板処理工程によ
り少なくも一方の基板が処理された前記一対の基板間に
前記液晶層を挟持する工程とを含むことを特徴とする液
晶光変調素子の製造方法。 (5)第2の液晶光変調素子の製造方法 一対の基板(通常は少なくとも一方が透明な一対の基
板)間に室温でコレステリック相を示し、且つ、可視波
長域に選択反射波長のピークを有する液晶材料を含む液
晶層を挟持した液晶光変調素子の製造方法であり、選択
反射状態における前記液晶層の前記両基板に臨む基板近
傍の画素領域における各液晶ドメインはいずれもポリド
メイン構造をとり、該両基板近傍の画素領域における液
晶ドメイン間で液晶のコレステリック螺旋軸の基板法線
となす角度が異なるように、前記一対の基板を処理する
基板処理工程と、前記基板処理工程により処理された前
記一対の基板間に前記液晶層を挟持する工程とを含むこ
とを特徴とする液晶光変調素子の製造方法。
The present invention also provides the following first and second manufacturing methods of the liquid crystal light modulation device capable of manufacturing the above-described liquid crystal light modulation device according to the present invention. Regarding both the first and second manufacturing methods and the liquid crystal light modulation element manufactured by the method, the same can be said for the first and second liquid crystal light modulation elements. (4) First Method for Manufacturing Liquid Crystal Light Modulating Element A cholesteric phase is shown at room temperature between a pair of substrates (usually at least one of them is a pair of transparent substrates) and has a selective reflection wavelength peak in a visible wavelength region. A method for manufacturing a liquid crystal light modulation element sandwiching a liquid crystal layer containing a liquid crystal material, wherein a liquid crystal domain in a pixel region near at least one of substrates near the two substrates in the selective reflection state has a polycrystalline domain. A substrate processing step of processing at least one substrate of the pair of substrates so that a domain and a monodomain are mixed, between the pair of substrates where at least one substrate is processed in the substrate processing step And a step of sandwiching the liquid crystal layer. (5) Second Method for Manufacturing Liquid Crystal Light Modulating Element A cholesteric phase is shown at room temperature between a pair of substrates (usually at least one pair of transparent substrates) and has a peak of a selective reflection wavelength in a visible wavelength region. A method of manufacturing a liquid crystal light modulation element sandwiching a liquid crystal layer containing a liquid crystal material, wherein each liquid crystal domain in a pixel region near the substrate facing the two substrates of the liquid crystal layer in the selective reflection state, all take a poly domain structure, A substrate processing step of processing the pair of substrates, so that the angle formed by the cholesteric spiral axis of the liquid crystal and the substrate normal is different between the liquid crystal domains in the pixel regions near the two substrates, and the substrate processing step A step of sandwiching the liquid crystal layer between a pair of substrates.

【0062】本発明に係る第1の液晶光変調素子の製造
方法では、前記基板処理工程において、選択反射状態に
おける前記液晶層の、前記両基板に臨む基板近傍のうち
少なくとも一方の基板近傍の画素領域における液晶ドメ
インがポリドメインとモノドメインの混在状態になるよ
うに、前記一対の基板のうち少なくも一方の基板を処理
し、この基板処理工程により少なくも一方の基板が処理
された前記一対の基板間に前記液晶層を挟持する。かく
して本発明に係る第1の液晶光変調素子を製造すること
ができる。
In the first method of manufacturing a liquid crystal light modulation device according to the present invention, in the substrate processing step, the liquid crystal layer in the selective reflection state may be a pixel near at least one of the substrates near the two substrates. At least one of the pair of substrates is processed so that the liquid crystal domains in the region are in a mixed state of the poly domain and the mono domain, and at least one of the pair of substrates is processed by at least one of the substrates in the substrate processing step. The liquid crystal layer is sandwiched between substrates. Thus, the first liquid crystal light modulation device according to the present invention can be manufactured.

【0063】本発明に係る第2の液晶光変調素子の製造
方法では、前記基板処理工程において、選択反射状態に
おける前記液晶層の前記両基板に臨む基板近傍の画素領
域における各液晶ドメインはいずれもポリドメイン構造
をとり、該両基板近傍の画素領域における液晶ドメイン
間で液晶のコレステリック螺旋軸の基板法線となす角度
が異なるように、前記一対の基板を処理し、この基板処
理工程により処理された前記一対の基板間に前記液晶層
を挟持する。かくして本発明に係る第2の液晶光変調素
子を製造することができる。
In the second method for manufacturing a liquid crystal light modulation device according to the present invention, in the substrate processing step, each of the liquid crystal domains in a pixel region of the liquid crystal layer in the selective reflection state near the substrates facing both substrates is all Taking a polydomain structure, processing the pair of substrates so that the angle formed between the liquid crystal domains in the pixel regions near the two substrates and the substrate normal of the cholesteric spiral axis of the liquid crystal is different, and the substrate is processed in this substrate processing step. The liquid crystal layer is sandwiched between the pair of substrates. Thus, the second liquid crystal light modulation device according to the present invention can be manufactured.

【0064】本発明に係る第1及び第2の液晶光変調素
子の製造方法によると、第1の液晶光変調素子の製造方
法では、選択反射状態における前記液晶層の、前記両基
板に臨む基板近傍のうち少なくとも一方の基板近傍の画
素領域における液晶ドメインがポリドメインとモノドメ
インの混在状態である本発明に係る第1の液晶光変調素
子を製造できるので、また、第2の液晶光変調素子の製
造方法では、選択反射状態における前記液晶層の前記両
基板に臨む基板近傍の画素領域における各液晶ドメイン
はいずれもポリドメイン構造をとり、該両基板近傍の画
素領域における液晶ドメイン間で液晶のコレステリック
螺旋軸の基板法線となす角度が異なる本発明に係る第2
の液晶光変調素子を製造できるので、明るく、コントラ
スト、色純度の高い良好な画像を表示できるとともに、
例えば電圧無印加時において表示状態(明るく、コント
ラスト、色純度の高い良好な画像状態)を長期にわたっ
て維持することができる液晶光変調素子を得ることがで
きる。換言すれば、高反射強度・高コントラスト・高色
純度の特性と双安定性とを両立させることができる液晶
光変調素子を得ることができる。
According to the first and second manufacturing methods of the liquid crystal light modulation device according to the present invention, in the first manufacturing method of the liquid crystal light modulation device, the substrate of the liquid crystal layer in the selective reflection state facing the two substrates is provided. The first liquid crystal light modulation element according to the present invention, in which the liquid crystal domains in the pixel region near at least one of the substrates are a mixture of poly domains and mono domains, can be manufactured. In the manufacturing method of (1), each liquid crystal domain in the pixel region near the substrate facing the two substrates of the liquid crystal layer in the selective reflection state has a polydomain structure, and the liquid crystal domain between the liquid crystal domains in the pixel region near the two substrates. The second aspect according to the present invention, wherein the angle formed by the cholesteric spiral axis and the substrate normal is different.
Liquid crystal light modulation element can be manufactured, and it is possible to display a good image with high brightness, high contrast, and high color purity.
For example, it is possible to obtain a liquid crystal light modulation element capable of maintaining a display state (a good image state having high brightness, contrast, and color purity) for a long time when no voltage is applied. In other words, it is possible to obtain a liquid crystal light modulation element that can achieve both high reflection intensity, high contrast, and high color purity and bistability.

【0065】本発明に係る第1の液晶光変調素子の製造
方法では、前記基板処理工程において、選択反射状態に
おける前記両基板近傍の画素領域における各液晶ドメイ
ンがいずれも前記混在状態になるように、前記一対の基
板を処理してもよいし、選択反射状態における前記両基
板近傍の画素領域における液晶ドメインのうち一方の液
晶ドメインが前記混在状態になり、他方の液晶ドメイン
がポリドメインのみで構成されるように、前記一対の基
板を処理してもよい。
In the first method of manufacturing a liquid crystal light modulation device according to the present invention, in the substrate processing step, all the liquid crystal domains in the pixel regions near both substrates in the selective reflection state are in the mixed state. The pair of substrates may be processed, or one of the liquid crystal domains in the pixel region near the two substrates in the selective reflection state may be in the mixed state, and the other liquid crystal domain may be composed of only the poly domains. As described above, the pair of substrates may be processed.

【0066】前記両基板近傍の画素領域における各液晶
ドメインがいずれも前記混在状態になるように処理する
場合、該両基板近傍の画素領域における液晶ドメイン間
で、混在するポリドメインとモノドメインの割合が異な
るように処理することが好ましい。さらに好ましくは、
素子観察側の基板近傍の画素領域における液晶ドメイン
がポリドメインの比率が高い方の液晶ドメインになるよ
うに処理してもよい。
When the liquid crystal domains in the pixel regions near the two substrates are processed so as to be in the mixed state, the ratio of the mixed poly domains and mono domains between the liquid crystal domains in the pixel regions near the two substrates is determined. Are preferably treated differently. More preferably,
The processing may be performed such that the liquid crystal domain in the pixel region near the substrate on the element observation side becomes the liquid crystal domain having a higher polydomain ratio.

【0067】前記両基板近傍の画素領域における液晶ド
メインのうち一方の液晶ドメインが前記混在状態にな
り、他方の液晶ドメインがポリドメインのみで構成され
るように処理する場合、前記両基板近傍の画素領域にお
ける液晶ドメインのうち素子観察側とは反対側の基板近
傍の画素領域における液晶ドメインが前記混在状態にな
り、素子観察側の基板近傍の画素領域における液晶ドメ
インがポリドメインのみで構成されるように処理しても
よい。
When processing is performed such that one of the liquid crystal domains in the pixel regions near the two substrates is in the mixed state and the other liquid crystal domain is composed only of the poly domains, the pixel near the two substrates is required. In the liquid crystal domains in the region, the liquid crystal domains in the pixel region near the substrate on the side opposite to the element observation side are in the mixed state, and the liquid crystal domains in the pixel region near the substrate on the element observation side are composed of only the poly domains. May be processed.

【0068】本発明の第1の液晶光変調素子の製造方法
のいずれにおいても、前記基板処理工程は、前記一対の
基板のうち少なくとも前記混在状態の液晶ドメインに臨
む基板の該液晶ドメインに臨む側に配向制御層を設ける
工程と、前記混在状態の液晶ドメインに臨む基板に設け
られている配向制御層をラビングするラビング処理工程
とを含んでいてもよい。この場合、前記ラビング処理工
程ではラビングされる配向制御層のラビング密度を10
以下にすることが望ましい。所定パターンの開口を有す
るマスクを介してラビングを行うなどして、配向制御層
を部分的にラビングすることにより前記混在状態を実現
する素子を得るようにしてもよい。
In any one of the first manufacturing methods of the liquid crystal light modulation element of the present invention, the substrate processing step may include the step of at least the side of the pair of substrates facing the liquid crystal domain in the mixed state. And a rubbing step of rubbing the alignment control layer provided on the substrate facing the liquid crystal domains in the mixed state. In this case, in the rubbing treatment step, the rubbing density of the rubbed orientation control layer is set to 10%.
It is desirable to make the following. The element that realizes the mixed state may be obtained by partially rubbing the orientation control layer, for example, by performing rubbing through a mask having openings of a predetermined pattern.

【0069】また、前記基板処理工程は、前記一対の基
板のうち少なくとも前記混在状態の液晶ドメインに臨む
基板の該液晶ドメインに臨む側に配向制御層を設ける工
程と、前記混在状態の液晶ドメインに臨む基板に設けら
れている配向制御層に配向制御のための所定の光を照射
する光照射工程とを含んでいてもよい。この場合、前記
光照射工程では、前記配向制御層への前記所定光の照射
量を変化させてもよいし、前記配向制御層への前記所定
光の照射時の基板温度を変化させてもよいし、また前記
配向制御層への前記所定光の照射時の基板面に対する光
照射角度を変化させてもよい。所定パターンの開口を有
するマスクを介して光照射するなどして、配向制御層に
部分的に光を照射することにより前記混在状態を実現す
る素子を得るようにしてもよい。いずれにしても、前記
所定光としては紫外光を例示できる。
Further, the substrate processing step includes a step of providing an alignment control layer on at least a side of the pair of substrates facing the liquid crystal domains in the mixed state, the substrate facing the liquid crystal domains in the mixed state. A light irradiation step of irradiating predetermined light for orientation control to the orientation control layer provided on the facing substrate. In this case, in the light irradiation step, the irradiation amount of the predetermined light to the alignment control layer may be changed, or the substrate temperature at the time of irradiation of the predetermined light to the alignment control layer may be changed. Alternatively, the light irradiation angle with respect to the substrate surface when the predetermined light is irradiated on the alignment control layer may be changed. The element that realizes the mixed state may be obtained by partially irradiating the alignment control layer with light, for example, by irradiating light through a mask having a predetermined pattern of openings. In any case, the predetermined light can be exemplified by ultraviolet light.

【0070】かかる基板処理工程においては、処理の条
件により(例えば、前記ラビング処理工程を含む場合で
はラビングの程度により、前記光照射工程を含む場合で
は光照射量、光照射時の基板温度、光照射時の基板面に
対する光照射角度の程度により)、得られる液晶光変調
素子の視野角の制御が可能である。
In such a substrate processing step, depending on processing conditions (for example, depending on the degree of rubbing when the rubbing step is included, the amount of light irradiation, the substrate temperature during light irradiation, Depending on the angle of light irradiation with respect to the substrate surface during irradiation), it is possible to control the viewing angle of the obtained liquid crystal light modulation element.

【0071】本発明に係る第2の液晶光変調素子の製造
方法では、前記基板処理工程において、選択反射状態時
における前記両基板近傍の画素領域における液晶ドメイ
ンのうち素子観察側の基板近傍の画素領域の液晶ドメイ
ンにおける液晶のコレステリック螺旋軸の基板法線とな
す角度が、対向側の基板近傍の画素領域の液晶ドメイン
における液晶のコレステリック螺旋軸の基板法線となす
角度より大きくなるように、前記一対の基板を処理して
もよい。
In the second method of manufacturing a liquid crystal light modulation element according to the present invention, in the substrate processing step, of the liquid crystal domains in the pixel regions near the two substrates in the selective reflection state, the pixels near the substrate on the element observation side are selected. The angle formed by the cholesteric helical axis of the liquid crystal in the liquid crystal domain of the region and the substrate normal to the substrate normal of the cholesteric helical axis of the liquid crystal in the liquid crystal domain of the pixel region near the opposing substrate is larger than the angle formed by the substrate. A pair of substrates may be processed.

【0072】本発明に係る第2の液晶光変調素子の製造
方法のいずれにおいても、前記基板処理工程は、前記一
対の基板の前記液晶層に臨む側に配向制御層をそれぞれ
設ける工程と、前記両基板に設けられている配向制御層
のうちの少なくとも一方の配向制御層をラビングするラ
ビング処理工程とを含んでいてもよい。この場合、前記
ラビング処理工程ではラビングされる配向制御層のラビ
ング密度を10以下にすることが望ましい。所定パター
ンの開口を有するマスクを介してラビングを行うなどし
て、配向制御層を部分的にラビングすることにより前記
混在状態を実現する素子を得るようにしてもよい。
In any of the second liquid crystal light modulation device manufacturing methods according to the present invention, the substrate processing step includes a step of providing an alignment control layer on each of the pair of substrates on a side facing the liquid crystal layer, A rubbing step of rubbing at least one of the orientation control layers provided on both substrates. In this case, it is desirable that the rubbing density of the alignment control layer to be rubbed in the rubbing step is 10 or less. The element that realizes the mixed state may be obtained by partially rubbing the orientation control layer, for example, by performing rubbing through a mask having openings of a predetermined pattern.

【0073】また、前記基板処理工程は、前記一対の基
板の前記液晶層に臨む側に配向制御層をそれぞれ設ける
工程と、前記両基板に設けられている配向制御層のうち
の少なくとも一方の配向制御層に所定の光を照射する光
照射工程とを含んでいてもよい。この場合、前記光照射
工程では、前記配向制御層への前記所定光の照射量を変
化させてもよいし、前記配向制御層への前記所定光の照
射時の基板温度を変化させてもよいし、また前記配向制
御層への前記所定光の照射時の基板面に対する光照射角
度を変化させてもよい。所定パターンの開口を有するマ
スクを介して光照射するなどして、配向制御層に部分的
に光を照射することにより前記混在状態を実現する素子
を得るようにしてもよい。いずれにしても、前記所定光
としては紫外光を例示できる。
In the substrate processing step, an alignment control layer is provided on each of the pair of substrates on the side facing the liquid crystal layer, and at least one of the alignment control layers provided on the two substrates is provided. Irradiating the control layer with predetermined light. In this case, in the light irradiation step, the irradiation amount of the predetermined light to the alignment control layer may be changed, or the substrate temperature at the time of irradiation of the predetermined light to the alignment control layer may be changed. Alternatively, the light irradiation angle with respect to the substrate surface when the predetermined light is irradiated on the alignment control layer may be changed. The element that realizes the mixed state may be obtained by partially irradiating the alignment control layer with light, for example, by irradiating light through a mask having a predetermined pattern of openings. In any case, the predetermined light can be exemplified by ultraviolet light.

【0074】また、前記基板処理工程は、前記一対の基
板の前記液晶層に臨む側に、材料パラメータが互いに異
なるように、配向制御層をそれぞれ設ける工程を含んで
いてもよい。この場合、配向制御層に用いる材料とし
て、各配向制御層で材料パラメータが異なるように、例
えば、各配向制御層で異なった種類の材料を用いること
ができる。この材料パラメータとしては、それには限定
されないが、例えばプレチルト角を挙げることができ
る。また、配向制御層の材料を部分的に異ならせること
により、前記角度を制御するようにしてもよい。
Further, the substrate processing step may include a step of providing an alignment control layer on the side of the pair of substrates facing the liquid crystal layer so that material parameters are different from each other. In this case, as the material used for the orientation control layers, for example, different types of materials can be used for the respective orientation control layers such that the material parameters differ for each orientation control layer. This material parameter includes, but is not limited to, for example, a pretilt angle. The angle may be controlled by partially changing the material of the orientation control layer.

【0075】かかる基板処理工程においては、処理の条
件により(例えば、前記ラビング処理工程を含む場合で
はラビングの程度により、前記光照射工程を含む場合で
は光照射量、光照射時の基板温度、光照射時の基板面に
対する光照射角度の程度により、或いは材料パラメータ
が互いに異なるように各配向制御層を設ける工程を含む
場合では、配向制御層に用いる材料の選択により)、得
られる液晶光変調素子の視野角の制御が可能である。
In such a substrate processing step, depending on processing conditions (for example, depending on the degree of rubbing when the rubbing step is included, the amount of light irradiation, the substrate temperature during light irradiation, The liquid crystal light modulation element obtained by the degree of the light irradiation angle with respect to the substrate surface at the time of irradiation, or by selecting the material used for the alignment control layer in the case of including the step of providing each alignment control layer so that the material parameters are different from each other Can be controlled.

【0076】いずれにしても、本発明に係る第1及び第
2の液晶光変調素子の製造方法では、前記基板処理工程
において、選択反射状態での前記両基板近傍の画素領域
の各液晶ドメインにおける液晶のコレステリック螺旋軸
の基板法線となす角度をいずれも平均で20°以下、よ
り好ましくは全ての液晶のドメインについて20°以下
することが望ましい。
In any case, in the first and second manufacturing methods of the liquid crystal light modulation element according to the present invention, in the substrate processing step, in each of the liquid crystal domains of the pixel regions near the two substrates in the selective reflection state. It is desirable that the angle between the cholesteric spiral axis of the liquid crystal and the substrate normal is 20 ° or less on average, and more preferably 20 ° or less for all liquid crystal domains.

【0077】本発明に係る第1及び第2の液晶光変調素
子の製造方法はまた、少なくとも一方の基板の液晶と接
する面上に、フォーカルコニック状態での液晶分子の螺
旋軸の方向を規則的に配列させるための、部分的に配向
規制力が異なる領域を設ける工程と、少なくとも一方に
部分的に配向規制力が異なる領域を設けた一対の基板間
に液晶層を挟持させる工程とを含んでいてもよい。
The method of manufacturing the first and second liquid crystal light modulating elements according to the present invention is also directed to a method in which the direction of the helical axis of the liquid crystal molecules in the focal conic state is regularly arranged on at least one of the substrates in contact with the liquid crystal. In order to align the liquid crystal layer, a step of partially providing a region having a different alignment regulating force, and a step of sandwiching a liquid crystal layer between a pair of substrates provided with a region having a partially different alignment regulating force on at least one side. May be.

【0078】この製造方法では、前記配向規制力が異な
る領域を形成するにあたって、その形状・位置・配列ピ
ッチ・配列方向等を任意に形成することができる。従っ
て、液晶の配列規制の制御を行いやすい。また、液晶の
配列規制のために別の部材を設けるための工程が不要で
ある。
In this manufacturing method, when forming the regions having different alignment regulating forces, the shapes, positions, arrangement pitches, arrangement directions, etc. can be arbitrarily formed. Therefore, it is easy to control the regulation of the alignment of the liquid crystal. Further, a step for providing another member for regulating the alignment of the liquid crystal is not required.

【0079】前記部分的に配向規制力が異なる領域を設
ける工程では、全面的又は部分的にラビングを施すこと
によって前記領域を形成してもよいし、全面的又は部分
的に光照射を行うことによって前記領域を形成してもよ
い。いずれにしても、前記部分的に配向規制力が異なる
領域を設ける工程は、部分的に開口が設けられたマスク
層を基板上に配置する工程と、該マスク層を除去する工
程とを含んでいてもよい。
In the step of partially providing a region having a different alignment regulating force, the region may be formed by rubbing the entire surface or part of the region, or light irradiation may be performed entirely or partially. May form the region. In any case, the step of partially providing a region having a different alignment regulating force includes a step of arranging a mask layer partially provided with an opening on a substrate, and a step of removing the mask layer. May be.

【0080】前記部分的に配向規制力が異なる領域を設
ける工程において、部分的に材料種の異なる配向膜を形
成することによって、配向規制力の異なる領域を形成す
るようにしてもよい。
In the step of partially providing regions having different alignment controlling forces, regions having different alignment controlling forces may be formed by partially forming alignment films of different material types.

【0081】以上の全面的又は部分的にラビングを施す
手法及び全面的又は部分的に光照射を行う手法は、本発
明の第1及び第2の液晶光変調素子の製造方法における
ラビング処理工程において行われる手法を利用できる。
また、部分的に異なる材料を用いる手法は本発明の第2
の液晶光変調素子の製造方法における前記一対の基板の
前記液晶層に臨む側に、材料パラメータが互いに異なる
ように、配向制御層をそれぞれ設ける工程において行わ
れる手法を利用できる。
The above-described method of performing full or partial rubbing and the method of performing full or partial light irradiation are described in the rubbing process in the first and second methods for manufacturing a liquid crystal light modulation element of the present invention. You can take advantage of the techniques performed.
In addition, the method using partially different materials is the second method of the present invention.
In the method of manufacturing a liquid crystal light modulation device described above, a method performed in the step of providing alignment control layers such that material parameters are different from each other on the side facing the liquid crystal layer of the pair of substrates can be used.

【0082】[0082]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0083】本発明に係る液晶光変調素子(ここでは液
晶表示素子)は例えば次の構造に形成することができ
る。
The liquid crystal light modulation element (liquid crystal display element here) according to the present invention can be formed, for example, in the following structure.

【0084】図1は本発明に係る液晶光変調素子の1例
の概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an example of the liquid crystal light modulation device according to the present invention.

【0085】図1に示す液晶光変調素子は、一対の基板
1、2間に室温でコレステリック相を示し、且つ、可視
波長域に選択反射波長のピークを有する液晶材料6を含
む液晶層10が挟持されている。両基板1、2間には該
両基板の間隔を保持するためのスペース保持材としての
樹脂構造物4及びスペーサ5が配置されている。樹脂構
造物4は両基板の結合にも寄与している。
In the liquid crystal light modulation device shown in FIG. 1, a liquid crystal layer 10 containing a liquid crystal material 6 showing a cholesteric phase at room temperature between a pair of substrates 1 and 2 and having a selective reflection wavelength peak in a visible wavelength region. It is pinched. A resin structure 4 and a spacer 5 are disposed between the two substrates 1 and 2 as a space holding material for maintaining a space between the two substrates. The resin structure 4 also contributes to the connection between the two substrates.

【0086】また、素子観察側P(光を入射させる側)
とは反対側の基板の外面(裏面)には、必要に応じて、
可視光吸収層が設けられる。図1の例では基板2の外面
(裏面)に可視光吸収層3が設けられている。例えば、
基板2として黒色基板を用いるなどして、基板自体に光
吸収機能を持たせるようにしてもよい。
The element observation side P (the side on which light is incident)
On the outer surface (back surface) of the substrate on the opposite side, if necessary,
A visible light absorbing layer is provided. In the example of FIG. 1, a visible light absorbing layer 3 is provided on the outer surface (back surface) of the substrate 2. For example,
For example, a black substrate may be used as the substrate 2 so that the substrate itself has a light absorbing function.

【0087】Sはシール材であり、液晶材料6を基板
1、2間に封入するためのものである。
S is a sealing material for sealing the liquid crystal material 6 between the substrates 1 and 2.

【0088】図1に示す液晶光変調素子では、所定の電
圧印加により液晶6をプレーナ状態(選択反射状態)と
フォーカル・コニック状態に切り替えて表示を行う。
In the liquid crystal light modulation device shown in FIG. 1, display is performed by switching the liquid crystal 6 between a planar state (selective reflection state) and a focal conic state by applying a predetermined voltage.

【0089】基板1、2は、少なくとも一方が透光性を
有している基板とする。透光性を有する基板としては、
ガラス基板を例示できる。このガラス基板の他、例えば
ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン(PES)、
ポリエチレンテレフタレート等のフレキシブル基板等が
使用可能である。また、本発明に係る液晶光変調素子を
反射型液晶光変調素子として用いる場合は、一方の基板
は透明である必要はない、換言すれば両方とも透明であ
る必要はない。ここでは、基板1、2はいずれも透光性
を有している。
The substrates 1 and 2 are substrates at least one of which has translucency. As a light-transmitting substrate,
A glass substrate can be exemplified. In addition to this glass substrate, for example, polycarbonate, polyether sulfone (PES),
A flexible substrate such as polyethylene terephthalate can be used. When the liquid crystal light modulation device according to the present invention is used as a reflection type liquid crystal light modulation device, one of the substrates does not need to be transparent, in other words, both need not be transparent. Here, each of the substrates 1 and 2 has translucency.

【0090】図1に示す液晶光変調素子だけでなく、本
発明の液晶光変調素子において、一対の基板には必要に
応じてそれぞれ電極を形成することができる。
In the liquid crystal light modulation device of the present invention, not only the liquid crystal light modulation device shown in FIG. 1 but also electrodes can be formed on a pair of substrates as needed.

【0091】電極としては、例えば、ITO(Indium T
in Oxide:インジウム錫酸化物)に代表される透明導電
膜やアルミニウム、シリコン等の金属電極、或いはアモ
ルファスシリコン、BSO(Bismuth Silicon Oxide )
等の光導電性膜などを用いることができる。かかる電極
は液晶光変調素子層狭持用の基板に所望のパターン形状
で設けられ、液晶表示素子制御用の電極として使用され
る。電極のパターン形状としては、互いに平行に形成さ
れた複数の帯状パターンを例示できる。この帯状パター
ンの電極が形成された一対の基板は、これらの電極が互
いに交差するように向かい合わされる。すなわち本発明
の液晶光変調素子においては、単純マトリクス型の電極
構造が使用可能である。さらに複数の画素電極とそれに
接続される薄膜トランジスタを含むアクティブマトリク
ス型の電極構造も使用可能である。
As the electrodes, for example, ITO (Indium T
in Oxide: a transparent conductive film typified by indium tin oxide, a metal electrode such as aluminum or silicon, amorphous silicon, or BSO (Bismuth Silicon Oxide)
And the like can be used. Such an electrode is provided in a desired pattern on the substrate for holding the liquid crystal light modulation element layer, and is used as an electrode for controlling the liquid crystal display element. Examples of the electrode pattern shape include a plurality of strip patterns formed in parallel with each other. The pair of substrates on which the strip-shaped pattern electrodes are formed face each other such that the electrodes cross each other. That is, in the liquid crystal light modulation device of the present invention, a simple matrix type electrode structure can be used. Further, an active matrix type electrode structure including a plurality of pixel electrodes and a thin film transistor connected thereto can be used.

【0092】また、これら電極材を液晶光変調素子層狭
持用の基板に配する以外に電極自身を基板材として用い
ることも可能である。
In addition to disposing the electrode material on the substrate for holding the liquid crystal light modulation element layer, the electrode itself can be used as the substrate material.

【0093】図2に図1に示す液晶光変調素子の画素パ
ターンの概略平面図を示す。
FIG. 2 is a schematic plan view of a pixel pattern of the liquid crystal light modulation device shown in FIG.

【0094】図1の液晶光変調素子においては、既述の
とおり、基板1、2は透光性を有する透明基板であり、
透明基板1、2のそれぞれの表面に、互いに平行な複数
の帯状に形成された透明電極11、12が設けられてい
る。これらの透明電極11、12は互いに交差するよう
に向かい合わされてあり、電極11、12が重なり合う
領域が画素領域Xとなる(図2参照)。
In the liquid crystal light modulation device shown in FIG. 1, as described above, the substrates 1 and 2 are transparent substrates having translucency.
On each of the surfaces of the transparent substrates 1 and 2, there are provided a plurality of transparent electrodes 11 and 12 which are formed in a plurality of parallel bands. These transparent electrodes 11 and 12 face each other so as to cross each other, and a region where the electrodes 11 and 12 overlap is a pixel region X (see FIG. 2).

【0095】図1に示す液晶光変調素子を含め、本発明
の液晶光変調素子はガスバリア層、絶縁層として液晶光
変調素子の信頼性を向上させる機能を有する絶縁膜が形
成されていてもよい。この絶縁膜としては、任意の有機
系材料、無機系材料からなる膜を例示できる。ここでは
電極11、12上に絶縁膜7がそれぞれ設けられてい
る。
The liquid crystal light modulation device of the present invention, including the liquid crystal light modulation device shown in FIG. 1, may have an insulating film having a function of improving the reliability of the liquid crystal light modulation device as a gas barrier layer and an insulating layer. . As this insulating film, a film made of any organic or inorganic material can be exemplified. Here, the insulating films 7 are provided on the electrodes 11 and 12, respectively.

【0096】液晶材料6だけでなく、本発明に係る液晶
光変調素子に用いることができる液晶材料としては、一
対の基板(例えば一対の電極付基板)間に狭持した状態
でコレステリック相を示すものを例示できる。例えば、
コレステロール環を有するコレステリック液晶を挙げる
ことができる。この他、ネマティック液晶に光学活性基
を有するネマティック液晶、コレステリック液晶若しく
はネマティック液晶にカイラル剤を添加したカイラルネ
マティック液晶も使用可能である。これらの材料(ネマ
ティック液晶、コレステリック液晶、カイラル剤)は単
一のものでもよいし、単一のネマティック液晶、コレス
テリック液晶、カイラル剤に限らず各2種類以上の混合
材料でもよい。
Not only the liquid crystal material 6 but also a liquid crystal material that can be used in the liquid crystal light modulation element according to the present invention exhibits a cholesteric phase when sandwiched between a pair of substrates (for example, a pair of substrates with electrodes). Can be exemplified. For example,
Cholesteric liquid crystals having a cholesterol ring can be mentioned. In addition, a nematic liquid crystal having an optically active group in the nematic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal, or a chiral nematic liquid crystal obtained by adding a chiral agent to the nematic liquid crystal can be used. These materials (nematic liquid crystal, cholesteric liquid crystal, chiral agent) may be a single material, or not only a single nematic liquid crystal, cholesteric liquid crystal, and chiral agent but also a mixed material of two or more types.

【0097】可視波長域に選択反射波長のピークを有す
る液晶としては、単体で螺旋ピッチが可視波長域の光を
反射するに有効なコレステリック液晶を例示できる。こ
の他、ネマティック液晶材料に適量光学活性基を有する
材料を混合し螺旋ピッチを調整したものを用いることが
できる。可視波長域をいずれの波長範囲に設定するかに
ついては、可視波長域の考え方には一般に多少のバラツ
キがあり、その設定には多少のバラツキが生じることが
あるが、一般的に可視波長域と認められている範囲であ
ればよく、本実施形態及び後述する実験例では、可視波
長域を400nmから700nmの範囲としている。ま
た、コレステリック選択反射型液晶光変調素子は、選択
反射波長領域よりも短い波長領域に散乱成分を含むた
め、散乱成分を吸収し、色純度を向上させるために、液
晶材料に選択反射波長領域よりも短い波長領域の光を吸
収する色素を添加してもよい。
As the liquid crystal having a selective reflection wavelength peak in the visible wavelength range, a cholesteric liquid crystal having a helical pitch effective for reflecting light in the visible wavelength range by itself can be exemplified. In addition, a material in which an appropriate amount of a material having an optically active group is mixed with a nematic liquid crystal material to adjust the helical pitch can be used. Regarding which wavelength range to set the visible wavelength range, there is generally some variation in the concept of the visible wavelength range, and there may be some variation in the setting. The visible wavelength range is set to a range from 400 nm to 700 nm in the present embodiment and an experimental example described later. In addition, the cholesteric selective reflection type liquid crystal light modulation element includes a scattering component in a wavelength region shorter than the selective reflection wavelength region. Alternatively, a dye that absorbs light in a short wavelength range may be added.

【0098】図3に図1に示す液晶光変調素子の選択反
射状態時における液晶層10の両基板1、2に臨む基板
近傍の画素領域Xにおける各液晶ドメインの例を示す。
なお、図3において絶縁膜7等は図示を省略してある。
FIG. 3 shows an example of each liquid crystal domain in the pixel region X near the substrate facing both substrates 1 and 2 of the liquid crystal layer 10 in the selective reflection state of the liquid crystal light modulation device shown in FIG.
In FIG. 3, the insulating film 7 and the like are not shown.

【0099】図1に示す液晶光変調素子は、選択反射状
態時における液晶層10の両基板1、2に臨む基板近傍
の画素領域Xにおける各液晶ドメインが次のいずれかの
状態になるように形成する。すなわち、 (1)選択反射状態時における液晶層10の、両基板
1、2に臨む基板近傍1a、2aのうち少なくとも一方
の基板近傍の画素領域Xにおける液晶ドメインはポリド
メインとモノドメインの混在状態である場合(図3
(A)参照)。 (2)選択反射状態時における液晶層10の両基板1、
2に臨む基板近傍1a、2aの画素領域Xにおける各液
晶ドメインはいずれもポリドメイン構造をとり、両基板
近傍1a、2aの画素領域Xにおける液晶ドメイン間で
液晶6のコレステリック螺旋軸61、62の基板法線H
となす角度θ1、θ2が異なる場合(図3(B)参
照)。
The liquid crystal light modulation device shown in FIG. 1 is arranged such that each liquid crystal domain in the pixel region X near the substrate facing both substrates 1 and 2 of the liquid crystal layer 10 in the selective reflection state is in one of the following states. Form. (1) In the selective reflection state, the liquid crystal domain of the liquid crystal layer 10 in the pixel region X near at least one of the substrates 1a and 2a facing the two substrates 1 and 2 is a mixed state of the poly domain and the mono domain. (Fig. 3
(A)). (2) Both substrates 1 of the liquid crystal layer 10 in the selective reflection state
Each of the liquid crystal domains in the pixel regions X near the substrates 1a and 2a facing the substrate 2 has a polydomain structure, and the cholesteric spiral axes 61 and 62 of the liquid crystal 6 are interposed between the liquid crystal domains in the pixel regions X near the two substrates 1a and 2a. Substrate normal H
The angles θ1 and θ2 are different (see FIG. 3B).

【0100】ここで「ポリドメイン」は、液晶の選択反
射波長状態時において液晶の螺旋軸が基板法線から若干
傾き、且つ、該螺旋軸の基板への射影方向がランダムに
異なっている領域であり、「モノドメイン」は、液晶の
螺旋軸が基板面に対し垂直乃至略垂直に均一化している
領域である。
Here, the “polydomain” is an area in which the spiral axis of the liquid crystal is slightly inclined from the substrate normal line in the selective reflection wavelength state of the liquid crystal, and the projection direction of the spiral axis onto the substrate is randomly different. The “monodomain” is a region where the helical axis of the liquid crystal is equalized perpendicular to or substantially perpendicular to the substrate surface.

【0101】前記(1)の場合を図3(A)の例示によ
って説明すると、両基板近傍1a、2aの画素領域Xに
おける液晶ドメインのうち一方の液晶ドメインが前記混
在状態(図3(A)の符合Mはモノドメインを示す。)
であり、他方の液晶ドメインがポリドメインのみで構成
される。さらに言うと、両基板近傍1a、2aの画素領
域Xにおける液晶ドメインのうち素子観察側Pとは反対
側の基板近傍2aの画素領域Xにおける液晶ドメインが
前記混在状態であり、素子観察側Pの基板近傍1aの画
素領域Xにおける液晶ドメインがポリドメインのみで構
成される。
The case (1) will be described with reference to the example of FIG. 3A. One of the liquid crystal domains in the pixel regions X in the vicinity 1a, 2a of both substrates is in the mixed state (FIG. 3A). The symbol M indicates a monodomain.)
And the other liquid crystal domain is composed of only the poly domain. More specifically, the liquid crystal domains in the pixel region X near the substrate 2a on the opposite side to the element observation side P among the liquid crystal domains in the pixel regions X near the two substrates 1a and 2a are in the mixed state. The liquid crystal domain in the pixel region X near the substrate 1a is composed of only the poly domain.

【0102】そして、一対の基板1、2のうち少なくと
も前記混在状態の液晶ドメインに臨む基板2の該液晶ド
メインに臨む側に液晶6と接触する配向制御層82が設
けられていて、前記混在状態における液晶分子60は配
向制御層82により配向制御される。この配向制御とし
て、次の(a)及び(b)の場合を例示できる。すなわ
ち、 (a)該配向制御は、前記混在状態の液晶ドメインに臨
む基板2に設けられている配向制御層82がラビングさ
れていることによりなされる場合。この場合、ラビング
された配向制御層82のラビング密度が10以下である
ことが望ましい。所定パターンの開口を有するマスクを
介してラビングを行うなどして、配向制御層を部分的に
ラビングすることにより前記混在状態を実現してもよ
い。 (b)該配向制御は、前記混在状態の液晶ドメインに臨
む基板2に設けられている配向制御層82が所定の光の
照射を受けていることによりなされる場合。この場合、
前記配向制御は、配向制御層82への前記所定光の照射
量により決定されてもよいし、配向制御層82への前記
所定光の照射時の基板温度により決定されてもよいし、
また配向制御層82への前記所定光の照射時の基板面に
対する光照射角度により決定されてもよい。所定パター
ンの開口を有するマスクを介して光照射するなどして、
配向制御層に部分的に光照射することにより前記混在状
態を実現してもよい。いずれにしても、前記所定光とし
ては紫外光を例示できる。
An orientation control layer 82 is provided on at least one of the substrates 1 and 2 facing the liquid crystal domain in the mixed state on the side facing the liquid crystal domain. Of the liquid crystal molecules 60 is controlled by the alignment control layer 82. As the orientation control, the following cases (a) and (b) can be exemplified. (A) The case where the alignment control is performed by rubbing the alignment control layer 82 provided on the substrate 2 facing the mixed liquid crystal domain. In this case, it is desirable that the rubbed density of the rubbed orientation control layer 82 is 10 or less. The mixed state may be realized by partially rubbing the orientation control layer, for example, by performing rubbing through a mask having a predetermined pattern of openings. (B) The case where the alignment control is performed when the alignment control layer 82 provided on the substrate 2 facing the mixed liquid crystal domain is irradiated with predetermined light. in this case,
The alignment control may be determined by the irradiation amount of the predetermined light to the alignment control layer 82, may be determined by the substrate temperature at the time of irradiation of the predetermined light to the alignment control layer 82,
Further, it may be determined by a light irradiation angle with respect to the substrate surface when the predetermined light is irradiated on the alignment control layer 82. By irradiating light through a mask having a predetermined pattern of openings,
The mixed state may be realized by partially irradiating the orientation control layer with light. In any case, the predetermined light can be exemplified by ultraviolet light.

【0103】ここでの配向制御は、前記混在状態の液晶
ドメインに臨む基板2に設けられている配向制御層82
がラビングされていることによりなされている。このラ
ビングされた配向制御層82のラビング密度は、ここで
は10以下である。
Here, the alignment control is performed by the alignment control layer 82 provided on the substrate 2 facing the mixed liquid crystal domain.
Is performed by being rubbed. The rubbing density of the rubbed orientation control layer 82 is 10 or less here.

【0104】なお、ここではポリドメインのみで構成さ
れる液晶ドメインに臨む基板1の該液晶ドメインに臨む
側にも配向制御層81が設けられている。この配向制御
層81は、配向制御層82と同じ材料からなるがラビン
グされていない。
Here, an alignment control layer 81 is also provided on the side of the substrate 1 facing the liquid crystal domain, which faces the liquid crystal domain composed of only the poly domains. The orientation control layer 81 is made of the same material as the orientation control layer 82, but is not rubbed.

【0105】前記(2)の場合を図3(B)の例示によ
って説明すると、両基板近傍1a、2aの画素領域Xに
おける液晶ドメインのうち素子観察側Pの基板近傍1a
の画素領域Xの液晶ドメインにおける液晶6のコレステ
リック螺旋軸61の基板法線Hとなす角度θ1が対向側
の基板近傍2aの画素領域Xの液晶ドメインにおける液
晶6のコレステリック螺旋軸62の基板法線Hとなす角
度θ2より大きい。
The case (2) will be described with reference to the example shown in FIG. 3B. In the liquid crystal domains in the pixel regions X of the two substrates 1a and 2a, the substrate 1a near the element observation side P among the liquid crystal domains.
The angle θ1 between the cholesteric spiral axis 61 of the liquid crystal 6 and the substrate normal H of the liquid crystal 6 in the liquid crystal domain of the pixel region X is the substrate normal of the cholesteric spiral axis 62 of the liquid crystal 6 in the liquid crystal domain of the pixel region X near the opposite substrate 2a. H is larger than the angle θ2.

【0106】そして、一対の基板1、2の液晶層10に
臨む側に液晶6と接触する配向制御層81、82がそれ
ぞれ設けられていて、両基板近傍1a、2aの画素領域
Xの各液晶ドメインにおける液晶6のコレステリック螺
旋軸61、62の基板法線Hとなす角度θ1、θ2は配
向制御層81、82により制御される。この配向制御層
81、82による制御によって両基板近傍1a、2aの
画素領域Xにおける液晶ドメイン間において液晶6のコ
レステリック螺旋軸61、62の基板法線Hとなす角度
θ1、θ2に大小が生じている。その角度の大小が生じ
ている例として、次の(c)及び(d)の場合を例示で
きる。すなわち、 (c)両基板1、2に設けられている配向制御層81、
82のうちの少なくとも一方の配向制御層がラビングさ
れていることにより生じている場合。この場合、ラビン
グされた配向制御層のラビング密度が10以下であるこ
とが望ましい。所定パターンの開口を有するマスクを介
してラビングを行うなどして、配向制御層を部分的にラ
ビングすることにより前記角度の大小を生じさせてもよ
い。いずれの場合も、配向膜材料やラビング条件によっ
ては配向制御層がモノドメイン化せず、全体として元の
状態よりも螺旋軸の傾きの小さくなったポリドメインが
得られる。 (d)両基板1、2に設けられている配向制御層81、
82のうちの少なくとも一方の配向制御層が所定の光の
照射を受けていることにより生じている場合。この場合
の角度θ1、θ2の大小は、配向制御層への前記所定光
の照射量により制御されてもよいし、配向制御層への前
記所定光の照射時の基板温度により制御されてもよい
し、また配向制御層への前記所定光の照射時の基板面に
対する光照射角度により制御されてもよい。所定パター
ンの開口を有するマスクを介して光照射するなどして、
配向制御層に部分的に光を照射することにより前記角度
の大小を生じさせてもよい。いずれの場合も、配向膜材
料や光照射条件によっては配向制御層がモノドメイン化
せず、全体として元の状態よりも螺旋軸の傾きの小さく
なったポリドメインが得られる。いずれにしても、前記
所定光としては紫外光を例示できる。
On the sides of the pair of substrates 1 and 2 facing the liquid crystal layer 10, alignment control layers 81 and 82 are provided so as to be in contact with the liquid crystal 6, respectively. The angles θ1 and θ2 between the cholesteric spiral axes 61 and 62 of the liquid crystal 6 and the substrate normal H in the domain are controlled by the alignment control layers 81 and 82. Due to the control by the alignment control layers 81 and 82, angles θ1 and θ2 between the cholesteric spiral axes 61 and 62 of the liquid crystal 6 and the substrate normal line H between the liquid crystal domains in the pixel regions X near the two substrates 1a and 2a are generated. I have. The following cases (c) and (d) can be exemplified as examples where the magnitude of the angle occurs. (C) the orientation control layer 81 provided on both substrates 1 and 2;
The case where at least one of the alignment control layers 82 is rubbed. In this case, it is preferable that the rubbed density of the rubbed orientation control layer is 10 or less. The angle may be varied by partially rubbing the orientation control layer, for example, by performing rubbing through a mask having a predetermined pattern of openings. In either case, depending on the alignment film material and the rubbing conditions, the orientation control layer does not form a monodomain, and a polydomain having a smaller inclination of the helical axis than the original state can be obtained as a whole. (D) an orientation control layer 81 provided on both substrates 1 and 2;
82, when at least one of the orientation control layers is irradiated with predetermined light. In this case, the magnitude of the angles θ1 and θ2 may be controlled by the irradiation amount of the predetermined light on the alignment control layer, or may be controlled by the substrate temperature when the predetermined light is irradiated on the alignment control layer. Alternatively, it may be controlled by a light irradiation angle with respect to the substrate surface when the predetermined light is irradiated on the alignment control layer. By irradiating light through a mask having a predetermined pattern of openings,
The angle may be varied by partially irradiating the orientation control layer with light. In any case, depending on the alignment film material and light irradiation conditions, the alignment control layer does not become a monodomain, and a polydomain having a smaller inclination of the helical axis than the original state can be obtained as a whole. In any case, the predetermined light can be exemplified by ultraviolet light.

【0107】また、両基板1、2に設けられている配向
制御層81、82は材料パラメータが互いに異なってい
てもよい。この場合、両基板近傍1a、2aの画素領域
Xの各液晶ドメインにおける液晶6のコレステリック螺
旋軸61、62の基板法線Hとなす角度θ1、θ2は、
両基板1、2に設けられている、材料パラメータが互い
に異なる各配向制御層81、82により制御される。こ
の各配向制御層81、82に用いる材料として、各配向
制御層81、82で材料パラメータが異なるように、例
えば、各配向制御層81、82で異なった種類の材料を
用いることができる。前記材料パラメータとしては、そ
れには限定されないが、例えばプレチルト角を挙げるこ
とができる。
Further, the material parameters of the alignment control layers 81 and 82 provided on the substrates 1 and 2 may be different from each other. In this case, the angles θ1 and θ2 between the cholesteric spiral axes 61 and 62 of the liquid crystal 6 and the substrate normal H in the liquid crystal domains of the pixel regions X in the vicinity of both substrates 1a and 2a are:
The material parameters provided on both substrates 1 and 2 are controlled by different orientation control layers 81 and 82, respectively. As a material used for each of the orientation control layers 81 and 82, for example, a different type of material can be used for each of the orientation control layers 81 and 82 so that the material parameters differ for each of the orientation control layers 81 and 82. Examples of the material parameter include, but are not limited to, a pretilt angle.

【0108】ここでの角度θ1、θ2の大小は、両基板
1、2に設けられている配向制御層81、82がいずれ
もラビングされていることにより生じている。このラビ
ングされた配向制御層81、82のラビング密度は、こ
こではいずれも10以下である。
The magnitudes of the angles θ1 and θ2 are caused by the rubbing of the alignment control layers 81 and 82 provided on the substrates 1 and 2. The rubbing density of each of the rubbed orientation control layers 81 and 82 is 10 or less here.

【0109】また、図1に示す液晶光変調素子において
は、選択反射状態において両基板近傍1a、2aの画素
領域Xの各液晶ドメインにおける液晶6のコレステリッ
ク螺旋軸61、62の基板法線Hとなす角度θ1、θ2
がいずれも20°以下である。
Further, in the liquid crystal light modulation device shown in FIG. 1, in the selective reflection state, the substrate normal H of the cholesteric spiral axes 61 and 62 of the liquid crystal 6 in each liquid crystal domain of the pixel region X near both substrates 1a and 2a. Angles θ1, θ2
Is 20 ° or less.

【0110】図1に示す液晶光変調素子を含め、本発明
の液晶光変調素子において、フォーカルコニック状態で
の光散乱効果を低減させる目的で、フォーカルコニック
状態での液晶分子の螺旋軸の方向が基板面と略平行な面
内で規則的に配列されてもよい。
In the liquid crystal light modulation device of the present invention, including the liquid crystal light modulation device shown in FIG. 1, the direction of the helical axis of the liquid crystal molecules in the focal conic state is reduced in order to reduce the light scattering effect in the focal conic state. They may be arranged regularly in a plane substantially parallel to the substrate surface.

【0111】この場合、フォーカルコニック状態での液
晶分子の螺旋軸の方向を基板面と略平行な面内で規則的
に配列させるために、液晶素子内に液晶分子の配列規制
手段を設けてもよい。
In this case, in order to regularly align the direction of the helical axis of the liquid crystal molecules in the focal conic state in a plane substantially parallel to the substrate surface, it is possible to provide a liquid crystal element alignment control means in the liquid crystal element. Good.

【0112】螺旋軸の方向を基板と平行な面内において
規則的に配列させる配列規制手段としては、例えば、電
界の制御による手段、配向規制力を異ならせることによ
る手段を挙げることができる。 (A)電界の制御による手段(電界の方向に異方性を生
じさせる突起状構造物又は溝) 図4に図1に示す液晶光変調素子において、配列規制手
段の一例であるリブ構造の突起状構造物13が形成され
ている状態を示す。また、図5にリブ構造の突起状構造
物13が形成されている液晶光変調素子において、等電
位線26が該突起状構造物13近傍で歪を生じる状態を
示し、図6に電界方向Eが部分的に特定方向に傾斜する
状態を示す。なお、図4において樹脂構造物4は図示を
省略してある。以下に説明する図9及び図11について
も同様である。
Examples of the arrangement regulating means for regularly arranging the direction of the helical axis in a plane parallel to the substrate include a means for controlling the electric field and a means for varying the alignment regulating force. (A) Means by controlling electric field (projection-like structure or groove that causes anisotropy in the direction of the electric field) In the liquid crystal light modulation device shown in FIG. 1 in FIG. 1 shows a state in which a striated structure 13 is formed. FIG. 5 shows a state in which the equipotential lines 26 cause distortion in the vicinity of the projecting structure 13 in the liquid crystal light modulation device in which the projecting structure 13 having the rib structure is formed, and FIG. Shows a state in which is partially inclined in a specific direction. In FIG. 4, the resin structure 4 is not shown. The same applies to FIGS. 9 and 11 described below.

【0113】図4に示すように、リブ構造の突起状構造
物13を一方の基板2に設けている場合、突起状構造物
13を設けたことにより、電極11、12間に電圧印加
した場合に、図5に示すように等電位線26が突起状構
造物13近傍で歪を生じる。そのため、図6に示すよう
に電界方向Eが部分的に特定方向に傾斜する。そして、
この状態から電圧の印加を停止して液晶をフォーカル・
コニック状態にすると、それまで存在していた傾斜電界
の影響により、液晶の螺旋軸方向が規制されるものと考
えられ、結果的に図7及び図8に示すように、基板に略
平行な面内において、液晶の螺旋軸61が規則的に揃っ
た状態となる。従って、液晶分子の螺旋軸61が一定の
方向に向いた光散乱の少ないフォーカル・コニック状態
を実現することができる。なお、図8に示す状態は液晶
光変調素子を上から見たときの状態である。
As shown in FIG. 4, when the protruding structure 13 having the rib structure is provided on one of the substrates 2, when the protruding structure 13 is provided, a voltage is applied between the electrodes 11 and 12. In addition, as shown in FIG. 5, the equipotential lines 26 cause distortion near the protruding structure 13. Therefore, as shown in FIG. 6, the electric field direction E is partially inclined in a specific direction. And
In this state, the application of voltage is stopped and the liquid crystal is
When in the conic state, it is considered that the direction of the helical axis of the liquid crystal is regulated by the influence of the tilted electric field existing up to then, and as a result, as shown in FIG. 7 and FIG. , The spiral axes 61 of the liquid crystal are regularly aligned. Therefore, it is possible to realize a focal conic state in which the helical axis 61 of the liquid crystal molecules is directed in a certain direction and light scattering is small. The state shown in FIG. 8 is a state when the liquid crystal light modulation element is viewed from above.

【0114】なお、突起構造物としては前記の構造物1
3に限定されるものではなく、各種の形状のものを用い
ることができる。
Incidentally, as the protruding structure, the aforementioned structure 1
The shape is not limited to 3, and various shapes can be used.

【0115】図9に図1に示す液晶光変調素子におい
て、電極12に配列規制手段の他の例である溝(スリッ
ト)15が形成されている状態を示す。また、図10に
電極12にスリット15が形成されている液晶光変調素
子において、スリット15近傍で等電位線26に歪みを
生じる状態を示す。
FIG. 9 shows a state in which a groove (slit) 15 which is another example of the arrangement regulating means is formed in the electrode 12 in the liquid crystal light modulation device shown in FIG. FIG. 10 shows a state in which the equipotential line 26 is distorted in the vicinity of the slit 15 in the liquid crystal light modulation element in which the slit 15 is formed in the electrode 12.

【0116】図9に示すように、透明電極12にスリッ
ト15を形成した場合にも、やはり図10に示すように
スリット15近傍で等電位線26に歪みを生じるため、
同様の理由で液晶の螺旋軸が一定の方向に向いた散乱の
少ないフォーカル・コニック状態を実現することができ
る。
Even when the slit 15 is formed in the transparent electrode 12 as shown in FIG. 9, the equipotential line 26 is also distorted near the slit 15 as shown in FIG.
For the same reason, it is possible to realize a focal conic state in which the helical axis of the liquid crystal is oriented in a certain direction and the scattering is small.

【0117】なお、溝については、電極に形成されるも
のに限定されない。例えば絶縁膜等に形成されてもよ
い。 (B)配列規制力を異ならせることによる手段 螺旋軸の方向を基板と平行な面内において規則的に配列
させる他の手段としては、配向規制力の異なる領域が挙
げられる。配向規制力の異なる領域とは液晶分子に対す
るアンカリング力や配向方向が異なる領域をいう。この
配向規制力の異なる領域は、電極面に均一に塗布された
ポリイミド等の配向膜(配向制御層)をラビング処理し
たり紫外線等による光配向処理を施すことにより得られ
る。特に、密度の低い(例えば、ラビンク密度10以下
の)ラビングを配向制御層全体に施したり、所定パター
ンの開口を有するマスクを用いるなどして配向制御層を
部分的にラビングしたり、所定パターンの開口を有する
マスクを介して光照射するなどして部分的に光照射を行
ったりして、配向規制力の異なる領域を形成することが
好ましい。また、部分的に材料種の異なる配向膜を形成
することによっても配向規制力の異なる領域が得られ
る。
The grooves are not limited to those formed on the electrodes. For example, it may be formed on an insulating film or the like. (B) Means by Differentiating Arrangement Control Force Another means for regularly arranging the direction of the helical axis in a plane parallel to the substrate includes regions having different alignment control forces. The regions having different alignment regulating forces are regions having different anchoring forces and alignment directions for liquid crystal molecules. The regions having different alignment regulating forces can be obtained by rubbing an alignment film (alignment control layer) made of polyimide or the like uniformly coated on the electrode surface or by performing a photo alignment process using ultraviolet rays or the like. In particular, rubbing having a low density (for example, having a Rabink density of 10 or less) is applied to the entire alignment control layer, the alignment control layer is partially rubbed by using a mask having a predetermined pattern of openings, or a predetermined pattern is rubbed. It is preferable to form regions having different alignment regulating forces by partially irradiating light, for example, by irradiating light through a mask having an opening. In addition, regions having different alignment regulating forces can be obtained by partially forming alignment films of different material types.

【0118】このような配向規制力の異なる領域は、ラ
ビング処理等により電界方向の傾斜が発現するのではな
く、液晶分子がフォーカルコニック状態に遷移する過程
において、表面規制力の違いによる螺旋軸の方向付けが
なされるため、前記の電界方向を傾斜させる手段と同様
の効果を得ることができるものと考えられる。
In such a region having a different alignment regulating force, the inclination of the helical axis due to the difference in the surface regulating force is not caused in the process of transition of the liquid crystal molecules to the focal conic state, but the inclination of the electric field direction is caused by rubbing treatment or the like. It is considered that the same effect as the above-described means for inclining the direction of the electric field can be obtained because the direction is set.

【0119】いずれにしても、かかる配向処理を施すこ
とによって、螺旋軸の方向を基板と平行な面内において
規則的に配列させる場合、液晶素子中に新たな部材を追
加する必要がないため信頼性が高まるという利点があ
る。特に、光配向処理は塵の発生等の恐れが少なく優れ
た手段である。
In any case, when the orientation of the helical axis is regularly arranged in a plane parallel to the substrate by performing such an alignment treatment, it is not necessary to add a new member to the liquid crystal element, so that the reliability is improved. There is an advantage that the property is enhanced. In particular, the photo-alignment treatment is an excellent means that has little possibility of generating dust and the like.

【0120】全面的又は部分的にラビングを施す手法及
び全面的又は部分的に光照射を行う手法は、本発明に係
る第1の液晶光変調素子において、配向制御層が設けら
れている場合、選択反射状態時における液晶層の前記混
在状態における液晶分子が該配向制御層により配向制御
される場合(ここでは図3(A)の場合)において行わ
れる配向制御手法と同様のものでもよい。また、部分的
にラビングを施す手法、部分的に光照射を行う手法及び
部分的に異なる材料を用いる手法は、本発明に係る第2
の液晶光変調素子において、配向制御層が設けられてい
る場合、選択反射状態時における液晶層の両基板近傍の
画素領域の各液晶ドメインにおける液晶のコレステリッ
ク螺旋軸の基板法線となす角度が該配向制御層により制
御される場合(ここでは図3(B)の場合)において行
われる配向制御手法と同様のものでもよい。このように
先の配向制御手法と同様の手法を用いることにより、前
記混在状態や上下基板における角度の違いを実現すると
同時に、散乱の少ないフォーカルコニック状態をも実現
することができる。
The method of performing rubbing entirely or partially and the method of irradiating light entirely or partially are described in the first liquid crystal light modulation device according to the present invention, in which an alignment control layer is provided. A method similar to the alignment control method performed when the alignment of the liquid crystal molecules in the mixed state of the liquid crystal layer in the selective reflection state is controlled by the alignment control layer (here, in the case of FIG. 3A). Further, a technique of partially rubbing, a technique of partially irradiating light, and a technique of using partially different materials are described in the second aspect of the present invention.
When the alignment control layer is provided in the liquid crystal light modulation device of the above, the angle between the cholesteric spiral axis of the liquid crystal and the substrate normal in each liquid crystal domain of the pixel region near both substrates of the liquid crystal layer in the selective reflection state is defined as the angle. It may be the same as the alignment control method performed in the case where the alignment is controlled by the alignment control layer (here, the case of FIG. 3B). As described above, by using a method similar to the above-described alignment control method, it is possible to realize the mixed state and the difference in angle between the upper and lower substrates, and also to realize the focal conic state with less scattering.

【0121】図11に図1に示す液晶光変調素子におい
て、かかる手法により部分的に処理された領域16を配
向制御層(配向膜)82上に設けた例を示す。
FIG. 11 shows an example in which, in the liquid crystal light modulation device shown in FIG. 1, the region 16 partially processed by such a method is provided on an alignment control layer (alignment film) 82.

【0122】このように部分的に処理された領域が設け
られた配向制御層は、図3(A)の場合のように、選択
反射状態時における液晶層の前記混在状態を得るように
液晶分子を配向制御することができるものでもよい。ま
た、図3(B)の場合のように、選択反射状態時におけ
る液晶層の両基板近傍の画素領域の各液晶ドメインにお
ける液晶のコレステリック螺旋軸の基板法線となす角度
を制御することができるものでもよい。いずれにしても
フォーカルコニック状態において螺旋軸の方向を基板と
平行な面内において規則的に配列させることも可能であ
る。
The orientation control layer provided with the partially treated region is provided with liquid crystal molecules so as to obtain the mixed state of the liquid crystal layer in the selective reflection state as shown in FIG. 3A. May be capable of controlling the orientation. Further, as in the case of FIG. 3B, it is possible to control the angle between the cholesteric spiral axis of the liquid crystal and the substrate normal in each liquid crystal domain of the pixel region near both substrates of the liquid crystal layer in the selective reflection state. It may be something. In any case, in the focal conic state, the direction of the helical axis can be regularly arranged in a plane parallel to the substrate.

【0123】選択反射状態時における前記両基板近傍の
画素領域の各液晶ドメインにおける液晶のコレステリッ
ク螺旋軸の基板法線となす角度を制御する手法として、
狭持されたコレステリック液晶に臨む基板最表面(例え
ば基板表面の膜)の材料種、処理方法をコレステリック
液晶材料種に合わせて適宜選択する手法も有効である。
As a method for controlling the angle between the cholesteric spiral axis of the liquid crystal and the substrate normal in each liquid crystal domain of the pixel region near the two substrates in the selective reflection state,
It is also effective to appropriately select the material type and processing method of the outermost surface of the substrate (for example, a film on the substrate surface) facing the cholesteric liquid crystal held in accordance with the cholesteric liquid crystal material type.

【0124】基板最表面が膜である場合、基板最表面の
材料としては、前述の電極材料、絶縁膜に用いられる材
料の他、ポリイミドが利用可能である。このうち、後述
する配向処理によりコレステリック液晶との相互作用を
容易に変化させられるという観点からポリイミドが最も
適する。また、膜の厚みは、コレステリック液晶層への
電圧印加を行うことができ、光透過率を著しく低下させ
ない程度の厚みであればよい。
When the outermost surface of the substrate is a film, as the material of the uppermost surface of the substrate, polyimide can be used in addition to the above-mentioned electrode material and the material used for the insulating film. Among them, polyimide is most suitable from the viewpoint that the interaction with cholesteric liquid crystal can be easily changed by the alignment treatment described later. The thickness of the film may be such that a voltage can be applied to the cholesteric liquid crystal layer and the light transmittance is not significantly reduced.

【0125】配向処理を行う手法としては、配向処理を
行う部分の表面を布等で一方向にこするラビング法、基
板最表面が膜(例えば、ポリイミド膜)である場合、成
膜後の膜に無偏光若しくは直線偏光の光(例えば、紫外
線)を照射し、該膜に異性化、二量化、分解等の反応を
起こさせ、異方性を生じさせる光配向処理が好適であ
る。
As a method of performing the orientation treatment, a rubbing method in which the surface of the portion to be subjected to the orientation treatment is rubbed in one direction with a cloth or the like, and when the outermost surface of the substrate is a film (for example, a polyimide film), Irradiation of non-polarized light or linearly polarized light (eg, ultraviolet light) to the film to cause a reaction such as isomerization, dimerization, or decomposition to cause anisotropy is preferable.

【0126】ここでラビング法を採用する場合、所定の
毛先長さのラビング布を有するラビングローラを備え、
基板を所定方向に所定の速度で移動させるとともに、所
定方向に所定の回転数で回転するラビングローラと該基
板最表面とを相互に接触させることにより、該基板最表
面をラビングするラビング装置を用いることができる。
このラビングローラを利用したラビング装置を用いる場
合、ラビング布の毛先押し込み長さ、ラビング回数、ラ
ビングローラ半径、ラビングローラ回転数、基板移動速
度により液晶分子の配向制御が可能である。
In the case where the rubbing method is employed, a rubbing roller having a rubbing cloth having a predetermined bristle length is provided.
A rubbing device that rubs the outermost surface of the substrate by moving the substrate at a predetermined speed in a predetermined direction and bringing the rubbing roller rotating at a predetermined number of revolutions in a predetermined direction into contact with the uppermost surface of the substrate is used. be able to.
When a rubbing device using this rubbing roller is used, the orientation of liquid crystal molecules can be controlled by the length of the rubbing cloth pushed into the tip of the rubbing cloth, the number of rubbing, the radius of the rubbing roller, the number of rotations of the rubbing roller, and the moving speed of the substrate.

【0127】ラビング回数を(N)、ラビングローラ半
径を(r)、ラビングローラ回転数を(m)、基板移動
速度を(v)としたときの以下の式(1)で表されるラ
ビング密度(L)は重要なパラメータである。
When the number of rubbings is (N), the radius of the rubbing roller is (r), the number of rotations of the rubbing roller is (m), and the moving speed of the substrate is (v), the rubbing density represented by the following equation (1): (L) is an important parameter.

【0128】[0128]

【数1】 (Equation 1)

【0129】このラビング密度が100程度以上の場
合、コレステリック液晶の螺旋軸は基板面に対して完全
乃至略完全に垂直となるため、前述したように双安定効
果が失われやすくなる。ラビング密度が100以下の場
合には、基板面全面がラビングされるわけではなく部分
的にラビング効果がはたらくものと考えられ、液晶の螺
旋軸は一部が基板面に対して完全乃至略完全に垂直な構
成をとり、一部が基板法線に対して傾きを有する構成を
とる。液晶光変調素子の一画素程度の範囲(例えば10
0μm□以上)で見れば、液晶の螺旋軸の傾きはその範
囲の平均として基板法線方向に対してある角度を有する
ことになる。また、同様の効果はマスク層を用いるなど
してラビング処理を部分的に行う部分ラビング法を用い
てマスク層の開口部に相当するラビング対象領域のラビ
ング密度を大きくした場合でも得ることができる。
When the rubbing density is about 100 or more, the helical axis of the cholesteric liquid crystal is completely or almost completely perpendicular to the substrate surface, so that the bistable effect is easily lost as described above. When the rubbing density is 100 or less, it is considered that the entire surface of the substrate is not rubbed, and the rubbing effect is partially performed, and the helical axis of the liquid crystal is partially or almost completely formed with respect to the substrate surface. A vertical configuration is adopted, and a configuration is adopted in which a part is inclined with respect to the substrate normal. A range of about one pixel of the liquid crystal light modulation element (for example, 10
(0 μm square or more), the inclination of the helical axis of the liquid crystal has a certain angle with respect to the normal direction of the substrate as an average of the range. The same effect can be obtained even when the rubbing density of the rubbing target region corresponding to the opening of the mask layer is increased by using a partial rubbing method in which rubbing is partially performed using a mask layer or the like.

【0130】一方、光配向処理を行う場合において、配
向処理を行う領域に、例えば紫外線を照射する場合、紫
外線の照度、照射時間、照射時の基板温度、照射時の紫
外線方向に対する基板傾斜角度により、液晶分子の配向
制御が可能である。前記の部分配向法(部分ラビング
法)と同様、フォトマスクを介して露光を行う部分光配
向処理も有効である。
On the other hand, in the case of performing the photo-alignment treatment, when irradiating the region to be subjected to the alignment treatment with, for example, ultraviolet rays, the illuminance of the ultraviolet rays, the irradiation time, the substrate temperature at the time of irradiation, and the substrate inclination angle with respect to the ultraviolet direction at the time of irradiation. In addition, it is possible to control the alignment of liquid crystal molecules. Similar to the above-described partial alignment method (partial rubbing method), partial light alignment processing for exposing through a photomask is also effective.

【0131】また、両基板間で最表面膜材料(例えば、
ポリイミド膜材料)そのものを異なる材料にする場合
も、同様の効果が得られる。すなわち、両基板間で最表
面材料としてラビングにより発現するプレチルト角の異
なる材料を選択する場合やプレチルト角が同じであって
も材料構成が異なる材料を選択する場合でも、同様の効
果が得られる。
Further, the outermost film material (for example,
Similar effects can be obtained when the polyimide film material) itself is made of a different material. That is, the same effect can be obtained even when a material having a different pretilt angle developed by rubbing is selected as the outermost surface material between the two substrates, or when a material having a different material configuration is selected even if the pretilt angle is the same.

【0132】配向制御層(配向膜)を部分的にラビング
処理を行う手法としては、例えば形成した配向膜にフォ
トレジスト材料をスピンコート等により塗布し、既存の
フォトリソグラフィー工程によりラビングを行いたい部
分のみレジストを除去し、ラビングを行った後、レジス
トを除去する手法を挙げることができる。これによりラ
ビング領域が得られる。なお、ラビング方向は特に問わ
ない。
As a method of partially rubbing the alignment control layer (alignment film), for example, a photoresist material is applied to the formed alignment film by spin coating or the like, and a portion to be rubbed by an existing photolithography process is used. Only after removing the resist and performing rubbing, a method of removing the resist can be used. Thereby, a rubbing area is obtained. The rubbing direction is not particularly limited.

【0133】部分的に光配向処理を行う手法としては、
例えばフォトマスク及び偏光板を介して紫外線露光する
手法を挙げることができる。これにより容易に光配向領
域が得られる。
As a method of partially performing the photo-alignment treatment,
For example, there is a method of performing ultraviolet exposure through a photomask and a polarizing plate. Thereby, a photo alignment region can be easily obtained.

【0134】図12にかかる手法により配向膜を部分的
に処理する工程の一例を示す。本例は以下の各工程を含
む。 ・図12(A):電極12がパターン形成された基板2
の電極面に絶縁膜7を形成する。 ・図12(B):絶縁膜7上に配向膜82を形成する。 ・図12(C):光源70にてマスク72の開口部73
を介して配向膜82を露光する。
FIG. 12 shows an example of a process for partially processing an alignment film by the method according to the present invention. This example includes the following steps. FIG. 12A: Substrate 2 on which electrode 12 is patterned
An insulating film 7 is formed on the surface of the electrode. FIG. 12B: An alignment film 82 is formed on the insulating film 7. FIG. 12C: Opening 73 of mask 72 with light source 70
Is exposed through the film.

【0135】または、 ・図12(C’):配向膜82上にレジスト膜40を形
成し、レジスト膜40をパターニングする。そして、レ
ジスト膜40の開口部41を介して配向膜82をラビン
グ処理64する。その後、レジスト膜40を除去する。 ・図12(D):以上により、部分的に処理された領域
16が形成される。
Or FIG. 12C: A resist film 40 is formed on the alignment film 82, and the resist film 40 is patterned. Then, a rubbing process 64 is performed on the alignment film 82 through the opening 41 of the resist film 40. After that, the resist film 40 is removed. FIG. 12 (D): As described above, a partially processed region 16 is formed.

【0136】以上の工程により、比較的簡単な手法で、
所望の形状を有した領域16を任意の位置に形成するこ
とができる。
By the above steps, a relatively simple method can be used.
The region 16 having a desired shape can be formed at an arbitrary position.

【0137】なお、異種配向膜を使用する手法として
は、例えば、図12(C’)の工程において、レジスト
膜のパターニング後、異なる種類の配向膜を塗布し焼成
してレジスト膜を除去する手法を採用できる。
As a method of using a heterogeneous alignment film, for example, in the step of FIG. 12C ', after patterning a resist film, a different type of alignment film is applied and baked to remove the resist film. Can be adopted.

【0138】このようにして得られる領域16は、図1
の液晶光変調素子において、図3(A)の場合は配向制
御層82に、図3(B)の場合は配向制御層81、82
にそれぞれ設けることができる。
The area 16 obtained in this manner is the same as that shown in FIG.
3A, the alignment control layers 82 and 82 in FIG. 3B are provided.
Respectively.

【0139】以上のようにして、基板に表面処理を施
し、或いは基板最表面の材料を選択することで、コレス
テリック液晶螺旋軸の傾き(基板法線となす角度)を両
基板間で変化させた場合、各基板近傍でのコレステリッ
クドメインの構造が異なり、プレーナ状態での光反射特
性が異なることになる。
As described above, the surface of the substrate is subjected to the surface treatment, or the material of the outermost surface of the substrate is selected, so that the inclination of the cholesteric liquid crystal spiral axis (the angle formed with the substrate normal) is changed between the two substrates. In this case, the structure of the cholesteric domain near each substrate is different, and the light reflection characteristics in the planar state are different.

【0140】コレステリック液晶による可視光の選択反
射による表示を行う液晶光変調素子においては、液晶の
螺旋軸の傾き(基板法線となす角度)が比較的大きい場
合には、素子観察側正面の光反射率は低いもののスペク
トル半値巾は広く視野角特性に優れた構造をとる。一
方、液晶の螺旋軸の傾き(基板法線となす角度)が比較
的小さい場合には、素子観察側正面の光反射率及び色純
度が高く視野角特性のやや劣る構造をとる。従って、無
配向処理コレステリック液晶素子に比べ、双安定特性を
維持したまま素子観察側正面での優れた明るさ、色純度
特性が得られる。さらに素子観察側の液晶の螺旋軸の傾
き(基板法線となす角度)が非観察側(観察側とは反対
側)に比べて大きい場合には、螺旋軸の傾きの小さい側
のコレステリックドメインから反射した光が螺旋軸の傾
きの大きい側のコレステリックドメインにより若干散乱
するため、視野角特性の観点からみると有利である。
In a liquid crystal light modulation element which performs display by selective reflection of visible light by a cholesteric liquid crystal, if the inclination of the helical axis of the liquid crystal (the angle between the liquid crystal and the substrate normal) is relatively large, the light in front of the element observation side can be obtained. Although the reflectance is low, the spectrum half width is wide and the structure has excellent viewing angle characteristics. On the other hand, when the inclination of the helical axis of the liquid crystal (the angle formed with the normal to the substrate) is relatively small, a structure is adopted in which the light reflectance and color purity at the front of the element observation side are high and the viewing angle characteristics are slightly inferior. Therefore, superior brightness and color purity characteristics can be obtained in front of the device observation side while maintaining the bistable characteristics, as compared with the non-alignment-treated cholesteric liquid crystal device. Further, when the inclination of the helical axis of the liquid crystal on the element observation side (the angle formed with the substrate normal) is larger than that on the non-observation side (the side opposite to the observation side), the cholesteric domain on the side with the smaller inclination of the helical axis The reflected light is slightly scattered by the cholesteric domain on the side where the inclination of the helical axis is large, which is advantageous from the viewpoint of viewing angle characteristics.

【0141】コレステリック液晶のプレーナ配列の螺旋
軸方向に対して斜めに入射した光の選択反射光の波長λ
は以下の式(2)により表される。
The wavelength λ of the selectively reflected light of the light obliquely incident on the helical axis of the planar arrangement of the cholesteric liquid crystal.
Is represented by the following equation (2).

【0142】[0142]

【数2】 (Equation 2)

【0143】よって、液晶の螺旋軸の傾き(基板法線と
なす角度)は両基板間で同等の液晶の螺旋軸の傾きを有
する液晶セルを作製し、該液晶セルの分光透過率測定を
行って、両面ラビングコレステリックセルの分光透過率
測定と選択反射波長を比較することにより容易に計算可
能である。
Therefore, a liquid crystal cell having the same inclination of the spiral axis of the liquid crystal (the angle formed with the normal to the substrate) between the two substrates is manufactured, and the spectral transmittance of the liquid crystal cell is measured. It can be easily calculated by comparing the spectral transmittance measurement of the double-sided rubbing cholesteric cell with the selective reflection wavelength.

【0144】高密度ラビングを行ったセルは螺旋軸角度
が0°となる。この場合のセル透過率を測定し、得られ
たスペクトルより選択反射中心波長を読み取る。
The cells subjected to high-density rubbing have a spiral axis angle of 0 °. The cell transmittance in this case is measured, and the selective reflection center wavelength is read from the obtained spectrum.

【0145】[0145]

【数3】 (Equation 3)

【0146】次に螺旋軸角度が数度のセルを測定し同様
に中心波長を読み取る。
Next, a cell having a helical axis angle of several degrees is measured, and the center wavelength is similarly read.

【0147】[0147]

【数4】 (Equation 4)

【0148】この手法により液晶の螺旋軸の傾き(基板
法線となす角度)を計算し、表示特性と比較したところ
螺旋軸傾きが20°以下である液晶光変調素子では、明
るさ、色純度の点で優れる。これに対し、液晶の螺旋軸
傾きが20°より大きい液晶光変調素子では、ドメイン
間の散乱効果が大きくなり色純度が劣る。積層型液晶光
変調素子を構成した場合には光透過率も低下してしま
う。従って、液晶の螺旋軸傾きは20°以下であること
が望ましい。
By calculating the inclination of the helical axis of the liquid crystal (the angle formed with the substrate normal) by this method and comparing it with the display characteristics, the brightness and color purity of the liquid crystal light modulator having the helical axis inclination of 20 ° or less are obtained. Excellent in terms of. On the other hand, in the liquid crystal light modulation element in which the helical axis inclination of the liquid crystal is larger than 20 °, the scattering effect between domains becomes large and the color purity is inferior. When a multilayer liquid crystal light modulation device is formed, the light transmittance also decreases. Therefore, it is desirable that the inclination of the helical axis of the liquid crystal is 20 ° or less.

【0149】図1に示す液晶光変調素子を含め、本発明
の液晶光変調素子は、一対の基板間に、ギャップを規定
するスペーサ材として該基板間のギャップを均一に保持
するためのスペーサが設けられていてもよい。ギャップ
を規定するスペーサ材としては、ガラス製、プラスチッ
ク製等の球状のスペーサ粒子を例示できる。この他、熱
可塑性若しくは熱硬化性柱状接着剤等を用いることが可
能である。図1の液晶光変調素子は、既述のとおり、基
板1、2間にスペーサ5を配置してある。
In the liquid crystal light modulation device of the present invention, including the liquid crystal light modulation device shown in FIG. 1, a spacer for holding the gap between the substrates as a spacer material for defining the gap is provided. It may be provided. Examples of the spacer material that defines the gap include spherical spacer particles made of glass, plastic, or the like. In addition, it is possible to use a thermoplastic or thermosetting columnar adhesive or the like. In the liquid crystal light modulation device of FIG. 1, the spacer 5 is disposed between the substrates 1 and 2 as described above.

【0150】図1に示す液晶光変調素子を含め、本発明
の液晶光変調素子は、強い自己保持性を付与するため
に、一対の基板間がスペース保持部材としての構造物で
支持されていてもよい。図1の液晶光変調素子には、基
板1、2間に樹脂構造物4が設けられている。樹脂構造
物4は、例えば、格子配列などの所定の配置規則に基づ
いて、一定の間隔をおいて配列された、円柱状、断面四
角柱状、断面楕円柱状などのドット状のものとすること
ができる。
In the liquid crystal light modulation device of the present invention, including the liquid crystal light modulation device shown in FIG. 1, a pair of substrates is supported by a structure as a space holding member in order to impart strong self-holding properties. Is also good. In the liquid crystal light modulation device of FIG. 1, a resin structure 4 is provided between substrates 1 and 2. The resin structure 4 may be, for example, a dot, such as a cylinder, a quadrangular prism, or an elliptical cylinder, arranged at regular intervals based on a predetermined arrangement rule such as a lattice arrangement. it can.

【0151】液晶材料を一対の基板間に狭持する方法と
しては、一般によく知られた真空注入法や液晶滴下法が
利用可能であり、作製する液晶セルのサイズ、セルギャ
ップ等を考慮して適宜選択することができ、液晶の螺旋
軸の基板法線方向に対する傾きの効果については液晶の
狭持方法による差は無い。
As a method of sandwiching the liquid crystal material between a pair of substrates, a generally well-known vacuum injection method and a liquid crystal dropping method can be used, and the size and cell gap of a liquid crystal cell to be manufactured are taken into consideration. The effect of the inclination of the helical axis of the liquid crystal with respect to the direction normal to the substrate does not differ depending on the method of holding the liquid crystal.

【0152】シール材の材料としては、例えば、エポキ
シ樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化型或いは光硬化型接着
剤が使用可能である。
As a material for the sealing material, for example, a thermosetting or photo-curing adhesive such as an epoxy resin or an acrylic resin can be used.

【0153】本発明に係る液晶光変調素子を駆動する場
合、高低矩形波電圧(電圧パルス)の組み合わせにより
行うことが望ましい。この場合、コレステリック液晶の
プレーナ状態は、液晶分子全てが電界方向に並んだホメ
オトロピック状態から急峻に電圧をオフすることで得る
ことができ、フォーカル・コニック状態は、プレーナ状
態への低電圧パルス若しくはホメオトロピック状態直後
に低電圧パルスを印加することにより得ることができ
る。
When the liquid crystal light modulation device according to the present invention is driven, it is desirable to use a combination of high and low rectangular wave voltages (voltage pulses). In this case, the planar state of the cholesteric liquid crystal can be obtained by sharply turning off the voltage from the homeotropic state in which all the liquid crystal molecules are arranged in the direction of the electric field, and the focal conic state is a low voltage pulse or a planar state. It can be obtained by applying a low-voltage pulse immediately after the homeotropic state.

【0154】以上のような特性を有するコレステリック
液晶光変調素子として、選択反射波長の異なる素子を複
数積層することにより多色表示の反射型素子が構成され
る。特に選択反射波長を赤色(R)、緑色(G)、青色
(B)とすることにより、フルカラー表示素子が得られ
る。
As a cholesteric liquid crystal light modulation element having the above characteristics, a reflection element of multicolor display is constituted by laminating a plurality of elements having different selective reflection wavelengths. In particular, by setting the selective reflection wavelength to red (R), green (G), and blue (B), a full-color display element can be obtained.

【0155】図13は青色表示を行う液晶光変調素子、
緑色表示を行う液晶光変調素子、赤色表示を行う液晶光
変調素子の三つの液晶光変調素子をこの順に積層した積
層型液晶光変調素子の概略断面図である。なお、図13
の積層型液晶光変調素子における各液晶光変調素子は、
図1に示す液晶光変調素子と実質的に同様のものであ
り、基本的に同じ構成、作用を有する箇所については同
じ参照符号を付してある。
FIG. 13 shows a liquid crystal light modulation element for performing blue display,
It is a schematic sectional drawing of the laminated type liquid crystal light modulation element which laminated | stacked the three liquid crystal light modulation elements of the liquid crystal light modulation element which performs green display, and the liquid crystal light modulation element which performs red display in this order. Note that FIG.
Each liquid crystal light modulation element in the stacked liquid crystal light modulation element of
The liquid crystal light modulator is substantially the same as the liquid crystal light modulator shown in FIG. 1, and portions having basically the same configuration and operation are denoted by the same reference numerals.

【0156】図13に示す積層型液晶光変調素子におけ
る各液晶光変調素子B、G、Rは、一対の基板1、2間
に室温でコレステリック相を示し、且つ、可視波長域に
選択反射波長のピークを有する液晶材料6b、6g、6
rを含む青色表示、緑色表示、赤色表示を行う液晶層1
0b、10g、10rがそれぞれ挟持されている。
Each of the liquid crystal light modulating elements B, G, and R in the laminated liquid crystal light modulating element shown in FIG. 13 shows a cholesteric phase between a pair of substrates 1 and 2 at room temperature, and has a selective reflection wavelength in a visible wavelength region. Liquid crystal materials 6b, 6g, 6
Liquid crystal layer 1 for displaying blue, green, and red including r
0b, 10g, and 10r are pinched, respectively.

【0157】また、素子観察側P(光を入射させる側)
とは反対側の基板の外面(裏面)には、必要に応じて、
可視光吸収層が設けられる。図13の例では液晶光変調
素子Rにおける基板2の外面(裏面)に可視光吸収層3
が設けられている。
The element observation side P (the side on which light is incident)
On the outer surface (back surface) of the substrate on the opposite side, if necessary,
A visible light absorbing layer is provided. In the example of FIG. 13, the visible light absorbing layer 3 is formed on the outer surface (back surface) of the substrate 2 in the liquid crystal light modulation element R.
Is provided.

【0158】図13に示す積層型液晶光変調素子では、
所定の電圧印加により液晶6b、6g、6rをプレーナ
状態(選択反射状態)とフォーカル・コニック状態に切
り替えて表示を行う。
In the multilayer liquid crystal light modulation device shown in FIG.
The display is performed by switching the liquid crystal 6b, 6g, 6r between the planar state (selective reflection state) and the focal conic state by applying a predetermined voltage.

【0159】図13に示す積層型液晶光変調素子を含
め、本発明の積層型液晶光変調素子では、隣り合う液晶
光変調素子において、その両者間の基板を共通にしても
よい。図14に図13の積層型液晶光変調素子につい
て、隣り合う液晶光変調素子BとG、GとRにおいて、
その両者間の基板1、2を共通にした状態を示す。
In the multilayer liquid crystal light modulation device of the present invention, including the multilayer liquid crystal light modulation device shown in FIG. 13, adjacent liquid crystal light modulation devices may have a common substrate between them. FIG. 14 shows the stacked liquid crystal light modulation elements of FIG.
This shows a state where the substrates 1 and 2 between the two are shared.

【0160】積層型液晶光変調素子において、高い色純
度を実現するためには各セル(各液晶光変調素子)を透
過する光について如何に散乱成分を低減させることがで
きるかが重要であり、前記したように液晶の螺旋軸の傾
き(基板法線となす角度)を小さくすることによりセル
の光透過率を向上させることができる。但し、螺旋軸の
傾きが小さくなると前述のように視野角特性が低下する
ため、一方は螺旋軸の傾きが比較的小さく、もう一方は
螺旋軸の傾きが大きくなる構成をとる。こうすること
で、明るさ、コントラスト、色純度の最適な反射型液晶
光変調素子が得られる。
In order to realize high color purity in a stacked liquid crystal light modulation device, it is important how the scattering component of light passing through each cell (each liquid crystal light modulation device) can be reduced. As described above, the light transmittance of the cell can be improved by reducing the inclination of the helical axis of the liquid crystal (the angle formed with the normal to the substrate). However, when the inclination of the helical axis is small, the viewing angle characteristic is reduced as described above. Therefore, one has a configuration in which the inclination of the helical axis is relatively small and the other has a large inclination of the helical axis. By doing so, a reflective liquid crystal light modulation element having optimal brightness, contrast, and color purity can be obtained.

【0161】また、積層型液晶光変調素子を構成する場
合には各液晶光変調素子層ごとに液晶の螺旋軸の傾き
(基板法線となす角度)を制御する。こうすることで、
さらに視認性に優れた特性が得られる。すなわち、コレ
ステリック液晶ドメインはプレーナ状態においても少な
からず散乱体であるため、素子観察側から遠い側の液晶
光変調素子層は液晶の螺旋軸の傾きを小さくし、該層よ
りも上層の液晶光変調素子の散乱効果を用いて光を拡散
させることにより高い色純度と高い光反射率を両立させ
ることができる。
When a stacked liquid crystal light modulation element is formed, the inclination of the helical axis of the liquid crystal (the angle between the liquid crystal light modulation element and the normal to the substrate) is controlled for each liquid crystal light modulation element layer. By doing this,
Further, characteristics with excellent visibility can be obtained. In other words, since the cholesteric liquid crystal domain is not a small scatterer even in the planar state, the liquid crystal light modulation element layer on the side farther from the element observation side reduces the inclination of the helical axis of the liquid crystal, and the liquid crystal light modulation layer higher than this layer. By diffusing light using the scattering effect of the element, both high color purity and high light reflectance can be achieved.

【0162】よって、素子観察側から順にB液晶光変調
素子−G液晶光変調素子−R液晶光変調素子と積層する
場合には、液晶の螺旋軸の傾きは大きい順にB液晶光変
調素子−G液晶光変調素子−R液晶光変調素子となるこ
と、例えば、各隣合う液晶光変調素子において、素子観
察側の液晶光変調素子における素子観察側の基板近傍の
画素領域の液晶ドメインにおける液晶のコレステリック
螺旋軸の傾き(基板法線となす角度)は、素子観察側と
は反対側の液晶光変調素子における素子観察側の基板近
傍の画素領域の液晶ドメインにおける液晶のコレステリ
ック螺旋軸の傾き(基板法線となす角度)より大きく、
素子観察側の液晶光変調素子における素子観察側とは反
対側の基板近傍の画素領域の液晶ドメインにおける液晶
のコレステリック螺旋軸の傾き(基板法線となす角度)
は、素子観察側とは反対側の液晶光変調素子における素
子観察側とは反対側の基板近傍の画素領域の液晶ドメイ
ンにおける液晶のコレステリック螺旋軸の傾き(基板法
線となす角度)より大きくなることが液晶光変調素子の
視認性向上には望ましい。
Therefore, when the B liquid crystal light modulating element, the G liquid crystal light modulating element, and the R liquid crystal light modulating element are stacked in this order from the element observation side, the B liquid crystal light modulating element-G The liquid crystal light modulation element-the R liquid crystal light modulation element, for example, in each adjacent liquid crystal light modulation element, the cholesteric of liquid crystal in the liquid crystal domain of the pixel region near the substrate on the element observation side in the liquid crystal light modulation element on the element observation side The inclination of the helical axis (the angle made with the substrate normal) is the inclination of the cholesteric helical axis of the liquid crystal in the liquid crystal domain in the pixel region near the substrate on the element observation side in the liquid crystal light modulation element on the side opposite to the element observation side (substrate method). Angle with the line)
Inclination of the cholesteric spiral axis of the liquid crystal in the liquid crystal domain in the pixel region near the substrate on the side opposite to the element observation side of the liquid crystal light modulation element on the element observation side (angle formed with the substrate normal)
Is larger than the inclination of the cholesteric helical axis of the liquid crystal in the liquid crystal domain of the pixel region near the substrate on the side opposite to the element observation side in the liquid crystal light modulation element on the side opposite to the element observation side (the angle formed with the substrate normal). This is desirable for improving the visibility of the liquid crystal light modulation element.

【0163】また、各層の液晶光変調素子で隣合う液晶
光変調素子の液晶の螺旋軸の傾きを異ならせることによ
り、例えば、各隣合う液晶光変調素子において、素子観
察側の液晶光変調素子における素子観察側の基板近傍の
画素領域の液晶ドメインにおける液晶のコレステリック
螺旋軸の傾き(基板法線となす角度)と、素子観察側と
は反対側の液晶光変調素子における素子観察側の基板近
傍の画素領域の液晶ドメインにおける液晶のコレステリ
ック螺旋軸の傾き(基板法線となす角度)とを互いに異
ならせ、素子観察側の液晶光変調素子における素子観察
側とは反対側の基板近傍の画素領域の液晶ドメインにお
ける液晶のコレステリック螺旋軸の傾き(基板法線とな
す角度)と、素子観察側とは反対側の液晶光変調素子に
おける素子観察側とは反対側の基板近傍の画素領域の液
晶ドメインにおける液晶のコレステリック螺旋軸の傾き
(基板法線となす角度)とを互いに異ならせることによ
り、さらにその効果を高めることができる。
Further, by making the inclination of the helical axis of the liquid crystal of the liquid crystal light modulation element of each layer different between the liquid crystal light modulation elements of each layer, for example, in each of the adjacent liquid crystal light modulation elements, the liquid crystal light modulation element on the element observation side can be obtained. Of the cholesteric spiral axis of the liquid crystal in the liquid crystal domain of the pixel region near the substrate on the element observation side (the angle formed with the substrate normal) and the vicinity of the substrate on the element observation side in the liquid crystal light modulation element on the opposite side to the element observation side The inclination of the cholesteric helical axis of the liquid crystal in the liquid crystal domain of the pixel region (the angle formed with the substrate normal) is different from each other, and the pixel region near the substrate on the element observation side of the liquid crystal light modulation element opposite to the element observation side Of the cholesteric helical axis of the liquid crystal in the liquid crystal domain (angle formed with the substrate normal) and the element observation side of the liquid crystal light modulation element opposite to the element observation side By varying the inclination of the liquid crystal of the cholesteric helical axis in the liquid crystal domains of the pixel region of the substrate near the opposite (angle with respect to the substrate normal) with each other, it is possible to further increase the effect.

【0164】図13及び図14に示す積層型液晶光変調
素子では、各隣合う液晶光変調素子BとG(GとR)に
おいて、素子観察側Pの液晶光変調素子B(G)におけ
る素子観察側Pの基板近傍1aの画素領域Xの液晶ドメ
インにおける液晶6b(6g)のコレステリック螺旋軸
の基板法線となす角度は、素子観察側Pとは反対側の液
晶光変調素子G(R)における素子観察側Pの基板近傍
1aの画素領域Xの液晶ドメインにおける液晶6g(6
r)のコレステリック螺旋軸の基板法線となす角度より
大きく、素子観察側Pの液晶光変調素子B(G)におけ
る素子観察側Pとは反対側の基板近傍2aの画素領域X
の液晶ドメインにおける液晶6b(6g)のコレステリ
ック螺旋軸の基板法線となす角度は、素子観察側Pとは
反対側の液晶光変調素子G(R)における素子観察側P
とは反対側の基板近傍2aの画素領域Xの液晶ドメイン
における液晶6g(6r)のコレステリック螺旋軸の基
板法線となす角度より大きい。
In the stacked liquid crystal light modulation elements shown in FIGS. 13 and 14, the liquid crystal light modulation elements B and G (G and R) adjacent to each other have the element in the liquid crystal light modulation element B (G) on the element observation side P. The angle between the cholesteric spiral axis of the liquid crystal 6b (6g) and the substrate normal in the liquid crystal domain of the pixel area X near the substrate 1a on the observation side P is opposite to the liquid crystal light modulation element G (R) on the side opposite to the element observation side P. The liquid crystal 6g (6) in the liquid crystal domain of the pixel region X near the substrate 1a on the element observation side P
r) The pixel area X in the vicinity of the substrate 2a on the liquid crystal light modulation element B (G) on the element observation side P opposite to the element observation side P, which is larger than the angle formed by the cholesteric spiral axis and the substrate normal line.
Angle between the cholesteric spiral axis of the liquid crystal 6b (6g) and the substrate normal in the liquid crystal domain of the liquid crystal light modulation element G (R) on the side opposite to the element observation side P.
The angle of the cholesteric spiral axis of the liquid crystal 6g (6r) in the liquid crystal domain of the pixel region X near the substrate 2a on the opposite side is larger than the angle formed by the substrate normal.

【0165】また、各隣合う液晶光変調素子BとG(G
とR)において、素子観察側Pの液晶光変調素子B
(G)におけるラビングされた配向制御層のラビング密
度は、該配向制御層に対応する素子観察側Pとは反対側
の液晶光変調素子G(R)における前記ラビングされた
配向制御層のラビング密度よりも小さい。
The adjacent liquid crystal light modulation elements B and G (G
And R), the liquid crystal light modulation element B on the element observation side P
The rubbing density of the rubbed alignment control layer in (G) is the rubbing density of the rubbed alignment control layer in the liquid crystal light modulation element G (R) opposite to the element observation side P corresponding to the rubbed alignment control layer. Less than.

【0166】以上説明した液晶光変調素子(積層型液晶
光変調素子)によると、選択反射状態時における液晶層
10(10b、10g、10r)の両基板1、2に臨む
基板近傍1a、2aの画素領域Xにおける各液晶ドメイ
ンが前記(1)の場合、選択反射状態時における液晶層
10(10b、10g、10r)の両基板1、2に臨む
基板近傍1a、2aのうち少なくとも一方の基板近傍2
aの画素領域Xにおける液晶ドメインがポリドメインと
モノドメインの混在状態であるので、また前記(2)の
場合、選択反射状態時における液晶層10(10b、1
0g、10r)の両基板1、2に臨む基板近傍1a、2
aの画素領域Xにおける各液晶ドメインはいずれもポリ
ドメイン構造をとり、両基板近傍1a、2aの画素領域
Xにおける液晶ドメイン間で液晶のコレステリック螺旋
軸61、62と基板法線Hとのなす角度θ1、θ2が異
なるので、明るく、コントラスト、色純度の高い良好な
画像を表示できるとともに、電圧無印加時において表示
状態(明るく、コントラスト、色純度の高い良好な画像
状態)を長期にわたって維持することができる。換言す
れば、プレーナ状態での高い反射強度・高コントラスト
・高色純度の特性と双安定性とを両立させることができ
る。
According to the liquid crystal light modulating element (laminated liquid crystal light modulating element) described above, the liquid crystal layer 10 (10b, 10g, 10r) in the selective reflection state has the vicinity of the substrates 1a, 2a facing the two substrates 1, 2. When each liquid crystal domain in the pixel region X is (1), the vicinity of at least one of the substrates 1a and 2a facing the substrates 1 and 2 of the liquid crystal layer 10 (10b, 10g, and 10r) in the selective reflection state. 2
Since the liquid crystal domains in the pixel region X of a are a mixed state of a poly domain and a mono domain, the liquid crystal layer 10 (10b, 1b,
0g, 10r) near the substrates 1a, 2a facing the two substrates 1, 2
Each of the liquid crystal domains in the pixel region X of a has a polydomain structure, and the angle between the cholesteric spiral axes 61 and 62 of the liquid crystal and the substrate normal H between the liquid crystal domains in the pixel regions X of the two substrates 1a and 2a. Since θ1 and θ2 are different, a good image having high brightness, high contrast and high color purity can be displayed, and the display state (good image state having high brightness, high contrast and high color purity) can be maintained for a long time when no voltage is applied. Can be. In other words, the characteristics of high reflection intensity, high contrast, and high color purity in the planar state and bistability can both be achieved.

【0167】また、フォーカルコニック状態での液晶分
子の螺旋軸の方向を基板面と略平行な面内で規則的に配
列させるために、配向膜(配向制御層)に配向規制力の
異なる領域が設けられているので、フォーカルコニック
状態における液晶層の光透過率が向上し、コントランス
トを向上させることができる。
In order to regularly align the direction of the helical axis of the liquid crystal molecules in the focal conic state in a plane substantially parallel to the substrate surface, regions having different alignment regulating forces are provided in the alignment film (alignment control layer). Since it is provided, the light transmittance of the liquid crystal layer in the focal conic state is improved, and the contrast can be improved.

【0168】次に、本発明に係る液晶光変調素子の性能
評価実験を行ったので、比較実験とともに以下に説明す
る。但し、本発明はこれらの各実験例に限定されるもの
ではない。
Next, an experiment for evaluating the performance of the liquid crystal light modulation device according to the present invention was conducted, and will be described below together with a comparative experiment. However, the present invention is not limited to each of these experimental examples.

【0169】各実験例・比較実験例では、基板の処理条
件(配向制御膜材料の選択、ラビング処理、光配向処理
など条件)の異なる液晶表示素子を作製し、それについ
て素子観察側正面ので視認性(素子観察側正面の反射
率、色純度)、メモリ特性(双安定性)、視野角特性
(所定観察角度の反射率)を評価した。
In each of the experimental examples and comparative experimental examples, liquid crystal display elements having different processing conditions for the substrate (conditions for selecting an alignment control film material, rubbing processing, optical alignment processing, etc.) were manufactured, and the liquid crystal display elements were visually observed in front of the element observation side. The properties (reflectance and color purity in front of the element observation side), memory characteristics (bistability), and viewing angle characteristics (reflectance at a predetermined observation angle) were evaluated.

【0170】なお、各実験例・比較実験例において、液
晶表示素子における液晶の螺旋軸の傾き(基板法線とな
す角度)の測定は、上下各基板において同一構成の配向
制御膜を形成したセルを用い、該セルに液晶を注入した
後、液晶が注入されたセルに所定の高電圧パルスを印加
して該セルをプレーナ状態にし、プレーナ状態でのセル
の光線透過率を測定することにより行った。その際、選
択反射ピーク波長を読み取り、前記式(2)により、液
晶の螺旋軸の平均傾きを算出した。 (実験条件) ・単層セルの液晶層の厚みは全て5μm ・駆動は下記のパルスを用いたパルス電圧駆動とする。
In each of the experimental examples and comparative experimental examples, the measurement of the inclination of the helical axis of the liquid crystal in the liquid crystal display element (the angle between the liquid crystal display element and the normal to the substrate) was carried out in a cell in which the same orientation control film was formed on the upper and lower substrates. After injecting liquid crystal into the cell, a predetermined high voltage pulse is applied to the cell into which the liquid crystal has been injected to bring the cell into a planar state, and the light transmittance of the cell in the planar state is measured. Was. At that time, the selective reflection peak wavelength was read, and the average inclination of the helical axis of the liquid crystal was calculated by the above equation (2). (Experimental conditions)-The thickness of the liquid crystal layer of the single-layer cell is all 5 µm.-The driving is pulse voltage driving using the following pulses.

【0171】3ms、80V〜60Vのパルスでプレー
ナ状態を選択、3ms、40Vのパルスでフォーカル・
コニック状態を選択 ・メモリ性の安定性の評価は、前記パルス電圧印加直後
の反射特性値(Y値)と、その状態のまま一ヵ月放置し
た後の反射特性値(Y値)との比較により行った。 ・視野角特性の評価は、素子観察側法線に対して30°
の方向から光照射を行い、素子観察側法線に対する検出
角度を変化させてピーク反射率を測定することにより行
った。 ・ラビング処理は、所定の毛先長さのラビング布を有す
るラビングローラを備え、基板を所定方向に所定の速度
で移動させるとともに、所定方向に所定の回転数で回転
するラビングローラと該基板最表面とを相互に接触させ
ることにより、該基板最表面をラビングすることができ
るラビング装置を用いて行った。 ・ラビング密度は、前記式(1)により求めた。
A planar state is selected by a pulse of 3 ms and 80 V to 60 V, and a focal state is selected by a pulse of 3 ms and 40 V.
The conic state is selected. The stability of the memory performance is evaluated by comparing the reflection characteristic value (Y value) immediately after the application of the pulse voltage with the reflection characteristic value (Y value) after leaving the state for one month. went.・ Evaluation of viewing angle characteristics is 30 ° with respect to the normal line on the element observation side.
The light irradiation was performed from the direction of, and the detection angle with respect to the normal line on the element observation side was changed to measure the peak reflectance. The rubbing treatment includes a rubbing roller having a rubbing cloth having a predetermined tip length, moving the substrate in a predetermined direction at a predetermined speed, and rotating the substrate at a predetermined number of rotations in a predetermined direction and the substrate. A rubbing device capable of rubbing the outermost surface of the substrate by bringing the surfaces into contact with each other was used. The rubbing density was determined by the above equation (1).

【0172】なお、各実験例・比較実験例において反射
率、色純度、反射特性値(Y値)の測定は、反射型分光
測色計CM3700d(ミノルタ社製)を用いて行っ
た。 <実験例1>この実験では、上下基板間で液晶の螺旋軸
の傾き(選択反射状態時における液晶の螺旋軸の基板法
線となす角度)が異なる単層の液晶表示素子の一例(配
向制御膜材料が上下基板間で異なる液晶表示素子)を作
製した。 ・観察側における配向制御膜 配向制御膜材料 :ポリイミド JALS−1024−R(JSR社製) ノンラビング 螺旋軸傾き(平均):約18° 成膜条件 :配向制御膜材料をフレキソ印刷 →80℃ 2min仮焼成 →140℃ 60min焼成 配向制御膜の膜厚 :500Å ・非観察側(観察側とは反対側)における配向制御膜 配向制御膜材料 :ポリイミド AL1454(JSR社製) ノンラビング 螺旋軸傾き(平均):約7° 成膜条件 :配向制御膜材料をフレキソ印刷 →80℃ 2min仮焼成 →140℃ 60min焼成 配向制御膜の膜厚 :500Å ・液晶 液晶材料 :メルク社製ネマティック液晶E31−LV +メルク社製カイラル剤S−811(24.5重量%) 選択反射ピーク波長:λ=550nm 偏光顕微鏡による観察で、いずれの配向制御膜ともにプ
レーナ状態における基板近傍の液晶はほぼ全域にわたっ
てポリドメインであることが確認された。
In each of the experimental examples and comparative experimental examples, the reflectance, color purity, and reflection characteristic value (Y value) were measured using a reflection type spectrophotometer CM3700d (manufactured by Minolta). <Experimental Example 1> In this experiment, an example of a single-layer liquid crystal display element in which the inclination of the helical axis of the liquid crystal (the angle between the helical axis of the liquid crystal and the substrate normal in the selective reflection state) differs between the upper and lower substrates (alignment control) A liquid crystal display device in which the film material differs between the upper and lower substrates) was produced. -Alignment control film on the observation side Alignment control film material: Polyimide JALS-1024-R (manufactured by JSR) Non-rubbing Helical axis inclination (average): Approximately 18 ° Deposition conditions: Flexographic printing of alignment control film material → 80 ° C for 2 min Preliminary firing → 140 ° C for 60 min. Thickness of alignment control film: 500Å ・ Orientation control film on non-observation side (opposite to observation side) Orientation control film material: Polyimide AL1454 (manufactured by JSR) Non-rubbing Helical axis inclination (average) ): About 7 ° Film formation condition: Flexographic printing of alignment control film material → 80 ° C. for 2 minutes tentative firing → 140 ° C. for 60 minutes firing Thickness of alignment control film: 500 ° ・ Liquid crystal Liquid crystal material: Nematic liquid crystal E31-LV + Merck manufactured by Merck Chiral Agent S-811 (24.5% by weight) Selective reflection peak wavelength: λ = 550 nm Observed with a polarizing microscope It liquid crystal near the substrate in the planar state is poly domain over substantially the entire region has been confirmed in both one of the orientation control film.

【0173】この実験では、素子観察側正面の反射率=
35%、色純度=75%となり、素子観察側正面での視
認性の高い液晶表示素子が得られた。
In this experiment, the reflectance at the front side of the element observation side =
35% and color purity = 75%, whereby a liquid crystal display device having high visibility in front of the device observation side was obtained.

【0174】この液晶表示素子の視野角特性を図15に
示す。図15に示すように、観察角度30°での反射率
は、0°観察時の反射率の50%以上あり、視野角特性
は十分実用範囲内であると言える。
FIG. 15 shows the viewing angle characteristics of this liquid crystal display element. As shown in FIG. 15, the reflectance at the observation angle of 30 ° is 50% or more of the reflectance at the time of 0 ° observation, and it can be said that the viewing angle characteristics are sufficiently within the practical range.

【0175】パルス電圧印加を行い、フォーカル・コニ
ック状態とした場合、電圧印加直後のY値は1.2であ
り、一ヵ月放置後のY値は1.3であった。従って、こ
の実験の液晶表示素子は、表示特性変化の少ないメモリ
性に優れた素子である。 <実験例2>この実験では、上下基板間で液晶の螺旋軸
の傾き(選択反射状態時における液晶の螺旋軸の基板法
線となす角度)が異なる単層の液晶表示素子の他の例
(片側基板の配向制御膜のみラビングした液晶表示素
子)を作製した。 ・観察側における配向制御膜 配向制御膜材料 :ポリイミド JALS−1024−R(JSR社製) ノンラビング 螺旋軸傾き(平均):約18° 成膜条件 :配向制御膜材料をフレキソ印刷 →80℃ 2min仮焼成 →140℃ 60min焼成 配向制御膜の膜厚 :500Å ・非観察側における配向制御膜 配向制御膜材料 :ポリイミド JALS−1024−R(JSR社製) 全域にわたってラビング 螺旋軸傾き(平均):約4° 成膜条件 :配向制御膜材料をフレキソ印刷 →80℃ 2min仮焼成 →140℃ 60min焼成 配向制御膜の膜厚 :500Å ラビング条件 :毛先押し込み長さ 0.4mm ロール半径 75mm ロール回転数 none 基板移動速度 30mm/sec ラビング回数 5 ラビング密度 5 ・液晶 液晶材料 :メルク社製ネマティック液晶E31−LV +メルク社製カイラル剤S−811(24.5重量%) 選択反射ピーク波長:λ=550nm 偏光顕微鏡による観察で、観察側の配向制御膜近傍のプ
レーナ状態における液晶は全てポリドメインであり、非
観察側の配向制御膜近傍の液晶はポリドメインとモノド
メインの混在状態であることが確認された。
When a pulse voltage was applied to bring the lens into a focal conic state, the Y value immediately after the voltage application was 1.2, and the Y value after one month was 1.3. Therefore, the liquid crystal display element of this experiment is an element excellent in memory characteristics with little change in display characteristics. <Experimental Example 2> In this experiment, another example of a single-layer liquid crystal display element in which the inclination of the helical axis of the liquid crystal (the angle between the helical axis of the liquid crystal and the substrate normal in the selective reflection state) differs between the upper and lower substrates ( A liquid crystal display device in which only the alignment control film on one substrate was rubbed was produced. -Alignment control film on the observation side Alignment control film material: Polyimide JALS-1024-R (manufactured by JSR) Non-rubbing Helical axis inclination (average): Approximately 18 ° Deposition conditions: Flexographic printing of alignment control film material → 80 ° C for 2 min Temporary baking → 140 ° C baking for 60 minutes Thickness of alignment control film: 500Å ・ Orientation control film on non-observation side Alignment control film material: Polyimide JALS-1024-R (manufactured by JSR) Rubbing over the entire area Helical axis inclination (average): approx. 4 ° Film forming condition: Flexographic printing of alignment control film material → 80 ° C for 2 minutes tentative firing → 140 ° C for 60 minutes firing Alignment control film thickness: 500 ° Rubbing conditions: Push-in tip length 0.4mm Roll radius 75mm Roll rotation speed none Substrate moving speed 30 mm / sec Number of rubbing 5 Rubbing density 5 Liquid crystal Liquid crystal material: Nematic liquid crystal E31-LV (manufactured by Merck) + Chiral agent S-811 (manufactured by Merck) (24.5% by weight) Selective reflection peak wavelength: λ = 550 nm Observed by a polarizing microscope, the liquid crystal in a planar state near the alignment control film on the observation side is observed. Are all poly domains, and it was confirmed that the liquid crystal near the alignment control film on the non-observation side was in a mixed state of poly domains and mono domains.

【0176】この実験では、素子観察側正面の反射率=
40%、色純度=78%となり、素子観察側正面での視
認性の高い液晶表示素子が得られた。
In this experiment, the reflectance at the front of the element observation side =
40% and color purity = 78%, and a liquid crystal display device having high visibility in front of the device observation side was obtained.

【0177】この液晶表示素子の視野角特性を図16
(プロット○)に示す。図16(プロット○)に示すよ
うに、観察角度30°での反射率は、0°観察時の反射
率の50%以上あり、視野角特性は十分実用範囲内であ
ると言える。
The viewing angle characteristics of this liquid crystal display device are shown in FIG.
It is shown in (plot ○). As shown in FIG. 16 (plot ○), the reflectance at an observation angle of 30 ° is 50% or more of the reflectance at an observation of 0 °, and the viewing angle characteristics can be said to be sufficiently within a practical range.

【0178】パルス電圧印加を行い、フォーカル・コニ
ック状態とした場合、電圧印加直後のY値は1.3であ
り、一ヵ月放置後のY値は1.5であった。従って、こ
の実験の液晶表示素子は、表示特性変化の少ないメモリ
性に優れた素子である。 <比較実験例1>この実験では、実験例2において、非
観察側におけるポリイミド膜のラビング密度を大きくす
ることで、このポリイミド膜近傍の液晶がプレーナ状態
において全域にわたってモノドメインとなるようにした
液晶表示素子を作製した。それ以外は実験例2の場合と
同様であり、以下に実験例2の場合と異なる点について
のみ記載する。
When a pulse voltage was applied to bring the lens into the focal conic state, the Y value immediately after the voltage application was 1.3, and the Y value after one month was 1.5. Therefore, the liquid crystal display element of this experiment is an element excellent in memory characteristics with little change in display characteristics. <Comparative experiment example 1> In this experiment, in the experiment example 2, the rubbing density of the polyimide film on the non-observation side was increased so that the liquid crystal in the vicinity of the polyimide film became monodomain over the entire region in the planar state. A display element was manufactured. Other than that is the same as the case of the experimental example 2, and only the points different from the case of the experimental example 2 will be described below.

【0179】 ラビング条件 :ロール回転数 550rpm ラビング回数 2 ラビング密度 約290 螺旋軸傾き (平均)約0° 偏光顕微鏡による観察で、非観察側の配向制御膜近傍の
プレーナ状態でほぼ全域にわたってモノドメインである
ことが確認された。
Rubbing conditions: Roll rotation speed 550 rpm Rubbing frequency 2 Rubbing density Approximately 290 Helical axis inclination (average) Approximately 0 ° Observation by a polarizing microscope shows that a monodomain is formed over almost the entire region in the planar state near the orientation control film on the non-observation side. It was confirmed that there was.

【0180】この液晶表示素子の視野角特性を図16
(プロット●)に示す。図16(プロット●)に示すよ
うに、正面での反射率は高くなっているものの、視野角
特性は実験例2の液晶表示素子に比べ劣っており、観察
角度30°での反射率は0°観察時の反射率の10%程
度にまで低下することがわかる。
The viewing angle characteristics of this liquid crystal display device are shown in FIG.
(Plot ●). As shown in FIG. 16 (plot ●), although the reflectance at the front is high, the viewing angle characteristics are inferior to those of the liquid crystal display device of Experimental Example 2, and the reflectance at an observation angle of 30 ° is 0. ° It can be seen that the reflectance is reduced to about 10% of the reflectance at the time of observation.

【0181】パルス電圧印加を行い、フォーカル・コニ
ック状態とした場合、電圧印加直後のY値は1.4であ
り、一ヵ月放置後のY値は6.7であった。従って、こ
の実験の液晶表示素子では、メモリ特性に劣化が見られ
た。 <比較実験例2>この実験では、実験例2において、上
下各基板のポリイミド膜ともラビングを行わない液晶表
示素子を作製した。
When a pulse voltage was applied to bring the lens into the focal conic state, the Y value immediately after the voltage application was 1.4, and the Y value after one month was 6.7. Therefore, in the liquid crystal display device of this experiment, deterioration was observed in the memory characteristics. <Comparative Experimental Example 2> In this experiment, a liquid crystal display element in which the rubbing was not performed on the polyimide film on each of the upper and lower substrates in Experimental Example 2 was produced.

【0182】この液晶表示素子の視野角特性を図17に
示す。図17に示すように、視野角特性は十分な特性で
あるが、素子観察側正面での反射率は実験例2に比べ約
38%低くなっている。
FIG. 17 shows the viewing angle characteristics of this liquid crystal display element. As shown in FIG. 17, the viewing angle characteristics are sufficient, but the reflectivity in front of the element observation side is about 38% lower than that in Experimental Example 2.

【0183】メモリ特性は、電圧印加直後、一ヵ月放置
後いずれもY値が1.2で変化は見られなかった。 <実験例3>この実験では、実験例2において、非観察
側におけるポリイミド膜のラビング密度のやや大きい
(ラビング密度を10とする)液晶表示素子を作製し
た。螺旋軸傾き(平均)は約4°であった。偏光顕微鏡
による観察で、非観察側の配向制御膜近傍の液晶はプレ
ーナ状態でポリドメインとモノドメインの混在状態であ
ることが確認された。
As for the memory characteristics, the Y value was 1.2 immediately after the application of the voltage and after one month of storage, and no change was observed. <Experimental Example 3> In this experiment, a liquid crystal display element in which the rubbing density of the polyimide film was slightly higher on the non-observation side (the rubbing density was 10) was produced. The helical axis inclination (average) was about 4 °. Observation with a polarizing microscope confirmed that the liquid crystal near the alignment control film on the non-observation side was in a planar state and was a mixed state of polydomains and monodomains.

【0184】この液晶表示素子の視野角特性を図18
(プロット○)に示す。なお、図18中プロット●は実
験例2の結果を示す。図18に示すように、視野角特性
は実験例2の場合とほぼ同様であった。正面での反射
率、色純度、長期間でのメモリ特性についても実験例2
と同様の結果を示した。<実験例4>この実験では、上
下基板間で液晶の螺旋軸の傾き(選択反射状態時におけ
る液晶の螺旋軸の基板法線となす角度)が異なる単層の
液晶表示素子のさらに他の例(片側基板の配向制御膜の
み光配向処理した液晶表示素子)を作製した。 ・観察側における配向制御膜 配向制御膜材料 :ポリイミド TT−054(日立化成製) ノンラビング 螺旋軸傾き(平均):約16° 成膜条件 :配向制御膜材料をフレキソ印刷 →100℃ 1min仮焼成 →230℃ 30min焼成 配向制御膜の膜厚 :500Å ・非観察側における配向制御膜 配向制御膜材料 :ポリイミド TT−054(日立化成製) 光配向処理 螺旋軸傾き(平均):約6° 成膜条件 :配向制御膜材料をフレキソ印刷 →100℃ 1min仮焼成 →230℃ 30min焼成 配向制御膜の膜厚 :500Å 紫外線照射条件 :5J/cm2 照射角度15度 基板温度23℃ 偏光板を使用して基板全面に照射する ・液晶 液晶材料 :メルク社製ネマティック液晶E31−LV +メルク社製カイラル剤S−811(24.5重量%) 選択反射ピーク波長:λ=550nm 偏光顕微鏡による観察で、観察側の配向制御膜近傍のプ
レーナ状態における液晶は全てポリドメインであり、非
観察側の配向制御膜近傍の液晶はポリドメインとモノド
メインの混在状態であることが確認された。
The viewing angle characteristics of this liquid crystal display device are shown in FIG.
It is shown in (plot ○). The plot ● in FIG. 18 indicates the result of Experimental Example 2. As shown in FIG. 18, the viewing angle characteristics were almost the same as in the case of Experimental Example 2. Experimental Example 2 for frontal reflectance, color purity, and long-term memory characteristics
And the same results were obtained. <Experimental Example 4> In this experiment, still another example of a single-layer liquid crystal display device in which the inclination of the helical axis of the liquid crystal (the angle between the helical axis of the liquid crystal and the substrate normal in the selective reflection state) differs between the upper and lower substrates. (Liquid crystal display device in which only one alignment control film on one substrate was subjected to photo-alignment treatment) was produced. -Alignment control film on the observation side Alignment control film material: Polyimide TT-054 (manufactured by Hitachi Chemical) Non-rubbing Helical axis inclination (average): Approximately 16 ° Deposition conditions: Flexographic printing of the alignment control film material → 100 ° C for 1 minute → Bake at 230 ° C for 30 min. Thickness of alignment control film: 500 ・ Alignment control film on non-observation side Alignment control film material: Polyimide TT-054 (manufactured by Hitachi Chemical) Optical alignment treatment Helical axis inclination (average): about 6 ° Conditions: Flexographic printing of alignment control film material → 100 ° C. for 1 minute tentative firing → 230 ° C. for 30 minutes Thickness of alignment control film: 500 ° UV irradiation condition: 5 J / cm 2 Irradiation angle 15 ° Substrate temperature 23 ° C. Using a polarizing plate Liquid crystal liquid crystal material: Nematic liquid crystal E31-LV manufactured by Merck + Chiral agent S-811 manufactured by Merck (24.5) %) Selective reflection peak wavelength: λ = 550 nm In observation with a polarizing microscope, all liquid crystals in the planar state near the alignment control film on the observation side are polydomains, and the liquid crystal near the alignment control film on the non-observation side is polydomain. It was confirmed that the mono domains were mixed.

【0185】この実験では、素子観察側正面の反射率=
38%、色純度=72%となり、素子観察側正面での視
認性の高い液晶表示素子が得られた。
In this experiment, the reflectance on the front side of the element observation side =
As a result, a liquid crystal display device having high visibility in front of the device observation side was obtained.

【0186】この液晶表示素子の視野角特性は図示を省
略したが、観察角度30°での反射率は20%となり、
0°観察時の反射率の50%以上あり、視野角特性は十
分実用範囲内であると言える。
Although the viewing angle characteristics of this liquid crystal display element are not shown, the reflectivity at an observation angle of 30 ° is 20%.
The reflectance at the time of 0 ° observation is 50% or more, and it can be said that the viewing angle characteristics are sufficiently within the practical range.

【0187】パルス電圧印加を行い、フォーカル・コニ
ック状態とした場合、電圧印加直後のY値は1.3であ
り、一ヵ月放置後のY値は1.4であった。従って、こ
の実験の液晶表示素子は、表示特性変化の少ないメモリ
性に優れた素子である。 <実験例5>この実験では、上下基板間で液晶の螺旋軸
の傾き(選択反射状態時における液晶の螺旋軸の基板法
線となす角度)が異なる単層の液晶表示素子のさらに他
の例(両側基板の配向制御膜を光配向処理し、両側光配
向処理で露光量が異なる液晶表示素子)を作製した。 ・観察側における配向制御膜 配向制御膜材料 :ポリイミド TT−054(日立化成製) 光配向処理 螺旋軸傾き(平均):約12° 成膜条件 :配向制御膜材料をフレキソ印刷 →100℃ 1min仮焼成 →230℃ 30min焼成 配向制御膜の膜厚 :500Å 照射条件 :2J/cm2 照射角度15度 基板温度23℃ 偏光板を使用して基板全面に照射する ・非観察側における配向制御膜 配向制御膜材料 :ポリイミド TT−054(日立化成製) 光配向処理 螺旋軸傾き(平均):約6° 成膜条件 :配向制御膜材料をフレキソ印刷 →100℃ 1min仮焼成 →230℃ 30min焼成 配向制御膜の膜厚 :500Å 照射条件 :5J/cm2 照射角度15度 基板温度23℃ 偏光板を使用して基板全面に照射する ・液晶 液晶材料 :メルク社製ネマティック液晶E31−LV +メルク社製カイラル剤S−811(24.5重量%) 選択反射ピーク波長:λ=550nm 偏光顕微鏡による観察で、いずれの配向制御膜近傍の液
晶とも、モノドメインとポリドメインの混在状態である
ことが確認された。
When a pulse voltage was applied to bring the lens into a focal conic state, the Y value immediately after the voltage application was 1.3, and the Y value after one month of standing was 1.4. Therefore, the liquid crystal display element of this experiment is an element excellent in memory characteristics with little change in display characteristics. <Experimental Example 5> In this experiment, still another example of a single-layer liquid crystal display device in which the inclination of the helical axis of the liquid crystal (the angle between the helical axis of the liquid crystal and the substrate normal in the selective reflection state) differs between the upper and lower substrates. (A liquid crystal display element in which the alignment control films on both substrates were subjected to photo-alignment treatment and the exposure amounts differed in the both-side photo-alignment treatment) was prepared. -Alignment control film on the observation side Alignment control film material: polyimide TT-054 (manufactured by Hitachi Chemical) Optical alignment treatment Helical axis inclination (average): about 12 ° Film formation conditions: Flexographic printing of alignment control film material → 100 ° C for 1 min Firing → 230 ° C for 30 min Firing thickness of alignment control film: 500 ° Irradiation condition: 2 J / cm 2 Irradiation angle 15 ° Substrate temperature 23 ° C Irradiate the entire surface of the substrate using a polarizing plate ・ Alignment control film on non-observation side Alignment control Film material: polyimide TT-054 (manufactured by Hitachi Chemical) Optical alignment treatment Spiral axis inclination (average): about 6 ° Film formation conditions: Flexographic printing of alignment control film material → 100 ° C for 1 min tentative firing → 230 ° C for 30 min firing Alignment control film Film thickness: 500 ° Irradiation condition: 5 J / cm 2 Irradiation angle 15 ° Substrate temperature 23 ° C. Irradiate the entire surface of the substrate using a polarizing plate ・ Liquid crystal Liquid crystal material: Mel Nematic liquid crystal E31-LV (manufactured by Merck) + Chiral agent S-811 (manufactured by Merck) (24.5% by weight) Selective reflection peak wavelength: λ = 550 nm Observation with a polarizing microscope revealed that the liquid crystal near any alignment control film was monodomain. And polydomains were confirmed to be mixed.

【0188】この実験では、素子観察側正面の反射率=
41%、色純度=80%となり、素子観察側正面での視
認性の高い液晶表示素子が得られた。
In this experiment, the reflectance at the front of the element observation side =
41% and color purity = 80%, thus obtaining a liquid crystal display element having high visibility in front of the element observation side.

【0189】この液晶表示素子の視野角特性は図示を省
略したが、観察角度30°での反射率は21%となり、
0°観察時の反射率の50%以上あり、視野角特性は十
分実用範囲内であると言える。
Although the viewing angle characteristics of this liquid crystal display element are not shown, the reflectance at an observation angle of 30 ° is 21%.
The reflectance at the time of 0 ° observation is 50% or more, and it can be said that the viewing angle characteristics are sufficiently within the practical range.

【0190】パルス電圧印加を行い、フォーカル・コニ
ック状態とした場合、電圧印加直後のY値は1.2であ
り、一ヵ月放置後のY値は1.4であった。従って、こ
の実験の液晶表示素子は、表示特性変化の少ないメモリ
性に優れた素子である。 <実験例6>この実験では、上下基板間で液晶の螺旋軸
の傾き(選択反射状態時における液晶の螺旋軸の基板法
線となす角度)が異なる単層の液晶表示素子のさらに他
の例(両側基板の配向制御膜を光配向処理し、両側光配
向処理で露光時の基板温度が異なる液晶表示素子)を作
製した。 ・観察側における配向制御膜 配向制御膜材料 :ポリイミド TT−054(日立化成製) 光配向処理 螺旋軸傾き(平均):約12° 成膜条件 :配向制御膜材料をフレキソ印刷 →100℃ 1min仮焼成 →230℃ 30min焼成 配向制御膜の膜厚 :500Å 照射条件 :2J/cm2 照射角度15度 基板温度23℃ 偏光板を使用して基板全面に照射する ・非観察側における配向制御膜 配向制御膜材料 :ポリイミド TT−054(日立化成製) 光配向処理 螺旋軸傾き(平均):約7° 成膜条件 :配向制御膜材料をフレキソ印刷 →100℃ 1min仮焼成 →230℃ 30min焼成 配向制御膜の膜厚 :500Å 照射条件 :2J/cm2 照射角度15度 基板温度120℃ 偏光板を使用して基板全面に照射する ・液晶 液晶材料 :メルク社製ネマティック液晶E31−LV +メルク社製カイラル剤S−811(24.5重量%) 選択反射ピーク波長:λ=550nm 偏光顕微鏡による観察で、いずれの配向制御膜近傍の液
晶とも、モノドメインとポリドメインの混在状態である
ことが確認された。
When a pulse voltage was applied to bring the lens into the focal conic state, the Y value immediately after the voltage application was 1.2, and the Y value after one month of standing was 1.4. Therefore, the liquid crystal display element of this experiment is an element excellent in memory characteristics with little change in display characteristics. <Experimental Example 6> In this experiment, still another example of a single-layer liquid crystal display device in which the inclination of the helical axis of the liquid crystal (the angle between the helical axis of the liquid crystal and the substrate normal in the selective reflection state) differs between the upper and lower substrates. (A liquid crystal display element in which the alignment control films on both substrates were subjected to photo-alignment treatment and the substrate temperatures during exposure differed in the both-side photo-alignment treatment) was prepared. -Alignment control film on the observation side Alignment control film material: polyimide TT-054 (manufactured by Hitachi Chemical) Optical alignment treatment Helical axis inclination (average): about 12 ° Film formation conditions: Flexographic printing of alignment control film material → 100 ° C for 1 min Firing → 230 ° C for 30 min Firing thickness of alignment control film: 500 ° Irradiation condition: 2 J / cm 2 Irradiation angle 15 ° Substrate temperature 23 ° C Irradiate the entire surface of the substrate using a polarizing plate ・ Alignment control film on non-observation side Alignment control Film material: Polyimide TT-054 (manufactured by Hitachi Chemical) Optical alignment treatment Helical axis inclination (average): about 7 ° Film formation conditions: Flexographic printing of alignment control film material → 100 ° C for 1 min tentative firing → 230 ° C for 30 min firing Alignment control film Film thickness: 500 ° Irradiation condition: 2 J / cm 2 Irradiation angle 15 ° Substrate temperature 120 ° C. Irradiate the entire surface of the substrate using a polarizing plate ・ Liquid crystal Liquid crystal material: Nematic liquid crystal E31-LV manufactured by LUC + Chiral agent S-811 manufactured by Merck (24.5% by weight) Selective reflection peak wavelength: λ = 550 nm Observation with a polarizing microscope revealed that both liquid crystals near any alignment control film were monodomain. And polydomains were confirmed to be mixed.

【0191】この実験では、素子観察側正面の反射率=
40%、色純度=77%となり、素子観察側正面での視
認性の高い液晶表示素子が得られた。
In this experiment, the reflectance at the front side of the element observation side =
40% and color purity = 77%, and a liquid crystal display device having high visibility in front of the device observation side was obtained.

【0192】この液晶表示素子の視野角特性は図示を省
略したが、観察角度30°での反射率は21%となり、
0°観察時の反射率の50%以上あり、視野角特性は十
分実用範囲内であると言える。
Although the viewing angle characteristics of this liquid crystal display element are not shown, the reflectivity at an observation angle of 30 ° is 21%.
The reflectance at the time of 0 ° observation is 50% or more, and it can be said that the viewing angle characteristics are sufficiently within the practical range.

【0193】パルス電圧印加を行い、フォーカル・コニ
ック状態とした場合、電圧印加直後のY値は1.3であ
り、一ヵ月放置後のY値は1.5であった。従って、こ
の実験の液晶表示素子は、表示特性変化の少ないメモリ
性に優れた素子である。 <実験例7>この実験では、上下基板間で液晶の螺旋軸
の傾き(選択反射状態時における液晶の螺旋軸の基板法
線となす角度)が異なる単層の液晶表示素子のさらに他
の例(片側基板の配向制御膜のみ部分ラビングした液晶
表示素子)を作製した。 ・観察側における配向制御膜 配向制御膜材料 :ポリイミド JALS−1024−R(JSR社製) ノンラビング 螺旋軸傾き(平均):約18° 成膜条件 :配向制御膜材料をフレキソ印刷 →80℃ 2min仮焼成 →140℃ 60min焼成 配向制御膜の膜厚 :500Å ・非観察側における配向制御膜 配向制御膜材料 :ポリイミド JALS−1024−R(JSR社製) 下記のレジストパターンを用いて部分ラビング 螺旋軸傾き(平均):約7° 成膜条件 :配向制御膜材料をフレキソ印刷 →80℃ 2min仮焼成 →140℃ 60min焼成 配向制御膜の膜厚 :500Å レジストパターン フォトマスク:斜光部/開口部=7μm/3μm (ピッチ10μm) スピンコート:OFPR−800(東京応化製) プリベイク :80℃、15min クリーンオーブン 露光 :30mJ/cm2 紫外線露光装置 現像 :SD‐1(トクヤマ製、現像液) リンス :超純水流水 ポストベイク:120℃、15min エッチング :塩鉄液D(林純薬製)、20min レジスト剥離:イソプロピルアルコール(IPA:トクヤマ製) 剥離時間:2min ラビング条件 :毛先押し込み長さ 0.4mm ロール半径 75mm ロール回転数 900rpm 基板移動速度 30mm/sec ラビング回数 2 ラビング密度 約470 ・液晶 液晶材料 :メルク社製ネマティック液晶E31−LV +メルク社製カイラル剤S−811(24.5重量%) 選択反射ピーク波長:λ=550nm 偏光顕微鏡による観察で、観察側の配向制御膜近傍のプ
レーナ状態における液晶は全てポリドメインであり、非
観察側の配向制御膜近傍の液晶は全てポリドメインとモ
ノドメインの混在状態であることが確認された。
When a pulse voltage was applied to bring the lens into the focal conic state, the Y value immediately after the voltage application was 1.3, and the Y value after one month was 1.5. Therefore, the liquid crystal display element of this experiment is an element excellent in memory characteristics with little change in display characteristics. <Experimental Example 7> In this experiment, still another example of a single-layer liquid crystal display element in which the inclination of the helical axis of the liquid crystal (the angle between the helical axis of the liquid crystal and the substrate normal in the selective reflection state) differs between the upper and lower substrates. (Liquid crystal display device in which only the alignment control film on one substrate was partially rubbed) was produced. -Alignment control film on the observation side Alignment control film material: Polyimide JALS-1024-R (manufactured by JSR) Non-rubbing Helical axis inclination (average): Approximately 18 ° Deposition conditions: Flexographic printing of alignment control film material → 80 ° C for 2 min Preliminary baking → 140 ° C baking for 60 minutes Thickness of alignment control film: 500Å ・ Alignment control film on non-observation side Alignment control film material: Polyimide JALS-1024-R (manufactured by JSR) Partial rubbing using the following resist pattern Inclination (average): about 7 ° Film formation conditions: Flexographic printing of alignment control film material → 80 ° C for 2 minutes tentative firing → 140 ° C for 60 minutes firing Alignment control film thickness: 500 ° Resist pattern Photomask: oblique light / opening = 7 μm / 3 μm (pitch 10 μm) Spin coating: OFPR-800 (manufactured by Tokyo Ohka) Prebaking: 80 ° C. 15 min clean oven Exposure: 30 mJ / cm 2 UV exposure device Development: SD-1 (manufactured by Tokuyama, developer) Rinse: ultrapure running water Post bake: 120 ° C., 15 min Etching: salt iron solution D (manufactured by Hayashi Junyaku), 20 min Resist peeling: isopropyl alcohol (IPA: manufactured by Tokuyama) Peeling time: 2 min Rubbing conditions: Push-in length of 0.4 mm Roll radius 75 mm Roll rotation speed 900 rpm Substrate moving speed 30 mm / sec Number of rubbing times 2 Rubbing density About 470 ・ Liquid crystal Liquid crystal material : Nematic liquid crystal E31-LV manufactured by Merck + Chiral agent S-811 manufactured by Merck (24.5% by weight) Selective reflection peak wavelength: λ = 550 nm Observed by a polarizing microscope, in a planar state near the alignment control film on the observation side. All liquid crystals are polydomain , It was confirmed liquid crystal alignment layer near the non-viewing side is mixed state of all poly domain and monodomain.

【0194】この実験では、素子観察側正面の反射率=
39%、色純度=72%となり、素子観察側正面での視
認性の高い液晶表示素子が得られた。
In this experiment, the reflectance at the front of the element observation side =
39% and color purity = 72%, and a liquid crystal display device having high visibility in front of the device observation side was obtained.

【0195】この液晶表示素子の視野角特性は図示を省
略したが、観察角度30°での反射率は21%となり、
0°観察時の反射率の50%以上あり、視野角特性は十
分実用範囲内であると言える。
Although the viewing angle characteristics of this liquid crystal display element are not shown, the reflectance at an observation angle of 30 ° is 21%.
The reflectance at the time of 0 ° observation is 50% or more, and it can be said that the viewing angle characteristics are sufficiently within the practical range.

【0196】パルス電圧印加を行い、フォーカル・コニ
ック状態とした場合、電圧印加直後のY値は1.3であ
り、一ヵ月放置後のY値は1.4であった。従って、こ
の実験の液晶表示素子は、表示特性変化の少ないメモリ
性に優れた素子である。また、フォーカルコニック状態
では、約80%という非常に高い透過率が得られた。 <実験例8>この実験では、上下基板間で液晶の螺旋軸
の傾き(選択反射状態時における液晶の螺旋軸の基板法
線となす角度)が異なる単層の液晶表示素子を複数積層
した積層型液晶表示素子の一例(各素子において選択反
射状態時における液晶の螺旋軸の基板法線となす角度が
互いに異なる積層型液晶表示素子)を作製した。 ・基板 基板材料 :ITO付ポリカーボネート基板 厚み :0.1mm厚 ・液晶(ネマティック液晶に添加するカイラル材の量を変えて液晶組成物の選択 反射のピーク波長を調整した) 赤色表示(R)素子:選択反射ピーク波長λ=680nmになるように調整 セルギャップ9μm 緑色素子(G)素子:選択反射ピーク波長λ=550nmになるように調整 セルギャップ5μm 青色素子(B)素子:選択反射ピーク波長λ=480nmになるように調整 セルギャップ5μm なお、R、G、Bの各液晶表示素子積層後の最低面(R
素子の基板底面)には黒色吸収層を配置した。
When a pulse voltage was applied to bring the lens into the focal conic state, the Y value immediately after the voltage application was 1.3, and the Y value after one month was 1.4. Therefore, the liquid crystal display element of this experiment is an element excellent in memory characteristics with little change in display characteristics. In the focal conic state, a very high transmittance of about 80% was obtained. <Experimental Example 8> In this experiment, a plurality of single-layer liquid crystal display elements having different inclinations of the helical axis of the liquid crystal between the upper and lower substrates (the angle between the helical axis of the liquid crystal and the substrate normal in the selective reflection state) are stacked. An example of a liquid crystal display element (a stacked liquid crystal display element in which the angle formed by the helical axis of the liquid crystal in the selective reflection state with respect to the substrate normal in each element is different from each other) was produced.・ Substrate Substrate material: Polycarbonate substrate with ITO Thickness: 0.1 mm thick ・ Liquid crystal (selection of liquid crystal composition by changing the amount of chiral material added to nematic liquid crystal and adjusted peak wavelength of reflection) Red display (R) element: Adjusted so that the selective reflection peak wavelength λ = 680 nm Cell gap 9 μm Green element (G) element: Adjusted so that the selective reflection peak wavelength λ = 550 nm Cell gap 5 μm Blue element (B) element: Selective reflection peak wavelength λ = Adjusted to 480 nm. Cell gap 5 μm. Note that the lowest surface (R
A black absorbing layer was disposed on the bottom surface of the substrate of the device).

【0197】配向制御膜は各層の液晶表示素子とも実施
例1と同じ材料の組合せを用い、ラビングを施すことな
く各素子において非観察側の螺旋軸の傾きより観察側の
螺旋軸の傾きが大きくなるように配置した。液晶の螺旋
軸の傾斜角度(選択反射状態時における液晶の螺旋軸の
基板法線となす角度)の効果はコレステリック液晶の螺
旋ピッチにより異なり、螺旋ピッチが大きいほど傾斜角
度は小さくなる。R、G、B各層の液晶表示素子での傾
斜角度の測定値は以下のとおりである。
For the orientation control film, the same combination of materials as in Example 1 was used for the liquid crystal display element of each layer, and the inclination of the helical axis on the observation side was larger than that on the non-observation side in each element without rubbing. It was arranged so that it might become. The effect of the tilt angle of the helical axis of the liquid crystal (the angle between the helical axis of the liquid crystal and the substrate normal in the selective reflection state) differs depending on the helical pitch of the cholesteric liquid crystal. The larger the helical pitch, the smaller the tilt angle. The measured values of the inclination angles of the R, G, and B layers in the liquid crystal display device are as follows.

【0198】 R液晶表示素子:観察側16°、非観察側5° G液晶表示素子:観察側18°、非観察側7° B液晶表示素子:観察側20°、非観察側8° 傾斜角度が上下基板間で同等(上下各基板とも18°〜
20°程度)の液晶表示素子を積層した積層型液晶表示
素子に比較して、傾斜角度が上下基板間で異なる液晶表
示素子を積層した積層型液晶表示素子では、各層の液晶
表示素子の色純度が向上し、素子の透過率も向上するた
め、傾斜角度が上下基板間で異なる液晶表示素子を積層
した積層型液晶表示素子の方が色純度は向上する。
R liquid crystal display element: observation side 16 °, non-observation side 5 ° G liquid crystal display element: observation side 18 °, non-observation side 7 ° B liquid crystal display element: observation side 20 °, non-observation side 8 ° tilt angle Is equivalent between the upper and lower substrates (18 ° ~
Compared to a liquid crystal display element in which a liquid crystal display element of about 20 ° is stacked, in a multilayer liquid crystal display element in which liquid crystal display elements having different inclination angles between upper and lower substrates are stacked, the color purity of the liquid crystal display element in each layer And the transmittance of the element is also improved. Therefore, the color purity of the stacked liquid crystal display element in which the liquid crystal display elements having different inclination angles between the upper and lower substrates are improved.

【0199】この実験の積層型液晶表示素子による表示
画像の色度図及び3層の液晶表示素子とも両側基板の配
向制御膜を同じ材料(JSR社製JALS−1024−
R)で形成するとともにラビングを施さないようにした
積層型液晶表示素子(比較例)による表示画像の色度図
を図19に示す。図19中の実線が本実験例の液晶表示
素子による表示画像の色度図であり、点線が比較例の液
晶表示素子による表示画像の色度図である。図19に示
すように、本実験例の積層型液晶表示素子は表現可能な
色範囲が拡大していることがわかる。 <実験例9>この実験では、積層型液晶表示素子の他の
例(各素子においてラビングされた配向制御膜のラビン
グ密度が互いに異なる積層型液晶表示素子)を作製し
た。 ・基板 基板材料 :ITO付ポリカーボネート基板 厚み :0.1mm厚 ・液晶(ネマティック液晶に添加するカイラル材の量を変えて液晶組成物の選択 反射のピーク波長を調整した) 赤色表示(R)素子:選択反射ピーク波長λ=680nmになるように調整 セルギャップ9μm 緑色素子(G)素子:選択反射ピーク波長λ=550nmになるように調整 セルギャップ5μm 青色素子(B)素子:選択反射ピーク波長λ=480nmになるように調整 セルギャップ5μm なお、R、G、Bの各液晶表示素子積層後の最低面(R素子の基板底面)には 黒色吸収層を配置した。 ・配向制御膜 :ポリイミド JALS−1024−R(JSR社製) 配向制御膜は各層の液晶表示素子とも上下基板間で同一
の材料を用い、各層の液晶表示素子とも観察側の配向制
御膜はラビングを行わず、非観察側の配向制御膜にラビ
ング処理を施した。ラビング密度はラビング回数(前記
(1)式中のN)により制御し、R液晶表示素子の非観
察側配向制御膜については10、G液晶表示素子の非観
察側配向制御膜については5、B液晶表示素子の非観察
側配向制御膜については3とした。R、G、B各層の液
晶表示素子での傾斜角度(選択反射状態時における液晶
の螺旋軸の基板法線となす角度)の測定値は以下のとお
りである。
The chromaticity diagram of the display image by the multi-layer liquid crystal display device in this experiment and the three-layer liquid crystal display device use the same material for the alignment control films on both substrates (JALS-1024, manufactured by JSR Corporation).
FIG. 19 shows a chromaticity diagram of a display image of the multilayer liquid crystal display element (comparative example) formed by R) and not subjected to rubbing. The solid line in FIG. 19 is a chromaticity diagram of a display image by the liquid crystal display device of this experimental example, and the dotted line is a chromaticity diagram of a display image by the liquid crystal display device of the comparative example. As shown in FIG. 19, it can be seen that the expressible color range of the multilayer liquid crystal display element of this experimental example is expanded. <Experimental Example 9> In this experiment, another example of a multilayer liquid crystal display element (a multilayer liquid crystal display element in which the rubbing densities of the rubbed alignment control films in each element are different from each other) was manufactured.・ Substrate Substrate material: Polycarbonate substrate with ITO Thickness: 0.1 mm thick ・ Liquid crystal (selection of liquid crystal composition by changing the amount of chiral material added to nematic liquid crystal and adjusted peak wavelength of reflection) Red display (R) element: Adjusted so that the selective reflection peak wavelength λ = 680 nm Cell gap 9 μm Green element (G) element: Adjusted so that the selective reflection peak wavelength λ = 550 nm Cell gap 5 μm Blue element (B) element: Selective reflection peak wavelength λ = Adjusted to 480 nm. Cell gap: 5 μm. Note that a black absorbing layer was disposed on the lowest surface (the bottom surface of the substrate of the R element) of each of the R, G, and B liquid crystal display elements after lamination. -Alignment control film: polyimide JALS-1024-R (manufactured by JSR) The same alignment control film is used for the liquid crystal display element of each layer between the upper and lower substrates, and the alignment control film of the observation side is rubbed for the liquid crystal display element of each layer. Was performed, the rubbing treatment was performed on the orientation control film on the non-observation side. The rubbing density is controlled by the number of rubbings (N in the above formula (1)), 10 for the non-observation side alignment control film of the R liquid crystal display element, 5 for the non-observation side alignment control film of the G liquid crystal display element, and B for the non-observation side alignment control film. The non-observation side alignment control film of the liquid crystal display element was set to 3. The measured values of the inclination angles of the R, G, and B layers in the liquid crystal display element (the angles formed by the liquid crystal helical axis and the substrate normal in the selective reflection state) are as follows.

【0200】 R液晶表示素子:観察側16°、非観察側3° G液晶表示素子:観察側18°、非観察側4° B液晶表示素子:観察側20°、非観察側6° 傾斜角度が上下基板間で同等(上下各基板とも18〜2
0°程度)の液晶表示素子を積層した積層型液晶表示素
子に比較して、傾斜角度が上下基板間で異なる液晶表示
素子を積層した積層型液晶表示素子では、各層の液晶表
示素子の色純度が向上し、素子の透過率も向上するた
め、傾斜角度が上下基板間で異なる液晶表示素子を積層
した積層型液晶表示素子の方が色純度は向上する。
R liquid crystal display element: observation side 16 °, non-observation side 3 ° G liquid crystal display element: observation side 18 °, non-observation side 4 ° B liquid crystal display element: observation side 20 °, non-observation side 6 ° tilt angle Is equivalent between the upper and lower substrates (18 to 2 for each of the upper and lower substrates).
Compared to a multi-layer liquid crystal display element in which liquid crystal display elements of about 0 ° are stacked, a multi-layer liquid crystal display element in which liquid crystal display elements having different inclination angles between the upper and lower substrates is stacked has a higher color purity of the liquid crystal display element in each layer. And the transmittance of the element is also improved. Therefore, the color purity of the stacked liquid crystal display element in which the liquid crystal display elements having different inclination angles between the upper and lower substrates are improved.

【0201】この実験の積層型液晶表示素子による表示
画像の色度図を図20に示す。図20に示すように、図
19の場合と同様、本実験例の積層型液晶表示素子は表
現可能な色範囲が拡大していることがわかる。
FIG. 20 shows a chromaticity diagram of a display image by the multi-layer liquid crystal display element of this experiment. As shown in FIG. 20, as in the case of FIG. 19, it can be seen that the expressible color range of the multilayer liquid crystal display element of this experimental example is expanded.

【0202】次に、フォーカルコニック状態での液晶分
子の螺旋軸の方向を基板面と略平行な面内で規則的に配
列させるために、配向規制力の異なる領域を設けた液晶
光変調素子について実験を行ったので、それについて以
下に説明する。 <実験例10>本実験例では、配向制御膜にラビング処
理を施す。
Next, a liquid crystal light modulating element provided with regions having different alignment controlling forces in order to regularly align the direction of the helical axis of the liquid crystal molecules in the focal conic state in a plane substantially parallel to the substrate surface. An experiment was performed, which will be described below. <Experimental example 10> In this experimental example, a rubbing treatment is performed on the alignment control film.

【0203】ITO付ガラス基板(セントラルガラス社
製)を2枚使用し、各基板のITOをフォトリソ法によ
って帯状にパターニングした(電極幅300μm、ピッ
チ350μm)。
Using two glass substrates with ITO (manufactured by Central Glass), ITO of each substrate was patterned into a band shape by a photolithography method (electrode width: 300 μm, pitch: 350 μm).

【0204】次に、両基板のITO形成面に、それぞれ
絶縁性材料を塗布し焼成することにより絶縁膜を形成し
た。そして、フレキソ印刷によってポリイミド材料(J
SR社製AL−8044)を塗布し、80℃で2分間仮
焼成した。さらに、160℃で60分間、焼成すること
により配向制御膜を形成した。
Next, an insulating film was formed by applying and baking an insulating material on each of the ITO-formed surfaces of both substrates. Then, a polyimide material (J
SR-AL-8044) was applied and calcined at 80 ° C for 2 minutes. Further, by firing at 160 ° C. for 60 minutes, an alignment control film was formed.

【0205】次に、一方の基板の配向制御膜形成面にポ
ジ型レジスト(東京応化社製OFPR−800)を配向
制御膜上にスピンコートし、クリーンオーブンを用い
て、80℃で15分間プリベイクした。
Next, a positive resist (OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) was spin-coated on the orientation control film forming surface of one of the substrates, and prebaked at 80 ° C. for 15 minutes using a clean oven. did.

【0206】そして、帯状の開口部(幅4μm)がピッ
チ10μmで形成されたフォトマスクを使用し、紫外線
露光装置を用いて、30mJ/cm2 露光した。次に、
現像液(トクヤマ社製SD−1)を用いて現像し、超純
水流水を用いてリンスすることにより不要部分を除去し
た。その後、120℃で15分間ポストベイクした。こ
うして、次のラビング処理に対するマスク層を形成し
た。
Then, using a photomask in which strip-shaped openings (width 4 μm) were formed at a pitch of 10 μm, exposure was performed at 30 mJ / cm 2 using an ultraviolet exposure apparatus. next,
Developing was performed using a developing solution (SD-1 manufactured by Tokuyama Corporation), and unnecessary parts were removed by rinsing with running ultrapure water. Thereafter, post-baking was performed at 120 ° C. for 15 minutes. Thus, a mask layer for the next rubbing treatment was formed.

【0207】次に、マスク層の形成された基板に対して
ラビング処理を行った。ラビング処理は、毛先押し込み
長さ0.4mm、ロール半径75mmの植毛ロールを用
いて、ロール回転数900rpm、基板移動速度30m
m/秒の条件で、マスク層の上から2回ラビングするこ
とで行った。ラビング密度は約470であり、螺旋軸傾
き(平均)は約5°であった。
Next, a rubbing treatment was performed on the substrate on which the mask layer was formed. The rubbing treatment was carried out using a flocking roll having a tip indentation length of 0.4 mm and a roll radius of 75 mm, a roll rotation speed of 900 rpm, and a substrate moving speed of 30 m.
The rubbing was performed twice from above the mask layer under the condition of m / sec. The rubbing density was about 470, and the helical axis inclination (average) was about 5 °.

【0208】ラビング処理後、イソプロピルアルコール
(IPA)を用いて2分間レジスト剥離を行ってマスク
層を除去した。そして、ラビング処理された基板上に5
μmのスペーサ(積水化学社製ミクロパールSP205
0μm)を散布し、他方の基板に液晶注入口を残してシ
ール剤(三井化学社製XN21S)を形成した上で両基
板を貼り合せ、空セルを作製した。
After the rubbing treatment, the mask layer was removed by removing the resist using isopropyl alcohol (IPA) for 2 minutes. Then, 5 is placed on the rubbed substrate.
μm spacer (Micropearl SP205 manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.)
0 μm), and a sealant (XN21S manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) was formed while leaving a liquid crystal injection port on the other substrate, and then both substrates were attached to each other to produce an empty cell.

【0209】液晶組成物としては、メルク社製ネマティ
ック液晶E−31LVに、メルク社製カイラル剤S−8
11を24.5wt%添加して、選択反射のピーク波長
がλ=550nmに調整されたカイラルネマティック液
晶を用いた。液晶組成物の螺旋ピッチは約343nmで
あった。そして、この液晶組成物を真空注入法によりセ
ルに注入した。最後に液晶注入口を封止剤で封止して液
晶光変調素子とした。
As a liquid crystal composition, a nematic liquid crystal E-31LV manufactured by Merck and a chiral agent S-8 manufactured by Merck were used.
11 was added at 24.5 wt%, and a chiral nematic liquid crystal in which the peak wavelength of selective reflection was adjusted to λ = 550 nm was used. The helical pitch of the liquid crystal composition was about 343 nm. Then, this liquid crystal composition was injected into the cell by a vacuum injection method. Finally, the liquid crystal injection port was sealed with a sealant to obtain a liquid crystal light modulation element.

【0210】こうして得られた液晶光変調素子に電圧を
印加しフォーカルコニック状態にした後、素子の特性評
価を行った。評価は分光光度計(日立)を用い、積分球
から離して透過率を測定することによって行った。その
結果、素子の透過率は約80%であった。比較のため、
ラビングを施さない以外は実験例10と同様の手順で液
晶表示素子を作製したところ、該素子のフォーカルコニ
ック状態での透過率は約62%であった。
After a voltage was applied to the thus obtained liquid crystal light modulation element to bring it into a focal conic state, the characteristics of the element were evaluated. The evaluation was performed by using a spectrophotometer (Hitachi) and measuring the transmittance away from the integrating sphere. As a result, the transmittance of the device was about 80%. For comparison,
When a liquid crystal display device was manufactured in the same procedure as in Experimental Example 10 except that rubbing was not performed, the transmittance of the device in the focal conic state was about 62%.

【0211】ラビング処理部の幅や配列ピッチを種々変
更してその影響を調べたところ、これらの値が大きすぎ
たり小さすぎて先に説明した範囲(すなわち配向規制力
が異なる領域の幅をW、液晶の螺旋ピッチをpとしたと
きp<W<20p、配向規制力が異なる領域の配列ピッ
チをL、液晶の螺旋ピッチをpとしたとき、5p<L<
100p)を越えると透過率が低下する傾向が見られ
た。
When the width and arrangement pitch of the rubbing portion were variously changed and the effects thereof were examined, these values were too large or too small, and the range described above (that is, the width of the region having a different alignment regulating force was changed to W. When the helical pitch of the liquid crystal is p, p <W <20p, when the arrangement pitch of the regions having different alignment regulating forces is L, and when the helical pitch of the liquid crystal is p, 5p <L <
If it exceeds 100 p), the transmittance tends to decrease.

【0212】また、ラビング処理部の配列ピッチを一様
なものとランダムなものとに変化させてその影響を調べ
たところ、透過率は同等の値を示したが、配列ピッチが
一様なものでは、特定の角度で回折光が観察され、視認
性が低下しやすくなる傾向が見られた。
Further, when the arrangement pitch of the rubbing processing section was changed between a uniform arrangement and a random arrangement, and the effect was examined, the transmittance showed the same value but the arrangement pitch was uniform. In the sample, diffracted light was observed at a specific angle, and the visibility was likely to be reduced.

【0213】さらに、ラビング処理部の配列方向と画素
配列方向とを種々変更してその影響を調べたところ、透
過率はいずれも同等の値を示したが、両者の方向が揃っ
ている場合は、モアレにより表示品位が悪化しやすくな
る傾向が見られた。
Further, when the arrangement direction of the rubbing processing section and the pixel arrangement direction were variously changed and the influence thereof was examined, the transmittances showed the same value in all cases. And the display quality tended to deteriorate due to moiré.

【0214】ラビング処理部の形状を直線状のものとく
の字状にしたものとに変化させてその影響を調べたとこ
ろ、いずれの場合も透過率は同等であったが、ラビング
処理部の形状が直線状である場合は、ラビング処理部の
配列方向と同一方向から観察した場合と垂直方向から観
察した場合とで視認性が異なりやすくなる傾向が見られ
た。
When the influence of the rubbing processing portion was changed to a linear shape and a V-shape, and the effect was examined, the transmittance was equal in all cases. Is linear, the visibility tends to be different between when viewed from the same direction as the arrangement direction of the rubbing portions and when viewed from the vertical direction.

【0215】なお、ラビング処理を行わないものと比較
すると、メモリ特性には大きな変化は見受けられず、一
方、視野角特性は50%以上が確保され、正面反射率は
増大することが確認された。 <実験例11>本実験例では、配向制御膜に光配向処理
を施す。
In comparison with the case where no rubbing treatment was performed, no significant change was observed in the memory characteristics, while it was confirmed that the viewing angle characteristics were 50% or more and the front reflectance increased. . <Experimental example 11> In this experimental example, a photo-alignment treatment is performed on the alignment control film.

【0216】ITO付ガラス基板(セントラルガラス社
製)を2枚使用し、各基板のITOをフォトリソ法によ
って帯状にパターニングした(電極幅300μm、ピッ
チ350μm)。
Using two glass substrates with ITO (manufactured by Central Glass), ITO of each substrate was patterned into a band shape by the photolithography method (electrode width: 300 μm, pitch: 350 μm).

【0217】次に、両基板のITO形成面に、それぞれ
ポリシラザン溶液L120(東燃社製)を用い、スピン
コート法により両基板の電極面に厚さ1000Åの薄膜
を形成し、120℃の恒温槽中で2時間加熱し、さら
に、90℃、湿度85%の恒温恒湿槽中で3時間加熱す
ることにより絶縁膜を形成した。そして、ポリイミド材
料(日立化成社製TT−054)を、3000rpm、
30秒間の条件でスピンコートし、100℃で1分間仮
焼成した。さらに、230℃で30分間焼成することに
より、配向制御膜を形成した。
Next, a polysilazane solution L120 (manufactured by Tonen Co., Ltd.) was used on each of the ITO-formed surfaces of both substrates, and a thin film having a thickness of 1000 ° was formed on the electrode surfaces of both substrates by a spin coating method. In an oven at 90 ° C. and a humidity of 85% for 3 hours to form an insulating film. Then, a polyimide material (HT-054 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was used at 3000 rpm,
Spin coating was performed for 30 seconds and calcined at 100 ° C. for 1 minute. Further, by firing at 230 ° C. for 30 minutes, an orientation control film was formed.

【0218】そして、一方の基板の配向制御膜に対し
て、実験例10と同様の開口部が形成されたフォトマス
クと偏光板とを介して、紫外線照射装置により5J/c
2 で照射角度15度として光照射を行い、部分的に光
配向処理を行った。螺旋軸傾き(平均)は約7°であっ
た。
Then, 5 J / c was applied to the orientation control film of one of the substrates by an ultraviolet irradiation device through a polarizing plate and a photomask in which an opening similar to that of Experimental Example 10 was formed.
Light irradiation was performed at an irradiation angle of 15 ° at m 2 , and a photo-alignment treatment was partially performed. The helical axis inclination (average) was about 7 °.

【0219】その後、実験例10と同様の手順で、スペ
ーサ散布、シール剤形成、基板貼り合せ、液晶注入を行
い、液晶光変調素子を作製した。
Thereafter, in the same manner as in Experimental Example 10, spacers were sprayed, a sealant was formed, the substrates were bonded, and liquid crystal was injected to produce a liquid crystal light modulation element.

【0220】得られた液晶光変調素子に電圧を印加しフ
ォーカルコニック状態にした後、実験例10と同様にし
て測定を行ったところ、透過率は約80%であった。
After a voltage was applied to the obtained liquid crystal light modulation element to make it into a focal conic state, the measurement was performed in the same manner as in Experimental Example 10, and the transmittance was about 80%.

【0221】光配向処理部の幅や配列ピッチが大きすぎ
たり小さすぎて先に説明した範囲を越えると透過率が低
下する傾向にある点、光配向処理部の配列ピッチを素子
内で一様とすると透過率は同等であるが回折光による影
響で視認性が低下しやすくなる傾向にある点、光配向処
理部の配列方向を画素配列方向と同一とした場合に透過
率は同等であるが、モアレの影響で表示品位が悪化しや
すくなる傾向にある点、光配向処理部の配列を一直線と
した場合に透過率は同等であるが、配列と同一方向から
観察した場合と垂直方向から観察した場合とで視認性が
異なりやすくなる点は、実験例10と同様であった。
When the width or arrangement pitch of the photo-alignment processing section is too large or too small and exceeds the range described above, the transmittance tends to decrease. Then, the transmittance is the same, but the visibility tends to be reduced due to the influence of the diffracted light, and the transmittance is the same when the arrangement direction of the light alignment processing unit is the same as the pixel arrangement direction. , The display quality tends to deteriorate due to the effect of moiré, and the transmittance is the same when the alignment of the optical alignment processing unit is aligned, but is observed from the same direction as the arrangement and from the vertical direction. The point that the visibility is likely to be different from that in the case of the experiment was the same as in the experimental example 10.

【0222】なお、光配向処理を行わないものと比較す
ると、メモリ特性には大きな変化は見受けられず、一
方、視野角特性は50%以上が確保され、正面反射率が
増大することが確認された。
In comparison with the case where the photo-alignment treatment was not performed, no significant change was observed in the memory characteristics. On the other hand, it was confirmed that the viewing angle characteristics were maintained at 50% or more and the front reflectance increased. Was.

【0223】[0223]

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、一
対の基板間に室温でコレステリック相を示し、且つ、可
視波長域に選択反射波長のピークを有する液晶材料を含
む液晶層を挟持した液晶光変調素子であって、明るく、
コントラスト及び色純度が良好、且つ、双安定性に優れ
る液晶光変調素子を提供することができる。
As described above, according to the present invention, a liquid crystal having a cholesteric phase between a pair of substrates at room temperature and containing a liquid crystal layer containing a liquid crystal material having a selective reflection wavelength peak in a visible wavelength region is sandwiched. A light modulation element, which is bright,
A liquid crystal light modulation element having good contrast and color purity and excellent bistability can be provided.

【0224】また本発明によると、それぞれが一対の基
板間に挟持された液晶層が複数積層されてなる積層型液
晶表示素子であって、明るく、コントラスト及び色純度
が良好、且つ、双安定性に優れる積層型液晶光変調素子
を提供することができる。
Further, according to the present invention, there is provided a multi-layer liquid crystal display device in which a plurality of liquid crystal layers each sandwiched between a pair of substrates are laminated, which is bright, has good contrast and color purity, and has bistability. It is possible to provide a laminated liquid crystal light modulation element having excellent characteristics.

【0225】また本発明によると、一対の基板間に室温
でコレステリック相を示し、且つ、可視波長域に選択反
射波長のピークを有する液晶材料を含む液晶層を挟持し
た液晶光変調素子の製造方法であって、明るく、コント
ラスト及び色純度が良好、且つ、双安定性に優れる液晶
光変調素子を得ることができる液晶光変調素子の製造方
法を提供することができる。
According to the present invention, there is also provided a method for manufacturing a liquid crystal light modulation element in which a liquid crystal layer containing a liquid crystal material exhibiting a cholesteric phase at room temperature and having a selective reflection wavelength peak in a visible wavelength region is sandwiched between a pair of substrates. In addition, it is possible to provide a method for manufacturing a liquid crystal light modulation element that can obtain a liquid crystal light modulation element that is bright, has good contrast and color purity, and has excellent bistability.

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

【図1】本発明に係る液晶光変調素子の1例の概略断面
図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an example of a liquid crystal light modulation device according to the present invention.

【図2】図1に示す液晶光変調素子の画素パターンの概
略平面図である。
FIG. 2 is a schematic plan view of a pixel pattern of the liquid crystal light modulation device shown in FIG.

【図3】図(A)は図1に示す液晶光変調素子の選択反
射状態時における液晶層の、両基板に臨む基板近傍のう
ち少なくとも一方の基板近傍の画素領域における液晶ド
メインがポリドメインとモノドメインの混在状態を示す
図であり、図(B)は図1に示す液晶光変調素子の選択
反射状態時における液晶層の両基板に臨む基板近傍の画
素領域における各液晶ドメインがいずれもポリドメイン
構造をとり、両基板近傍の画素領域における各液晶ドメ
インで液晶のコレステリック螺旋軸の基板法線となす角
度が異なる状態を示す図である。
FIG. 3A shows a liquid crystal layer in a selective reflection state of the liquid crystal light modulation device shown in FIG. 1, in which a liquid crystal domain in a pixel region near at least one of the substrates near both substrates is a poly domain; FIG. 2B is a diagram showing a mixed state of monodomains, and FIG. 1B is a diagram showing a state in which the liquid crystal light modulation element shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing a state where a domain structure is formed and angles formed by cholesteric helical axes of liquid crystals and substrate normals are different in each liquid crystal domain in a pixel region near both substrates.

【図4】図1に示す液晶光変調素子において、配列規制
手段の一例であるリブ構造の突起状構造物が形成されて
いる状態を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state in which a projection-like structure having a rib structure, which is an example of an alignment control unit, is formed in the liquid crystal light modulation device shown in FIG.

【図5】リブ構造の突起状構造物が形成されている液晶
光変調素子において、等電位線が該突起状構造物近傍で
歪を生じる状態を示す図である。
FIG. 5 is a view showing a state in which equipotential lines cause distortion near the protruding structure in a liquid crystal light modulation element having a protruding structure having a rib structure.

【図6】リブ構造の突起状構造物が形成されている液晶
光変調素子において、電界方向が部分的に特定方向に傾
斜する状態を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a state in which the direction of an electric field is partially inclined in a specific direction in a liquid crystal light modulation device in which a rib-shaped protrusion is formed.

【図7】基板に略平行な面内において、液晶の螺旋軸が
規則的に揃った状態を示す図である。
FIG. 7 is a view showing a state in which spiral axes of liquid crystals are regularly aligned in a plane substantially parallel to the substrate.

【図8】図7に示す状態において、液晶光変調素子を上
から見たときの状態を示す図である。
8 is a diagram showing a state when the liquid crystal light modulation element is viewed from above in the state shown in FIG. 7;

【図9】図1に示す液晶光変調素子において、電極に配
列規制手段の他の例である溝(スリット)が形成されて
いる状態を示す図である。
9 is a diagram showing a state in which a groove (slit), which is another example of the arrangement regulating means, is formed in the electrode of the liquid crystal light modulation device shown in FIG.

【図10】電極にスリットが形成されている液晶光変調
素子において、スリット近傍で等電位線に歪みを生じる
状態を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a state in which equipotential lines are distorted in the vicinity of the slit in a liquid crystal light modulation element in which a slit is formed in an electrode.

【図11】図1に示す液晶光変調素子において、部分的
に処理された領域を配向制御層(配向膜)上に設けた例
を示す図である。
11 is a diagram showing an example in which a partially processed region is provided on an alignment control layer (alignment film) in the liquid crystal light modulation device shown in FIG.

【図12】本発明に係る液晶光変調素子の製造工程の一
部の一例を示す図であり、図(A)は電極がパターン形
成された基板の電極面に絶縁膜を形成する工程、図
(B)は絶縁膜上に配向膜を形成する工程、図(C)は
光源にてマスクの開口部を介して配向膜を露光する工
程、図(C’)は配向膜上にレジスト膜を形成し、レジ
スト膜をパターニングし、さらにレジスト膜の開口部を
介して配向膜をラビング処理する工程、図(D)はレジ
スト膜を除去し、部分的に処理された領域を得る工程を
示す図である。
FIG. 12 is a view showing one example of a part of the manufacturing process of the liquid crystal light modulation device according to the present invention, and FIG. 12 (A) shows a process of forming an insulating film on an electrode surface of a substrate on which electrodes are patterned; (B) is a step of forming an alignment film on the insulating film, FIG. (C) is a step of exposing the alignment film through a mask opening by a light source, and FIG. (C ′) is a step of forming a resist film on the alignment film. Forming, patterning the resist film, and rubbing the alignment film through the opening of the resist film, and FIG. 3D shows the step of removing the resist film to obtain a partially processed region. It is.

【図13】青色表示を行う液晶光変調素子、緑色表示を
行う液晶光変調素子、赤色表示を行う液晶光変調素子の
三つの液晶光変調素子をこの順に積層した積層型液晶光
変調素子の概略断面図である。
FIG. 13 is a schematic diagram of a stacked liquid crystal light modulation element in which three liquid crystal light modulation elements, a liquid crystal light modulation element for performing blue display, a liquid crystal light modulation element for performing green display, and a liquid crystal light modulation element for performing red display, are stacked in this order. It is sectional drawing.

【図14】図13の積層型液晶光変調素子について、隣
り合う液晶表示素子において、その両者間の基板を共通
にした状態を示す図である。
FIG. 14 is a view showing a state in which a substrate between the adjacent liquid crystal display elements is shared in the stacked liquid crystal light modulation element of FIG.

【図15】実験例1で得られた液晶光変調素子の視野角
特性を示す図である。
FIG. 15 is a view showing the viewing angle characteristics of the liquid crystal light modulation device obtained in Experimental Example 1.

【図16】実験例2及び比較実験例1で得られた液晶光
変調素子の視野角特性を示す図である。
FIG. 16 is a view showing the viewing angle characteristics of the liquid crystal light modulation elements obtained in Experimental Example 2 and Comparative Experimental Example 1.

【図17】比較実験例2で得られた液晶光変調素子の視
野角特性を示す図である。
FIG. 17 is a view showing the viewing angle characteristics of the liquid crystal light modulation device obtained in Comparative Experimental Example 2.

【図18】実験例3及び実験例2で得られた液晶光変調
素子の視野角特性を示す図である。
FIG. 18 is a view showing viewing angle characteristics of the liquid crystal light modulation devices obtained in Experimental Examples 3 and 2.

【図19】実験例8で得られた液晶表示素子による表示
画像の色度図及び3層の液晶表示素子とも両側基板の配
向制御膜をノンラビングとした液晶表示素子(比較例)
による表示画像の色度図である。
FIG. 19 is a chromaticity diagram of a display image obtained by the liquid crystal display device obtained in Experimental Example 8, and a liquid crystal display device in which the alignment control films on both substrates are non-rubbed for both liquid crystal display devices (comparative example)
FIG. 6 is a chromaticity diagram of a display image according to FIG.

【図20】実験例9で得られた液晶表示素子による表示
画像の色度図である。
FIG. 20 is a chromaticity diagram of a display image obtained by the liquid crystal display device obtained in Experimental Example 9.

【図21】従来の液晶素子における、フォーカルコニッ
ク状態の各液晶ドメインの螺旋軸の方向を示す模式図で
ある。
FIG. 21 is a schematic diagram showing a direction of a helical axis of each liquid crystal domain in a focal conic state in a conventional liquid crystal element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2 一対の基板 1a 両基板1に臨む基板近傍 2a 両基板2に臨む基板近傍 3 光吸収層 4 樹脂構造物 5 スペーサ 6、6b、6g、6r 液晶組成物 7 絶縁膜 10、10b、10g、10r 液晶層 11、12 透明電極 13 リブ構造の突起状構造物 15 スリット 16 部分的に処理された領域 26 等電位線 40 レジスト膜 41 レジスト膜40の開口部 60 液晶分子 61、62 コレステリック螺旋軸 64 ラビング処理 70 光源 72 マスク 73 開口部 81、82 配向制御層 B、G、R 液晶表示素子 E 電界方向 F 螺旋軸の方向 H 基板法線 M モノドメイン P 素子観察側 S シール材 X 画素領域 θ1 コレステリック螺旋軸61の基板法線Hとなす角
度 θ2 コレステリック螺旋軸62の基板法線Hとなす角
1, 2 A pair of substrates 1a Near the substrate facing both substrates 1 2a Near the substrate facing both substrates 3 Light absorbing layer 4 Resin structure 5 Spacer 6, 6b, 6g, 6r Liquid crystal composition 7 Insulating film 10, 10b, 10g Reference Signs List 10r Liquid crystal layer 11, 12 Transparent electrode 13 Protruding structure having rib structure 15 Slit 16 Partially processed region 26 Equipotential line 40 Resist film 41 Opening of resist film 40 60 Liquid crystal molecules 61, 62 Cholesteric spiral axis 64 Rubbing treatment 70 Light source 72 Mask 73 Opening 81, 82 Alignment control layer B, G, R Liquid crystal display element E Electric field direction F Spiral axis direction H Substrate normal M Mono domain P Element observation side S Seal material X Pixel area θ1 The angle formed between the cholesteric spiral shaft 61 and the substrate normal H θ2 The angle formed between the cholesteric spiral shaft 62 and the substrate normal H

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮井 三嘉 大阪府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) 2H088 GA03 HA03 JA14 MA05 2H089 HA32 QA16 RA05 RA10 RA11 TA04 2H090 HB08Y HC05 LA09 MA10 MB01 MB12 MB13  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Mika Miyai 2-3-1-3 Azuchicho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka F-term in Osaka International Building Minolta Co., Ltd. 2H088 GA03 HA03 JA14 MA05 2H089 HA32 QA16 RA05 RA10 RA11 TA04 2H090 HB08Y HC05 LA09 MA10 MB01 MB12 MB13

Claims (38)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一対の基板間に室温でコレステリック相を
示し、且つ、可視波長域に選択反射波長のピークを有す
る液晶材料を含む液晶層を挟持した液晶光変調素子にお
いて、 選択反射状態における前記液晶層の、前記両基板に臨む
基板近傍のうち少なくとも一方の基板近傍の画素領域に
おける液晶ドメインがポリドメインとモノドメインの混
在状態であることを特徴とする液晶光変調素子。
1. A liquid crystal light modulation device comprising a pair of substrates sandwiching a liquid crystal layer containing a liquid crystal material exhibiting a cholesteric phase at room temperature and having a selective reflection wavelength peak in a visible wavelength range, wherein A liquid crystal light modulation device, wherein a liquid crystal domain in a pixel region of a liquid crystal layer near at least one of the substrates facing the two substrates has a mixed state of a poly domain and a mono domain.
【請求項2】選択反射状態において、前記両基板近傍の
画素領域における各液晶ドメインがいずれも前記混在状
態であり、該両基板近傍の画素領域における液晶ドメイ
ン間で混在するポリドメインとモノドメインの割合が異
なる請求項1記載の液晶光変調素子。
2. In a selective reflection state, each liquid crystal domain in a pixel region near both substrates is in the mixed state, and a poly domain and a mono domain mixed between liquid crystal domains in a pixel region near both substrates are included. 2. The liquid crystal light modulation device according to claim 1, wherein the ratio is different.
【請求項3】選択反射状態において前記両基板近傍の画
素領域における液晶ドメインのうちポリドメインの比率
が高い方の液晶ドメインが素子観察側の基板近傍の画素
領域における液晶ドメインである請求項2記載の液晶光
変調素子。
3. The liquid crystal domain having a higher polydomain ratio among the liquid crystal domains in the pixel regions near the two substrates in the selective reflection state is the liquid crystal domain in the pixel region near the substrate on the element observation side. Liquid crystal light modulator.
【請求項4】選択反射状態において、前記両基板近傍の
画素領域における液晶ドメインのうち一方の液晶ドメイ
ンが前記混在状態であり、他方の液晶ドメインがポリド
メインのみで構成される請求項1記載の液晶光変調素
子。
4. A liquid crystal display according to claim 1, wherein, in the selective reflection state, one of the liquid crystal domains in the pixel regions near the two substrates is in the mixed state, and the other liquid crystal domain is composed of only the poly domains. Liquid crystal light modulator.
【請求項5】選択反射状態において前記両基板近傍の画
素領域における液晶ドメインのうちポリドメインのみで
構成される液晶ドメインが素子観察側の基板近傍の画素
領域における液晶ドメインである請求項4記載の液晶光
変調素子。
5. The liquid crystal domain in the pixel region near the two substrates in the selective reflection state, wherein the liquid crystal domain composed of only the poly domains is the liquid crystal domain in the pixel region near the substrate on the element observation side. Liquid crystal light modulator.
【請求項6】前記一対の基板のうち少なくとも前記混在
状態の液晶ドメインに臨む基板の該液晶ドメインに臨む
側に液晶と接触する配向制御層が設けられており、選択
反射状態での前記混在状態における液晶分子は該配向制
御層により配向制御される請求項1から5のいずれかに
記載の液晶光変調素子。
6. An alignment control layer which is in contact with liquid crystal is provided on at least a side of the pair of substrates facing the liquid crystal domains in the mixed state, the substrate facing the liquid crystal domains in the mixed state, and the mixed state in the selective reflection state is provided. 6. The liquid crystal light modulation device according to claim 1, wherein the liquid crystal molecules are controlled in alignment by the alignment control layer.
【請求項7】前記配向制御は前記混在状態の液晶ドメイ
ンに臨む基板に設けられている配向制御層がラビングさ
れていることによりなされる請求項6記載の液晶光変調
素子。
7. The liquid crystal light modulation device according to claim 6, wherein the alignment control is performed by rubbing an alignment control layer provided on a substrate facing the mixed liquid crystal domains.
【請求項8】前記ラビングされた配向制御層のラビング
密度が10以下である請求項7記載の液晶光変調素子。
8. The liquid crystal light modulation element according to claim 7, wherein the rubbed alignment control layer has a rubbing density of 10 or less.
【請求項9】前記配向制御は前記混在状態の液晶ドメイ
ンに臨む基板に設けられている配向制御層が所定の光の
照射を受けていることによりなされる請求項6記載の液
晶光変調素子。
9. The liquid crystal light modulation device according to claim 6, wherein the alignment control is performed by applying predetermined light irradiation to an alignment control layer provided on a substrate facing the mixed liquid crystal domains.
【請求項10】前記配向制御は前記配向制御層への前記
所定光の照射量により決定される請求項9記載の液晶光
変調素子。
10. The liquid crystal light modulation device according to claim 9, wherein the alignment control is determined by an irradiation amount of the predetermined light to the alignment control layer.
【請求項11】前記配向制御は前記配向制御層への前記
所定光の照射時の基板温度により決定される請求項9記
載の液晶光変調素子。
11. The liquid crystal light modulation device according to claim 9, wherein the alignment control is determined by a substrate temperature at the time of irradiating the alignment control layer with the predetermined light.
【請求項12】前記配向制御は前記配向制御層への前記
所定光の照射時の基板面に対する光照射角度により決定
される請求項9記載の液晶光変調素子。
12. The liquid crystal light modulation device according to claim 9, wherein said alignment control is determined by a light irradiation angle with respect to a substrate surface when said predetermined light is irradiated on said alignment control layer.
【請求項13】前記所定光は紫外光である請求項9から
12記載のいずれかに記載の液晶光変調素子。
13. The liquid crystal light modulation device according to claim 9, wherein said predetermined light is ultraviolet light.
【請求項14】一対の基板間に室温でコレステリック相
を示し、且つ、可視波長域に選択反射波長のピークを有
する液晶材料を含む液晶層を挟持した液晶光変調素子に
おいて、 選択反射状態における前記液晶層の前記両基板に臨む基
板近傍の画素領域における各液晶ドメインはいずれもポ
リドメイン構造をとり、該両基板近傍の画素領域におけ
る液晶ドメイン間で液晶のコレステリック螺旋軸の基板
法線となす角度が異なることを特徴とする液晶光変調素
子。
14. A liquid crystal light modulating element comprising a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates, the liquid crystal layer exhibiting a cholesteric phase at room temperature and having a peak of a selective reflection wavelength in a visible wavelength range. Each liquid crystal domain in the pixel region near the substrate facing the two substrates of the liquid crystal layer has a polydomain structure, and the angle between the liquid crystal domains in the pixel region near both substrates and the substrate normal of the cholesteric spiral axis of the liquid crystal. A liquid crystal light modulation element characterized in that:
【請求項15】選択反射状態において、前記両基板近傍
の画素領域における液晶ドメインのうち素子観察側の基
板近傍の画素領域の液晶ドメインにおける液晶のコレス
テリック螺旋軸の基板法線となす角度が対向側の基板近
傍の画素領域の液晶ドメインにおける液晶のコレステリ
ック螺旋軸の基板法線となす角度より大きい請求項14
記載の液晶光変調素子。
15. In the selective reflection state, an angle between the cholesteric spiral axis of the liquid crystal and the substrate normal in the liquid crystal domain of the pixel region near the substrate on the element observation side among the liquid crystal domains in the pixel region near the two substrates is on the opposite side. The angle of the cholesteric spiral axis of the liquid crystal in the liquid crystal domain of the pixel region near the substrate is larger than the angle formed by the substrate normal.
The liquid crystal light modulation device as described in the above.
【請求項16】前記一対の基板の前記液晶層に臨む側に
液晶と接触する配向制御層がそれぞれ設けられており、
選択反射状態において前記両基板近傍の画素領域の各液
晶ドメインにおける液晶のコレステリック螺旋軸の基板
法線となす角度は該配向制御層により制御される請求項
14又は15記載の液晶光変調素子。
16. An alignment control layer in contact with a liquid crystal is provided on a side of the pair of substrates facing the liquid crystal layer, respectively.
16. The liquid crystal light modulation device according to claim 14, wherein in the selective reflection state, an angle between a cholesteric spiral axis of liquid crystal and a substrate normal in each liquid crystal domain of a pixel region near both substrates is controlled by the alignment control layer.
【請求項17】選択反射状態において前記両基板近傍の
画素領域における液晶ドメイン間において液晶のコレス
テリック螺旋軸の基板法線となす角度の大小は、前記両
基板に設けられている配向制御層のうちの少なくとも一
方の配向制御層がラビングされていることにより生じて
いる請求項16記載の液晶光変調素子。
17. An angle between a liquid crystal domain in a pixel region near both substrates in a selective reflection state and a cholesteric helical axis of a liquid crystal with respect to a substrate normal depends on an orientation control layer provided on both substrates. 17. The liquid crystal light modulation device according to claim 16, which is caused by rubbing at least one of the alignment control layers.
【請求項18】前記ラビングされた配向制御層のラビン
グ密度が10以下である請求項17記載の液晶光変調素
子。
18. The liquid crystal light modulation device according to claim 17, wherein a rubbing density of the rubbed alignment control layer is 10 or less.
【請求項19】選択反射状態において前記両基板近傍の
画素領域における液晶ドメイン間において液晶のコレス
テリック螺旋軸の基板法線となす角度の大小は、前記両
基板に設けられている配向制御層のうちの少なくとも一
方の配向制御層が所定の光の照射を受けていることによ
り生じている請求項16記載の液晶光変調素子。
19. In the selective reflection state, the angle of the cholesteric spiral axis of the liquid crystal between the liquid crystal domains in the pixel region near the two substrates and the substrate normal is determined by the angle of the alignment control layers provided on the two substrates. 17. The liquid crystal light modulation element according to claim 16, wherein the liquid crystal light modulation element is generated when at least one of the alignment control layers is irradiated with predetermined light.
【請求項20】選択反射状態において前記両基板近傍の
画素領域における液晶ドメイン間において液晶のコレス
テリック螺旋軸の基板法線となす角度の大小は、前記配
向制御層への前記所定光の照射量により制御される請求
項19記載の液晶光変調素子。
20. In the selective reflection state, the angle of the cholesteric helical axis of the liquid crystal between the liquid crystal domains in the pixel region near the two substrates and the substrate normal depends on the irradiation amount of the predetermined light to the alignment control layer. 20. The liquid crystal light modulation device according to claim 19, which is controlled.
【請求項21】選択反射状態において前記両基板近傍の
画素領域における液晶ドメイン間において液晶のコレス
テリック螺旋軸の基板法線となす角度の大小は、前記配
向制御層への前記所定光の照射時の基板温度により制御
される請求項19記載の液晶光変調素子。
21. In the selective reflection state, the angle of the cholesteric helical axis of the liquid crystal between the liquid crystal domains in the pixel region near the two substrates and the substrate normal is determined when the predetermined light is irradiated onto the alignment control layer. The liquid crystal light modulation device according to claim 19, wherein the liquid crystal light modulation device is controlled by a substrate temperature.
【請求項22】選択反射状態において前記両基板近傍の
画素領域における液晶ドメイン間において液晶のコレス
テリック螺旋軸の基板法線となす角度の大小は、前記配
向制御層への前記所定光の照射時の基板面に対する光照
射角度により制御される請求項19記載の液晶光変調素
子。
22. In the selective reflection state, the angle of the cholesteric helical axis of the liquid crystal between the liquid crystal domains in the pixel region near the two substrates and the normal to the substrate depends on the irradiation of the predetermined light on the alignment control layer. The liquid crystal light modulation device according to claim 19, wherein the liquid crystal light modulation device is controlled by a light irradiation angle with respect to a substrate surface.
【請求項23】前記所定光は紫外光である請求項19か
ら22記載のいずれかに記載の液晶光変調素子。
23. The liquid crystal light modulation device according to claim 19, wherein the predetermined light is ultraviolet light.
【請求項24】前記両基板に設けられている配向制御層
は材料パラメータが互いに異なる請求項16記載の液晶
光変調素子。
24. The liquid crystal light modulation device according to claim 16, wherein the alignment control layers provided on the two substrates have different material parameters from each other.
【請求項25】選択反射状態において、前記両基板近傍
の画素領域の各液晶ドメインにおける液晶のコレステリ
ック螺旋軸の基板法線となす角度がいずれも20°以下
である請求項1から24記載のいずれかに記載の液晶光
変調素子。
25. The liquid crystal display according to claim 1, wherein in the selective reflection state, the angle between the cholesteric spiral axis of the liquid crystal and the substrate normal in each of the liquid crystal domains in the pixel region near both substrates is 20 ° or less. A liquid crystal light modulation device according to any one of the above.
【請求項26】それぞれが一対の基板間に挟持された液
晶層が複数積層されてなる積層型液晶光変調素子であ
り、該複数の液晶層のうち少なくとも一つの液晶層が、
該液晶層を挟持する一対の基板とともに、請求項1から
6、請求項9から16及び請求項19から25のいずれ
かに記載の液晶光変調素子を構成している積層型液晶光
変調素子。
26. A multi-layer liquid crystal light modulation device comprising a plurality of liquid crystal layers each sandwiched between a pair of substrates, wherein at least one liquid crystal layer of the plurality of liquid crystal layers is
26. A multilayer liquid crystal light modulation device comprising a liquid crystal light modulation device according to any one of claims 1 to 6, 9 to 16, and 19 to 25 together with a pair of substrates sandwiching the liquid crystal layer.
【請求項27】各隣合う液晶光変調素子において、素子
観察側の選択反射状態時の液晶光変調素子における素子
観察側の基板近傍の画素領域の液晶ドメインにおける液
晶のコレステリック螺旋軸の基板法線となす角度は、素
子観察側とは反対側の選択反射状態時の液晶光変調素子
における素子観察側の基板近傍の画素領域の液晶ドメイ
ンにおける液晶のコレステリック螺旋軸の基板法線とな
す角度より大きい請求項26記載の積層型液晶光変調素
子。
27. In each of the adjacent liquid crystal light modulation elements, the substrate normal to the cholesteric helical axis of the liquid crystal in the liquid crystal domain in the pixel region near the substrate on the element observation side in the liquid crystal light modulation element in the selective reflection state on the element observation side. Is larger than the angle formed by the substrate normal of the cholesteric spiral axis of the liquid crystal in the liquid crystal domain in the pixel region near the substrate on the element observation side in the liquid crystal light modulation element in the selective reflection state on the side opposite to the element observation side. The multilayer liquid crystal light modulation device according to claim 26.
【請求項28】各隣合う液晶光変調素子において、素子
観察側の選択反射状態時の液晶光変調素子における素子
観察側とは反対側の基板近傍の画素領域の液晶ドメイン
における液晶のコレステリック螺旋軸の基板法線となす
角度は、素子観察側とは反対側の選択反射状態時の液晶
光変調素子における素子観察側とは反対側の基板近傍の
画素領域の液晶ドメインにおける液晶のコレステリック
螺旋軸の基板法線となす角度より大きい請求項26又は
27記載の積層型液晶光変調素子。
28. A cholesteric spiral axis of liquid crystal in a liquid crystal domain of a pixel region near a substrate on a side opposite to the element observation side of the liquid crystal light modulation element in a selective reflection state on the element observation side in each adjacent liquid crystal light modulation element. Angle of the cholesteric spiral axis of the liquid crystal in the liquid crystal domain of the pixel region near the substrate on the side opposite to the element observation side in the liquid crystal light modulation element in the selective reflection state on the side opposite to the element observation side. 28. The multilayer liquid crystal light modulation device according to claim 26, wherein the angle is larger than an angle formed with a substrate normal.
【請求項29】それぞれが一対の基板間に挟持された液
晶層が複数積層されてなる積層型液晶光変調素子であ
り、該複数の液晶層のうち少なくとも一つの液晶層が、
該液晶層を挟持する一対の基板とともに、請求項7、
8、17又は18記載の液晶光変調素子を構成している
積層型液晶光変調素子。
29. A laminated liquid crystal light modulation device comprising a plurality of liquid crystal layers each sandwiched between a pair of substrates, wherein at least one of the plurality of liquid crystal layers has:
Claim 7, together with a pair of substrates sandwiching the liquid crystal layer.
19. A stacked liquid crystal light modulation device constituting the liquid crystal light modulation device according to 8, 17, or 18.
【請求項30】各隣合う液晶光変調素子において、素子
観察側の選択反射状態時の液晶光変調素子における素子
観察側の基板近傍の画素領域の液晶ドメインにおける液
晶のコレステリック螺旋軸の基板法線となす角度は、素
子観察側とは反対側の選択反射状態時の液晶光変調素子
における素子観察側の基板近傍の画素領域の液晶ドメイ
ンにおける液晶のコレステリック螺旋軸の基板法線とな
す角度より大きい請求項29記載の積層型液晶光変調素
子。
30. In each of the adjacent liquid crystal light modulating elements, in the selective reflection state on the element observing side, the substrate normal to the cholesteric helical axis of the liquid crystal in the liquid crystal domain in the pixel region near the substrate on the element observing side in the liquid crystal light modulating element. Is larger than the angle formed by the substrate normal of the cholesteric spiral axis of the liquid crystal in the liquid crystal domain of the pixel region near the substrate on the element observation side in the liquid crystal light modulation element in the selective reflection state on the side opposite to the element observation side. A multilayer liquid crystal light modulation device according to claim 29.
【請求項31】各隣合う液晶光変調素子において、素子
観察側の選択反射状態時の液晶光変調素子における素子
観察側とは反対側の基板近傍の画素領域の液晶ドメイン
における液晶のコレステリック螺旋軸の基板法線となす
角度は、素子観察側とは反対側の選択反射状態時の液晶
光変調素子における素子観察側とは反対側の基板近傍の
画素領域の液晶ドメインにおける液晶のコレステリック
螺旋軸の基板法線となす角度より大きい請求項29又は
30記載の積層型液晶光変調素子。
31. A cholesteric spiral axis of a liquid crystal in a liquid crystal domain of a pixel region near a substrate on the side opposite to the element observation side in the liquid crystal light modulation element in the selective reflection state on the element observation side in each adjacent liquid crystal light modulation element. Angle of the cholesteric spiral axis of the liquid crystal in the liquid crystal domain of the pixel region near the substrate on the side opposite to the element observation side in the liquid crystal light modulation element in the selective reflection state on the side opposite to the element observation side. 31. The multi-layer liquid crystal light modulation device according to claim 29, wherein the angle is larger than an angle formed with a substrate normal.
【請求項32】各隣合う液晶光変調素子において、素子
観察側の液晶光変調素子における前記ラビングされた配
向制御層のラビング密度は、該配向制御層に対応する、
素子観察側とは反対側の液晶光変調素子における前記ラ
ビングされた配向制御層のラビング密度よりも小さい請
求項30又は31記載の積層型液晶光変調素子。
32. In each adjacent liquid crystal light modulation element, the rubbing density of the rubbed alignment control layer in the liquid crystal light modulation element on the element observation side corresponds to the alignment control layer.
32. The multilayer liquid crystal light modulation device according to claim 30, wherein the rubbing density of the rubbed alignment control layer in the liquid crystal light modulation device on the side opposite to the device observation side is smaller than the rubbing density.
【請求項33】一対の基板間に室温でコレステリック相
を示し、且つ、可視波長域に選択反射波長のピークを有
する液晶材料を含む液晶層を挟持した液晶光変調素子の
製造方法であり、 選択反射状態における前記液晶層の、前記両基板に臨む
基板近傍のうち少なくとも一方の基板近傍の画素領域に
おける液晶ドメインがポリドメインとモノドメインの混
在状態になるように、前記一対の基板のうち少なくも一
方の基板を処理する基板処理工程と、 前記基板処理工程により少なくも一方の基板が処理され
た前記一対の基板間に前記液晶層を挟持する工程とを含
むことを特徴とする液晶光変調素子の製造方法。
33. A method for manufacturing a liquid crystal light modulation element comprising a pair of substrates sandwiching a liquid crystal layer containing a liquid crystal material exhibiting a cholesteric phase at room temperature and having a selective reflection wavelength peak in a visible wavelength region. At least one of the pair of substrates so that the liquid crystal layer in the reflection state is in a mixed state of a poly domain and a mono domain in a liquid crystal domain in a pixel region near at least one of the substrates near the two substrates. A substrate processing step of processing one substrate; and a step of sandwiching the liquid crystal layer between the pair of substrates on which at least one substrate has been processed in the substrate processing step. Manufacturing method.
【請求項34】前記基板処理工程において、選択反射状
態における前記両基板近傍の画素領域における液晶ドメ
インのうち素子観察側とは反対側の基板近傍の画素領域
における液晶ドメインが前記混在状態になり、素子観察
側の基板近傍の画素領域における液晶ドメインがポリド
メインのみで構成されるように、前記一対の基板を処理
する請求項33記載の液晶光変調素子の製造方法。
34. In the substrate processing step, of the liquid crystal domains in the pixel regions near the two substrates in the selective reflection state, the liquid crystal domains in the pixel region near the substrate on the side opposite to the element observation side are in the mixed state, 34. The method for manufacturing a liquid crystal light modulation element according to claim 33, wherein the pair of substrates is processed so that a liquid crystal domain in a pixel region near the substrate on the element observation side is composed of only a poly domain.
【請求項35】前記基板処理工程は、前記一対の基板の
うち少なくとも前記混在状態の液晶ドメインに臨む基板
の該液晶ドメインに臨む側に配向制御層を設ける工程
と、前記混在状態の液晶ドメインに臨む基板に設けられ
ている配向制御層をラビングするラビング処理工程とを
含んでおり、前記ラビング処理工程ではラビングされる
配向制御層のラビング密度を10以下にする請求項33
又は34記載の液晶光変調素子の製造方法。
35. The substrate processing step, comprising: providing an alignment control layer on at least a side of the pair of substrates facing the liquid crystal domain of the mixed state liquid crystal domain; 34. A rubbing step of rubbing the orientation control layer provided on the facing substrate, wherein the rubbing step sets the rubbing density of the rubbed orientation control layer to 10 or less.
35. The method for producing a liquid crystal light modulation device according to 34.
【請求項36】一対の基板間に室温でコレステリック相
を示し、且つ、可視波長域に選択反射波長のピークを有
する液晶材料を含む液晶層を挟持した液晶光変調素子の
製造方法であり、 選択反射状態における前記液晶層の前記両基板に臨む基
板近傍の画素領域における各液晶ドメインはいずれもポ
リドメイン構造をとり、該両基板近傍の画素領域におけ
る液晶ドメイン間で液晶のコレステリック螺旋軸の基板
法線となす角度が異なるように、前記一対の基板を処理
する基板処理工程と、 前記基板処理工程により処理された前記一対の基板間に
前記液晶層を挟持する工程とを含むことを特徴とする液
晶光変調素子の製造方法。
36. A method for manufacturing a liquid crystal light modulation element comprising a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates and including a liquid crystal material exhibiting a cholesteric phase at room temperature and having a selective reflection wavelength peak in a visible wavelength region. Each of the liquid crystal domains in the pixel region near the substrates facing the both substrates in the reflection state has a polydomain structure, and the cholesteric spiral axis of the liquid crystal is used between the liquid crystal domains in the pixel regions near the two substrates. A substrate processing step of processing the pair of substrates such that angles formed with the lines are different; and a step of sandwiching the liquid crystal layer between the pair of substrates processed in the substrate processing step. A method for manufacturing a liquid crystal light modulation element.
【請求項37】前記基板処理工程において、選択反射状
態における前記両基板近傍の画素領域における液晶ドメ
インのうち素子観察側の基板近傍の画素領域の液晶ドメ
インにおける液晶のコレステリック螺旋軸の基板法線と
なす角度が対向側の基板近傍の画素領域の液晶ドメイン
における液晶のコレステリック螺旋軸の基板法線となす
角度より大きくなるように、前記一対の基板を処理する
請求項36記載の液晶光変調素子の製造方法。
37. In the substrate processing step, of the liquid crystal domains in the pixel region near the two substrates in the selective reflection state, the substrate normal to the cholesteric spiral axis of the liquid crystal in the liquid crystal domain in the pixel region near the substrate on the element observation side. 37. The liquid crystal light modulation device according to claim 36, wherein the pair of substrates is processed so that an angle formed between the pair of substrates is larger than an angle formed by a substrate normal of a cholesteric helical axis of liquid crystal in a liquid crystal domain of a pixel region near an opposite substrate. Production method.
【請求項38】前記基板処理工程は、前記一対の基板の
前記液晶層に臨む側に配向制御層をそれぞれ設ける工程
と、前記両基板に設けられている配向制御層のうちの少
なくとも一方の配向制御層をラビングするラビング処理
工程とを含んでおり、前記ラビング処理工程ではラビン
グされる配向制御層のラビング密度を10以下にする請
求項36又は37記載の液晶光変調素子の製造方法。
38. The substrate processing step includes providing an alignment control layer on each of the pair of substrates facing the liquid crystal layer; and aligning at least one of the alignment control layers provided on the two substrates. 38. The method of manufacturing a liquid crystal light modulation device according to claim 36, further comprising: rubbing a control layer, wherein the rubbing process sets the rubbing density of the alignment control layer to be rubbed to 10 or less.
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