JP2022180226A - 液晶素子、照明装置、車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】防湿性の高い液晶素子ないしこれを備える照明装置等を提供する。【解決手段】第１基板１１及び第２基板１２、液晶層１９、シール部２０を含み、シール部は、液晶層と近い順に少なくとも第１シール部２１及び第２シール部２２を有しており、第１シール部は、第１配向膜１７の端部を覆うとともに第２配向膜１８の端部を覆うように配置されており、第２シール部は、第１無機絶縁膜１５と第２無機絶縁膜１６の各々と接するように配置されている、液晶素子である。【選択図】図２

Description

本開示は、液晶素子、照明装置、車両用灯具に関する。

近年、液晶素子は従来からの表示用途に加えて、例えば車両用灯具などの照明装置において種々の配光パターンを形成するための光シャッターとして用いられるなどその用途が広がっている。そして、車載用などの用途では従来にも増して防湿性が期待される。

液晶素子の防湿性に関する従来技術は、例えば特開２００３－２５５３５７号公報（特許文献１）、特開昭６０－２６３２１号公報（特許文献２）、特開昭５７－３８４１５号公報（特許文献３）、特開昭５７－１８１５２７号公報（特許文献４）などに記載されている。しかし、より高い防湿性を求められる場面においては更なる改良の余地がある。

特開２００３－２５５３５７号公報 特開昭６０－２６３２１号公報 特開昭５７－３８４１５号公報 特開昭５７－１８１５２７号公報

本開示に係る具体的態様は、防湿性の高い液晶素子ないしこれを備える照明装置等を提供することを目的の１つとする。

［１］本開示に係る一態様の液晶素子は、（ａ）対向配置される第１基板及び第２基板と、（ｂ）前記第１基板の一面側に配置される第１導電膜と、（ｃ）前記第１基板の一面側において前記第１導電膜よりも前記第１基板から遠い側に配置される第１無機絶縁膜と、（ｄ）前記第１基板の一面側において前記第１無機絶縁膜よりも前記第１基板から遠い側に配置される第１配向膜と、（ｅ）前記第２基板の一面側に配置される第２導電膜と、（ｆ）前記第２基板の一面側において前記第２導電膜よりも前記第２基板から遠い側に配置される第２無機絶縁膜と、（ｇ）前記第２基板の一面側において前記第２無機絶縁膜よりも前記第２基板から遠い側に配置される第２配向膜と、（ｈ）前記第１基板と前記第２基板の間に配置される液晶層と、（ｉ）前記第１基板と第２基板との間に前記液晶層を囲んで配置されるシール部と、を含み、（ｊ）前記シール部は、前記液晶層と近い順に少なくとも第１シール部及び第２シール部を有しており、（ｋ）前記第１シール部は、前記第１配向膜の端部を覆うとともに前記第２配向膜の端部を覆うように配置されており、（ｌ）前記第２シール部は、前記第１無機絶縁膜と前記第２無機絶縁膜の各々と接するように配置されている、液晶素子である。
［２］本開示に係る一態様の照明装置は、前記［１］の液晶素子と、この液晶素子を挟んで対向配置される一対の偏光素子と、液晶素子へ光を入射させる光源と、を含む、照明装置である。
［３］本開示に係る一態様の車両用灯具は、前記［２］の照明装置を用いて構成される車両用灯具である。

上記構成によれば、防湿性の高い液晶素子ないしこれを備える照明装置等を提供することが可能となる。

図１は、第１実施形態の液晶素子の構成を示す模式的な平面図である。 図２（Ａ）は、液晶素子の図１に示すＡ－Ａ’方向の模式的な断面図であり、図２（Ｂ）は、液晶素子の図１に示すＢ－Ｂ’方向の模式的な断面図である。 図３は、無機絶縁膜及び配向膜とシール部との配置関係を説明するための平面図である。 図４（Ａ）～図４（Ｆ）は、第１実施形態の液晶素子を製造する方法の一例を説明するための図である。 図５は、第２実施形態の液晶素子の構成を示す模式的な平面図である。 図６（Ａ）～図６（Ｄ）は、第２実施形態の液晶素子を製造する方法の一例を説明するための図である。 図７は、第３実施形態の液晶素子の構成を示す模式的な平面図である。 図８（Ａ）～図８（Ｆ）は、第３実施形態の液晶素子を製造する方法の一例を説明するための図である。 図９は、第４実施形態の液晶素子の構成を示す模式的な平面図である。 図１０（Ａ）～図１０（Ｄ）は、第４実施形態の液晶素子を製造する方法の一例を説明するための図である。 図１１は、第５実施形態の液晶素子の構成を示す模式的な平面図である。 図１２（Ａ）～図１２（Ｃ）は、第５実施形態の液晶素子を製造する方法の一例を説明するための図である。 図１３は、第６実施形態の車両用灯具システムの構成を示す図である。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の液晶素子の構成を示す模式的な平面図である。また、図２（Ａ）は、液晶素子の図１に示すＡ－Ａ’方向の模式的な断面図であり、図２（Ｂ）は、液晶素子の図１に示すＢ－Ｂ’方向の模式的な断面図である。なお、図１ではシール部２０の構造が分かりやすいように描画しているが実際にはシール部２０は図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように基板間（基板の内側）に存在する。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、液晶素子１００ａは、対向配置された第１基板１１及び第２基板１２、第１導電膜１３、第２導電膜１４、第１無機絶縁膜１５、第２無機絶縁膜１６、第１配向膜１７、第２配向膜１８、液晶層１９、第１シール部２１、第２シール部２２、第３シール部２３、導電材２４、複数の突起部２５、封止部２６、２７、２８を含んで構成されている。なお、第１シール部２１、第２シール部２２、第３シール部２３を含んでシール部２０が構成されている。

第１基板１１及び第２基板１２は、それぞれ、例えば平面視において矩形状の基板であり、互いの一面側が対向するようにして配置されている。各基板としては、例えばガラス基板、プラスチック基板等の透明な基板を用いることができる。各基板の板厚は、例えば０．７ｍｍ程度である。ここで、本明細書における「透明」とは、少なくとも可視光を十分に透過し得ることをいう。第１基板１１と第２基板１２の間には、例えば樹脂等からなる球状スペーサー（図示省略）が分散配置されており、それら球状スペーサーによって基板間隙が所望の大きさ（例えば数μｍ程度）に保たれている。なお、球状スペーサーに代えて、樹脂等からなる柱状体を第１基板１１側若しくは第２基板１２側に設け、それらをスペーサーとして用いてもよい。

第１導電膜１３は、第１基板１１の一面側に設けられている。第２導電膜１４は、第２基板１２の一面側に設けられている。これらの第１導電膜１３及び第２導電膜１４は、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの酸化物からなる透明な導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。各導電膜の膜厚は、例えば２８０Å程度である。第１導電膜１３と第２導電膜１４との間に電圧が印加されることで液晶層１９の配向状態を可変に設定することができる。第１導電膜１３と第２導電膜１４とが向かい合う部分において画素部（光変調部）が構成される。

第１無機絶縁膜１５は、第１基板１１の一面側において第１導電膜１３の上側、すなわち第１導電膜１３よりも第１基板１１から遠い側に設けられている。第２無機絶縁膜１６は、第２基板１２の一面側において第２導電膜１４の上側、すなわち第２導電膜１４よりも第２基板１２から遠い側に設けられている。本実施形態では、第１無機絶縁膜１５及び第２無機絶縁膜１６は、それぞれ無機材料を用いて成膜される。具体的には、第１無機絶縁膜１５及び第２無機絶縁膜１６は、シロキサン系無機絶縁膜、チタノシロキサン系無機絶縁膜などから構成することができる。また、シロキサン系無機絶縁膜、チタノシロキサン系無機絶縁膜は、それぞれ、ポリシロキサン系材料、ポリチタノシロキサン系材料を焼成することで形成することができる。特に、第１無機絶縁膜１５及び第２無機絶縁膜１６は、シロキサン系無機絶縁膜及びチタノシロキサン系無機絶縁膜であって、官能基にヒドロキシ基（ＯＨ基）を含む材料を好適に用いることができる。また、第１無機絶縁膜１５及び第２無機絶縁膜１６は、ＩＴＯからなる第１導電膜１３や第２導電膜１４と比較して高い緻密性を有している。各無機絶縁膜の膜厚は、例えば８００Å程度である。

第１配向膜１７は、第１基板の一面側において第１無機絶縁膜１５の上側、すなわち第１無機絶縁膜１５よりも第１基板１１から遠い側に設けられている。第２配向膜１８は、第２基板の一面側において第２無機絶縁膜１６の上側、すなわち第２無機絶縁膜１６よりも第２基板１２から遠い側に設けられている。これらの第１配向膜１７及び第２配向膜１８は、液晶層１９の初期配向状態を設定するためのものである。第１配向膜１７及び第２配向膜１８には、例えばラビング処理等の一軸配向処理が施されており、その方向に沿って液晶層１９の液晶分子の配向を規定する一軸配向規制力を有している。各配向膜の膜厚は、例えば５００Å程度である。第１配向膜１７及び第２配向膜１８は、ポリイミドなどの有機系材料、斜方蒸着法や印刷法で形成可能なシリコン酸化膜などの無機系材料から構成することができる。また、第１配向膜１７及び第２配向膜１８は、第１無機絶縁膜１５及び第２無機絶縁膜１６の材料と同様の基本骨格を有し適宜の官能基を備えた、シロキサン系配向膜から構成することができる。第１配向膜１７及び第２配向膜１８は、配向制御のための側鎖を有し、第１無機絶縁膜１５及び第２無機絶縁膜１６の材料と比較して少ないヒドロキシ基を含む材料を好適に用いることができる。

液晶層１９は、第１基板１１と第２基板１２の間において第１配向膜１７及び第２配向膜１８に接して設けられている。液晶層１９は、例えば、流動性を有するネマティック液晶材料を用いて構成される。液晶層１９の配向モード（動作モード）については特に限定がなく、垂直配向モード、捻れネマティックモードなど種々の配向モードを採用し得る。液晶層１９の層厚は、例えば４μｍ程度である。

シール部２０は、第１基板１１と第２基板１２との間に液晶層１９を囲んで配置されている。このシール部２０は、図１に示すように液晶層１９を収容するための空間を第１基板１１と第２基板１２との間に画定するものである。シール部２０は、液晶層１９と近い順に第１シール部２１、第２シール部２２及び第３シール部２３を有する。図１に示すように、シール部２０は、平面視において略矩形状に構成されており、第１基板１１と第２基板１２の各々の外縁に沿って配置されている。各シール部２１、２２、２３には、例えば液晶層１９の層厚よりもわずかに径の大きいグラスファイバー等のスペーサーが添加されていてもよい。

第１シール部２１は、液晶層１９に接して、液晶層１９を囲むように設けられている。第１シール部２１は、第１配向膜１７の端部を覆うとともに第２配向膜１８の端部を覆うように配置されている。詳細には、第１シール部２１は、第１配向膜１７の端部の段差状部分を覆ってその下側の第１無機絶縁膜１５と接するように配置されるとともに、第２配向膜１８の端部の段差状部分を覆ってその下側の第２無機絶縁膜１６と接するように配置されている。第１シール部２１は、液晶層１９に不溶性で、接着性の高い材料で構成するのが好ましく、例えば、透湿度が５０～７０ｇ／ｍ^２・２４ｈ（ＪＩＳＫ７１２６－１）程度の熱硬化性エポキシ樹脂などの材料を用いることができる。

第２シール部２２は、第１シール部２１に接して、第１シール部２１の外側を囲むように設けられている。第２シール部２２は、第１無機絶縁膜１５と第２無機絶縁膜１６の各々と接するように配置されている。図２（Ａ）に示すように、第２シール部２２は、その大部分においては第１無機絶縁膜１５及び第２無機絶縁膜１６のみと接して密着するように設けられている。また、図２（Ｂ）に示すように、第２シール部２２は、他の一部分においては第１基板１１側において第１無機絶縁膜１５及び第１導電膜１３と接し、第２基板１２側において第２無機絶縁膜１６及び第２導電膜１４と接するように設けられている。ここでいう一部分とは、第３シール部２３において部分的に含まれる導電材２４によって第１導電膜１３と第２導電膜１４の相互間が物理的及び電気的に接続される箇所に近接する部分である。第２シール部２２は、透湿度の低い材料で構成するのが好ましく、特に、第１シール部２１より透湿度の低い材料で構成するのが好ましい。例えば透湿度が２～４ｇ／ｍ^２・２４ｈ（ＪＩＳＫ７１２６－１）の材料を用いることが好ましく、例えば紫外線硬化性エポキシ、変性アクリレートなどの材料を用いることができる。

第３シール部２３は、第２シール部２２に接して、第２シール部２２の外側を囲むように設けられている。第３シール部２３は、図２（Ｂ）に示すように、その一部分において導電材２４を有して当該導電材２４が第１導電膜１３及び第２導電膜１４の各々と接するように配置され、図２（Ａ）に示すように、他の大部分において第１無機絶縁膜１３及び第２無機絶縁膜１４の各々と接するように配置されている。導電材２４は、例えば金メッキの施された球状体である。また、第３シール部２３は、図２（Ａ）に示すように、大部分において、第１導電膜１３の端部、第１無機絶縁膜１５の端部、第２導電膜１４の端部及び第２無機絶縁膜１６の端部を覆うように配置されている。つまり、図１に示す環状のシール部２０の大部分において、図２（Ａ）に示すように、第３シール部２３は、第１無機絶縁膜１５及び第２無機絶縁膜１６の間を端部まで埋めるように形成されている。第３シール部２３は、接着性の高い材料で構成するのが好ましく、例えば熱硬化性エポキシ樹脂などの材料を用いることができ、第１シール部２１と同じ材料から構成することもできる。

また、各図に示すように、第１シール部２１、第２シール部２２及び第３シール部２３は、液晶層１９の層厚方向と略直交する方向において互いに接して配置されている。詳細には、第２シール部２２は、液晶層１９と近い側において第１シール部２１と接し、液晶層１９から遠い側において第３シール部２３と接して配置されている。また、第１シール部２１と第３シール部２３は、同一の材料からなる。第２シール部２２は、第１シール部２１及び第３シール部２３よりも相対的に低い透湿性を有する。

複数の突起部２５は、図１に示すように第３シール部２３の外周に沿って分散して設けられている。図示の例では、封止材２６、２７の近くの左右に２つの突起部２５が設けられ、封止材２８の近くの２つの突起部２５が設けられている。これらの突起部２５の機能については後述する。

第１封止材２６及び第２封止材２７は、各々、製造時における液晶層１９の注入口５１（後述の図４（Ｄ）参照）を封止するためのエンドシール部である（図１参照）。第１封止材２６としては、液晶層１９の液晶材料に対する非相溶性を有するものが用いられる。また、第２封止材２７としては、高いガスバリア性を有するものが用いられる。なお、２つの機能を併せ持つもの材料を用いる場合には、第１封止材２６のみで足りる。

第３封止材２８は、製造時における第２シール部２２の注入口５２（後述の図４（Ｃ）参照）を封止するためのエンドシール部である（図１参照）。第３封止材２８としては、高いガスバリア性を有するものが用いられる。なお、第３封止材２８は任意に設けることができ、第２シール部２２のガスバリア性が高い場合には不要とすることもできる。

図３は、無機絶縁膜及び配向膜とシール部との配置関係を説明するための平面図である。なお、配置関係を示すために上記図１とはシール部等の縮尺を変えて示している。以下、この図３及び上記した図２（Ａ）又は図２（Ｂ）を参照しながら、第１基板１１の一面側での第１無機絶縁膜１５及び第１配向膜１７の各々の形成範囲について説明するとともに、第２基板１２の一面側での第２無機絶縁膜１６及び第２配向膜１８の各々の形成範囲について説明する。

図２（Ａ）又は図２（Ｂ）に示すように、第１基板１１の一面側において、第１導電膜１３は、その端部が最も外側、すなわち第１基板１１の端部に近い側まで設けられている部分を有してもよい。また、図２（Ａ）又は図２（Ｂ）に示すように、第２基板１２の一面側において、第２導電膜１４は、その端部が第２配向膜１８の端部とほぼ同じ位置まで設けられている部分を有してもよい。第１導電膜１３、第２導電膜１４ともに、それぞれの端部が第３シール部２３と重なる場合もある。なお、第１導電膜１３と第２導電膜１４は、それぞれ適宜パターニングされている。例えば、第１導電膜１３は、複数の画素電極やそれらと接続された複数の配線を含み得る。

第１無機絶縁膜１５は、その端部が第３シール部２３の端部よりも内側（液晶層１９に近い側）となるように設けられている（図３において点線で示す）。また、第１無機絶縁膜１５は、図３に示すように切り欠き部１５ａを有している。この切り欠き部１５ａは、図２（Ｂ）に示す導電材２４の設けられる部分に対応する位置に設けられており、第１導電膜１３が第１無機絶縁膜１５に覆われずに導電材２４と接触できるようにするためのものである。同様の切り欠き部は第２無機絶縁膜１６にも設けられている。第２無機絶縁膜１６は、切り欠き部１５ａに対応する切り欠き部分ではその端部が第２導電膜１４の端部よりも内側（液晶層１９に近い側）となるように設けられている。第１無機絶縁膜１５、第２無機絶縁膜１６ともに、切り欠き部等に対応する部分を除く大部分でそれぞれの端部が第３シール部２３と重なり、第３シール部２３の外側端よりも内側に配置されている。

第１配向膜１７は、その端部が最も内側（液晶層１９に近い側）となるように設けられている。同様に、第２配向膜１８は、その端部が最も内側（液晶層１９に近い側）となるように設けられている。第１配向膜１７、第２配向膜１８ともに、大部分でそれぞれの端部が第１シール部２１と重なり、第１シール部２１の外側端よりも内側に配置されている。

図４（Ａ）～図４（Ｆ）は、第１実施形態の液晶素子を製造する方法の一例を説明するための図である。なお、ここでは１つの液晶素子１００ａに係る工程を図示するが実際には複数の液晶素子１００ａを同時に製造することができる（他の実施形態においても同様）。

まず、第１基板１１、第２基板１２の各々の母材となる一対の基板に、それぞれ第１導電膜１３、第２導電膜１４が形成される（図示省略）。第１導電膜１３、第２導電膜１４は適宜パターニングされてもよい。次に、図４（Ａ）に示すように、第１基板１１の母材５０に対してその一面側に第１無機絶縁膜１５（図示省略）と第１配向膜１７が形成される。同様にして第２基板１２の母材に対してその一面側に第２無機絶縁膜１６（図示省略）と第２配向膜１８が形成される（図示省略）。第１配向膜１７、第２配向膜１８としては、液晶層１９の動作モード等に応じて水平配向膜や垂直配向膜が適宜選択され、形成される。

無機絶縁膜や配向膜の形成方法については特に限定がなく、例えばフレキソ印刷によって塗布され、その後焼成される。配向膜の配向処理についても特に限定がなく、例えばラビング処理を用いることができるが、他の方法（光配向処理など）であってもよい。また、各配向膜として斜方蒸着膜が用いられてもよい。また、各導電膜（電極）に開口部ないし突起部を設けてこれらによって斜め電界を生じさせることで液晶層１９の配向制御を行うような動作モードの場合には、ラビング処理等の配向処理が省略される場合もある。なお、これらについては他の実施形態でも同様である。

図４（Ａ）に示すように、第１基板１１の母材５０に対して、その一面側に第１配向膜１７の形成された位置に対応して第１シール部２１と第３シール部２３が形成される。図示のように第１シール部２１と第３シール部２３は、相互間に隙間を空けて設けられる。この隙間は、後の工程で第２シール部２２を設けるためのものである。第１シール部２１と第３シール部２３の形成方法については特に限定がなく、例えばディスペンサーを用いて塗布する方法や、スクリーン印刷によって塗布する方法などを用いることができる。このとき、注入口５１、５２としての開口がそれぞれ設けられる。また、このときに併せて、第１シール部２１及び第３シール部２３と同一材料によって各突起部２５が形成される。

次に、第１基板１１の母材５０と第２基板１２の母材（図示せず）とを位置合わせして重ね合わせられる。このとき、第２基板１２の母材には予めギャップコントロール材が散布される。第１シール部２１と第３シール部２３の特性に応じて、熱硬化性である場合には熱処理が行われ、光硬化性である場合には光照射処理が行われることで母材同士が貼り合わされる。その後、貼り合わされた母材に対して切断線（クラック）が入れられた後、切断線に沿って割断されることで、図４（Ｂ）に示すように、第１シール部２１と第３シール部２３に第１基板１１と第２基板１２が貼り合わせて構成されたセルが得られる。

次に、図４（Ｃ）に示すように第２シール部２２が形成される。ここでは、第２シール部２２の材料を注入口５２の付近に滴下し、毛細管現象を利用して注入が行われる。その意味では、上記した第１シール部２１と第３シール部２３の隙間については毛細管現象を生じさせ得る程度の幅にしておく必要がある。第２シール部２２の材料としては、透湿性の低いもの（ガスバリア性が高いもの）を用いる。例えば、透湿度が２～４ｇ／ｍ^２・２４ｈ（ＪＩＳＫ７１２６－１）の材料を用いることができる。また、注入時間の短縮という点では材料の粘性は低いほうが好ましく、例えば概ね１０Ｐａ・ｓ以下の材料を用いることが好ましい。なお、粘性が高い材料を用いる場合であればセルを加熱しながら注入を行ってもよい。注入後、第２シール部２２の特性に応じて、熱硬化性である場合には熱処理が行われ、光硬化性である場合には光照射処理が行われ、熱処理と光照射処理の双方が必要な場合は各処理が行われることで第２シール部２２が完成する。一例として、３６５ｎｍの波長を含む紫外線光を６Ｊ／ｃｍ^２の条件で照射し、その後１５０℃で１時間の熱処理を行う。

ここで、仮に注入口５２から第２シール部２２の材料があふれ出したとしても、注入口５２の左右に設けられている突起部２５と、反対側の注入口５１の左右に設けられている突起部２５により当該材料の流れが堰き止められる。もしこれらの突起部２５がない場合には、第１基板１１と第２基板１２の外縁における隙間で毛細管現象が生じ、逆側の出口へ先回りしてしまい、第２シール部２２を完全に充填できない場合が生じ得る。突起部２５を設けることでそのような不具合を避けることができる。このため、突起部２５は、第３シール部２３の外周に沿ってより多くの数を設けることが好ましい。

次に、図４（Ｄ）に示すように、注入口５１から液晶材料が注入される。ここでは、真空注入法を用いる。具体的には、セルを真空チャンバー内に配置し、真空チャンバー内を低圧にした後、注入口５１を注入タンク５３の液晶材料に接するように配置する。その後、真空チャンバー内を大気圧に戻すことで注入口５１から液晶材料が注入され、図４（Ｅ）に示すように液晶層１９が形成される。液晶層１９の液晶材料としては、動作モードに応じて誘電率異方性の正／負が適宜選択される。また、液晶材料には紫外線硬化性モノマーが添加されていてもよい。この場合、後に紫外線照射を行うことで高分子安定化された液晶層１９が得られる。

次に、図４（Ｅ）に示すように、注入口５１をシールするための封止材２６が形成される。液晶材料を注入後のセルはその中央付近のセル厚が厚くなって膨らんでいる場合がある。この場合には、セルをプレスした状態で注入口５１の付近に封止材２６の材料を塗布し、その後にプレスを開放する。あるいは、セルを冷却する。これらにより、セル中心付近のセル厚が薄くなり、封止材２６の材料が少し吸い込まれる。その後、光照射処理等によって材料を硬化させることで、注入口５１から少し内部へ入り込んだ位置に封止材２６が形成される。

次に、図４（Ｆ）に示すように、注入口５１の封止材２６の外側に封止材２７が形成されるとともに、注入口５２に封止材２８が形成される。具体的には、各封止材２７、２８の材料を注入口５１、５２の付近に塗布し、その後光照射処理等によって材料を硬化させることで、各封止材２７、２８が形成される。その後、セル全体の洗浄処理等を適宜行うことにより、液晶素子１００ａが完成する。

以上のような第１実施形態によれば、少なくとも第１シール部２１と第２シール部２２が第１無機絶縁膜１５、第２無機絶縁膜１６と接するように設けられるので、防湿性を高めることが可能となる。その理由は以下のように推測される。一般に、第１無機絶縁膜１５及び第２無機絶縁膜１６を構成するシロキサン系材料やチタノシロキサン系材料は、配向膜やＩＴＯなどの導電膜に比べ、その膜表面においてＯＨ基を多く有していると考えられる。そして、このＯＨ基が多いことにより、各シール部との密着性がより高くなることから、低透湿な第２シール部２２の機能を維持することができ、透湿性の低いシール構造を構成することができたと考えられる。具体的には、各シール部の材料の有機官能基と第１無機絶縁膜１５及び第２無機絶縁膜１６を構成する材料のＯＨ基との間で共有結合が生じることにより接合強度が向上する。また、第３シール部２３も、第１無機絶縁膜１５及び第２無機絶縁膜１６の端部間を埋めるように設けられているので、同様にシール材の有機官能基と第１無機絶縁膜１５及び第２無機絶縁膜１６を構成する材料のＯＨ基との間で共有結合を形成して接合強度を高めている。

また、第１実施形態によれば、シール部２０が三重構造となることで、その平面視での幅が大きくなる（太くなる）ので、第１基板１１と第２基板１２をより強固に固定できるようになり、耐振動性が向上するという副次的効果も得られる。

（第２実施形態）
図５は、第２実施形態の液晶素子の構成を示す模式的な平面図である。第２実施形態の液晶素子１００ｂは、基本的に第１実施形態の液晶素子１００ａと同様の構成を備えており、注入口５１が省略されており、これに伴って封止材２６も省略されている点が主に異なっている。この場合、液晶層１９は、例えばＯＤＦ（One Drop Fill）法によって形成される。以下では第１実施形態の液晶素子１００ａと構成の共通する点は説明を割愛し、構成の異なる点を主に説明する。

第１シール部２１ｂは、注入口などの開口部を有しておらず、液晶層１９を囲む閉空間を構成するように設けられている。また、これに伴い、第２シール部２２ｂは、封止材２７によって封止される２つの端部同士が隔壁２９を介して隣り合うように設けられている。なお、これらを含むシール部２０ｂの断面構造については第１実施形態と同様である（図２（Ａ）、図２（Ｂ）参照）。各突起部２５と隔壁２９は、例えば第１シール部２１ｂと同一材料によって形成されている。

図６（Ａ）～図６（Ｄ）は、第２実施形態の液晶素子を製造する方法の一例を説明するための図である。第１実施形態と同様に、予め、第１基板１１、第２基板１２の各々の母材となる一対の基板に、それぞれ第１導電膜１３、第２導電膜１４が形成される（図示省略）。

次に、図６（Ａ）に示すように、第１基板１１の母材５０に対してその一面側に第１無機絶縁膜１５（図示省略）と第１配向膜１７が形成される。同様にして第２基板１２の母材に対してその一面側に第２無機絶縁膜１６（図示省略）と第２配向膜１８が形成される（図示省略）。

また、図６（Ａ）に示すように、第１基板１１の母材５０に対して、その一面側に第１シール部２１ｂと第３シール部２３が形成される。このとき、注入口５２としての開口が設けられる。また、第１シール部２１ｂと同一材料によって各突起部２５と隔壁２９が形成される。

次に、図６（Ｂ）に示すように、第１シール部２１ｂに囲まれた空間にＯＤＦ法などによって液晶材料が滴下される。液晶材料としては十分に脱泡したものを用い、滴下の体積は精密に制御される。次いで、第１基板１１の母材５０と第２基板１２の母材（図示せず）とが位置合わせして重ねられ、貼り合わされる。その後、貼り合わされた母材に対して切断線（クラック）を入れた後、切断線に沿って割断されることで第１基板１１と第２基板１２が貼り合わせて構成されたセルが得られる。

次に、図６（Ｃ）に示すように第２シール部２２ｂが形成される。ここでも、第２シール部２２ｂの材料を注入口５２の付近に滴下し、毛細管現象を利用して注入を行う。注入後、適宜、熱処理や光照射処理が行われることで第２シール部２２ｂが完成する。このとき、図中において左回りに注入される材料と右回りに注入される材料が出口側で合流する際に、隔壁２９があることで、注入スピードの差などによる不均衡が生じたとしても空気の逃げ道が確保されるので、第２シール部２２ｂの形成不良を防止することができる。なお、注入スピードがほぼ同一であるような場合には隔壁２９を省略してもよい。

次に、図６（Ｄ）に示すように、各封止材２７、２８の材料を所定位置に塗布し、その後光照射処理等によって材料を硬化させることで、各封止材２７、２８が形成される。その後、セル全体の洗浄処理等を適宜行うことにより、液晶素子１００ｂが完成する。

以上のような第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の防湿性が得られる。また、耐振動性の向上という副次的効果も得られる。さらに、第２実施形態によれば、液晶層１９の形成にＯＤＦ法などの真空注入法とは異なる方法を適用することができる。

（第３実施形態）
図７は、第３実施形態の液晶素子の構成を示す模式的な平面図である。第３実施形態の液晶素子１００ｃは、基本的に第１実施形態の液晶素子１００ａと同様の構成を備えており、第１シール部２１ｃと第３シール部２３ｃとが封止材２６、２７の側で互いにつながっている点が主に異なっている。この場合、第２シール部２２は、真空注入法を用いて形成される。以下では第１実施形態の液晶素子１００ａと構成の共通する点は説明を割愛し、構成の異なる点を主に説明する。

第１シール部２１ｃは、注入口５１、５２を有し（図８（Ａ）参照）、液晶層１９を囲む略閉空間を構成するように設けられている。また、第３シール部２３ｃは、第２シール部２２の外周に沿って設けられており、注入口５１の設けられている側で第１シール部２１ｃとつながっている。なお、これらを含むシール部２０ｃの断面構造については第１実施形態と同様である（図２（Ａ）、図２（Ｂ）参照）。

図８（Ａ）～図８（Ｆ）は、第３実施形態の液晶素子を製造する方法の一例を説明するための図である。第１実施形態と同様に、予め、第１基板１１、第２基板１２の各々の母材となる一対の基板に、それぞれ第１導電膜１３、第２導電膜１４が形成される（図示省略）。

次に、図８（Ａ）に示すように、第１基板１１の母材５０に対してその一面側に第１無機絶縁膜１５（図示省略）と第１配向膜１７が形成される。同様にして第２基板１２の母材に対してその一面側に第２無機絶縁膜１６（図示省略）と第２配向膜１８が形成される（図示省略）。

また、図８（Ａ）に示すように、第１基板１１の母材５０に対して、その一面側に第１シール部２１ｃと第３シール部２３ｃが形成される。このとき、注入口５１、５２としての開口が設けられる。また、第３シール部２３ｃと同一材料によって各突起部２５が形成される。

次に、第１基板１１の母材５０と第２基板１２の母材（図示せず）とが位置合わせして重ねられ、貼り合わされる。その後、貼り合わされた母材に対して切断線（クラック）を入れた後、切断線に沿って割断されることで第１基板１１と第２基板１２が貼り合わせて構成されたセルが得られる（図８（Ｂ）参照）。

次に、図８（Ｃ）に示すように第２シール部２２が形成される。ここでは、真空注入法が用いられる。具体的には、セルを真空チャンバー内に配置し、真空チャンバー内を低圧にした後、注入口５２を注入タンク５４のシール材料に接するように配置する。その後、真空チャンバー内を大気圧に戻すことで注入口５２からシール材料が注入される。注入後、適宜、熱処理や光照射処理が行われることで第２シール部２２が完成する。

次に、図８（Ｄ）に示すように、真空注入法によってセルの注入口５１を注入タンク５３の液晶材料に接するように配置し、注入口５１から液晶材料を注入し、液晶層１９が形成される。

次に、図８（Ｅ）、図８（Ｆ）に示すように、各封止材２６、２７、２８の材料を所定位置に塗布し、その後光照射処理等によって材料を硬化させることで、各封止材２６、２７、２８が形成される。その後、セル全体の洗浄処理等を適宜行うことにより、液晶素子１００ｃが完成する。

以上のような第３実施形態によれば、上記の各実施形態と同様の防湿性が得られる。また、耐振動性の向上という副次的効果も得られる。さらに、第３実施形態によれば、第２シール部２２が外部に露出する部分を少なくすることができるので、防湿性を高めることができる。

（第４実施形態）
図９は、第４実施形態の液晶素子の構成を示す模式的な平面図である。第４実施形態の液晶素子１００ｄは、基本的に第１実施形態の液晶素子１００ａと同様の構成を備えており、注入口５１が省略され、これに伴って封止材２６、２７も省略されている点と、第３シール部２３ｄの注入口５２と反対側の部位が閉鎖している点が主に異なっている。この場合、第２シール部２２については真空注入法によって形成され、液晶層１９についてはＯＤＦ（One Drop Fill）法によって形成される。以下では第１実施形態の液晶素子１００ａと構成の共通する点は説明を割愛し、構成の異なる点を主に説明する。

第１シール部２１ｄは、注入口などの開口部を有しておらず、液晶層１９を囲む閉空間を構成するように設けられている。また、第３シール部２３ｄは、開口部５２（図１０（Ａ）参照）を有し、第１シール部２１ｄと隙間を空けて設けられている。なお、これらを含むシール部２０ｄの断面構造については第１実施形態と同様である（図２（Ａ）、図２（Ｂ）参照）。

図１０（Ａ）～図１０（Ｄ）は、第４実施形態の液晶素子を製造する方法の一例を説明するための図である。第１実施形態と同様に、予め、第１基板１１、第２基板１２の各々の母材となる一対の基板に、それぞれ第１導電膜１３、第２導電膜１４が形成される（図示省略）。また、第１基板１１の母材５０に対してその一面側に第１無機絶縁膜１５（図示省略）と第１配向膜１７が形成され、第２基板１２の母材に対してその一面側に第２無機絶縁膜１６（図示省略）と第２配向膜１８が形成される（図示省略）。

次に、図１０（Ａ）に示すように、第１基板１１の母材５０に対して、その一面側に第１シール部２１ｄと第３シール部２３ｄが形成される。このとき、注入口５２としての開口が設けられる。また、第３シール部２３ｄと同一材料によって各突起部２５が形成される。

次に、図１０（Ｂ）に示すように、第１シール部２１ｄに囲まれた空間にＯＤＦ法などによって液晶材料が滴下されることにより液晶層１９が形成される。次いで、第１基板１１の母材５０と第２基板１２の母材（図示せず）とが位置合わせして重ねられ、貼り合わされる。その後、貼り合わされた母材に対して切断線（クラック）を入れた後、切断線に沿って割断されることで第１基板１１と第２基板１２が貼り合わせて構成されたセルが得られる。

次に、図１０（Ｃ）に示すように第２シール部２２が形成される。ここでは上記した第３実施形態と同様に注入タンク５４を用いて真空注入法によりシール材料が注入される。それにより、第２シール部２２が完成する。

次に、図１０（Ｄ）に示すように、封止材２８の材料を所定位置に塗布し、その後光照射処理等によって材料を硬化させることで封止材２８が形成される。その後、セル全体の洗浄処理等を適宜行うことにより、液晶素子１００ｄが完成する。

以上のような第４実施形態によれば、上記の各実施形態と同様の防湿性が得られる。また、耐振動性の向上という副次的効果も得られる。さらに、第４実施形態によれば、第２シール部２２が外部に露出する部分を少なくすることができるので、防湿性を高めることができる。

（第５実施形態）
図１１は、第５実施形態の液晶素子の構成を示す模式的な平面図である。第５実施形態の液晶素子１００ｅは、基本的に第１実施形態の液晶素子１００ａと同様の構成を備えており、注入口５１、５２が省略されて第１シール部２１ｅ及び第３シール部２３ｅがともに閉空間を構成しており、これに伴って封止材２６、２７、２８も省略されている点が主に異なっている。この場合、第２シール部２２、液晶層１９ともにＯＤＦ（One Drop Fill）法によって形成される。以下では第１実施形態の液晶素子１００ａと構成の共通する点は説明を割愛し、構成の異なる点を主に説明する。

第１シール部２１ｅは、注入口などの開口部を有しておらず、液晶層１９を囲む閉空間を構成するように設けられている。第３シール部２３ｅは、注入口などの開口部を有しておらず、閉空間を構成するようにして、第１シール部２１ｅと隙間を空けて設けられている。なお、これらを含むシール部２０ｅの断面構造については第１実施形態と同様である（図２（Ａ）、図２（Ｂ）参照）。

図１２（Ａ）～図１２（Ｃ）は、第５実施形態の液晶素子を製造する方法の一例を説明するための図である。第１実施形態と同様に、予め、第１基板１１、第２基板１２の各々の母材となる一対の基板に、それぞれ第１導電膜１３、第２導電膜１４が形成される（図示省略）。また、第１基板１１の母材５０に対してその一面側に第１無機絶縁膜１５（図示省略）と第１配向膜１７が形成され、第２基板１２の母材に対してその一面側に第２無機絶縁膜１６（図示省略）と第２配向膜１８が形成される（図示省略）。

次に、図１２（Ａ）に示すように、第１基板１１の母材５０に対して、その一面側に第１シール部２１ｅと第３シール部２３ｅが形成される。そして、第１シール部２１ｅに囲まれた空間にＯＤＦ法などによって液晶材料が滴下されることにより液晶層１９が形成される。

次に、図１２（Ｂ）に示すように、第１シール部２１ａと第３シール部２３ｅの隙間に、ＯＤＦ法などによってシール材料が滴下されることにより第２シール部２２が形成される。

次いで、第１基板１１の母材５０と第２基板１２の母材（図示せず）とが位置合わせして重ねられ、貼り合わされる。その後、貼り合わされた母材に対して切断線（クラック）を入れた後、切断線に沿って割断されることで第１基板１１と第２基板１２が貼り合わせて構成されたセルが得られる。その後、セル全体の洗浄処理等を適宜行うことにより、液晶素子１００ｅが完成する。

以上のような第５実施形態によれば、上記の各実施形態と同様の防湿性が得られる。また、耐振動性の向上という副次的効果も得られる。さらに、第５実施形態によれば、第２シール部２２が外部に露出する部分をなくし、すべての外周を第３シール部２３ｅで囲むことができるので、防湿性をさらに高めることができる。

（第６実施形態）
図１３は、第６実施形態の車両用灯具システムの構成を示す図である。図１３に示す車両用灯具システムは、上記のいずれかの実施形態に係る液晶素子１００ａ～１００ｅを用いて構成されるものであり、ランプユニット（車両用灯具）１０１と、コントローラ１０２と、カメラ１０３を含んで構成されている。この車両用前照灯システムは、カメラ１０３によって撮影される画像に基づいて自車両の周囲に存在する前方車両や歩行者の顔等の位置を検出し、前方車両等の位置を含む一定範囲を非照射範囲（減光領域）に設定し、それ以外の範囲を光照射範囲に設定して選択的な光照射を行うとともに、路面上へ種々形状の光照射を行うものである。

ランプユニット１０１は、車両前部の所定位置に配置されており、車両前方を照明するための照射光を形成する。なお、ランプユニット１０１は車両の左右それぞれに１つずつ設けられるがここでは１つのみ図示する。

コントローラ１０２は、車両用灯具１０１の光源１１０や液晶素子１１５の動作制御を行うものである。このコントローラ１０２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有するコンピュータシステムを用い、このコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることによって実現される。本実施形態のコントローラ１０２は、運転席に設置されたライトスイッチ（図示せず）の操作状態に応じて光源１１０を点灯させるとともに、カメラ１０３によって検出される前方車両（対向車両、先行車両）、歩行者、道路標識、路上白線などの対象体に応じた配光パターンを設定し、この配光パターンに対応する像を形成するための制御信号を液晶素子１１５へ供給する。

カメラ１０３は、自車両の前方空間を撮影して画像を生成し、この画像に対して所定の画像認識処理を行って上記した前方車両等の対象体の位置、範囲、大きさ、種別などを検出する。画像認識処理による検出結果は、カメラ１０３と接続されているコントローラ１０２へ供給される。カメラ１０３は、自車両の車室内の所定位置（例えば、フロントガラス上部）に設置されるか、または自車両の車室外の所定位置（例えば、フロントバンパー内）に設置される。車両に他の用途（例えば、自動ブレーキシステム等）のためのカメラが備わっている場合にはそのカメラを共用してもよい。

なお、カメラ１０３における画像認識処理の機能をコントローラ１０２にて代替してもよい。その場合には、カメラ１０３は、生成した画像をコントローラ１０２へ出力、この画像に基づいてコントローラ１０２側で画像認識処理が行われる。あるいは、カメラ１０３から画像とそれに基づく画像認処理の結果の双方がコントローラ１０２へ供給されてもよい。その場合に、コントローラ１０２は、カメラ１０３から得た画像を用いてさらに独自の画像認識処理を行ってもよい。

図１３に示すランプユニット１０１は、光源１１０、リフレクタ１１１、１１３、偏光ビームスプリッタ１１２、１／４波長板１１４、液晶素子１１５、光学補償板１１６、偏光板１１７、投影レンズ１１８を含んで構成されている。これらの各要素は、例えば１つのハウジング（筐体）に収容されて一体化されている。また、光源１１０と液晶素子１１５は、それぞれコントローラ１０２と接続されている。なお、本実施形態では、偏光ビームスプリッタ１１２と偏光板１１７が「偏光素子」に対応する。

光源１１０は、コントローラ１０２による制御を受けて光を放出する。この光源１１０は、例えばいくつかの白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子と駆動回路を含んで構成される。なお、光源１１０の構成はこれに限定されない。例えば、なお、光源１１０としては、レーザ素子、さらには電球や放電灯など車両用ランプユニットに一般的に使用されている光源が使用可能である。

リフレクタ１１１は、光源１１０に対応づけて配置されており、光源１１０から放出される光を反射及び集光して偏光ビームスプリッタ１１２の方向へ導き、液晶素子１１５へ入射させる。リフレクタ１１１は、例えば楕円面状の反射面を有する反射鏡である。この場合、光源１１０は、リフレクタ１１１の反射面の焦点付近に配置することができる。なお、リフレクタ１１１に代えて集光部として集光レンズを用いてもよい。

偏光ビームスプリッタ１１２は、入射光のうち特定方向の偏光成分を透過し、これと直交方向の偏光成分を反射させる反射型偏光素子である。このような偏光ビームスプリッタ１１２としては、例えばワイヤーグリッド型偏光素子や多層膜偏光素子などを用いることができる。

リフレクタ１１３は、偏光ビームスプリッタ１１２によって反射される光が入射し得る位置に設けられており、入射した光を偏光ビームスプリッタ１１２の方向へ反射させる。

１／４波長板１１４は、偏光ビームスプリッタ１１２とリフレクタ１１３の間の光路上に配置されており、入射する光に位相差を与える。本実施形態では、偏光ビームスプリッタ１１２によって反射された光は、１／４波長板１１４を透過し、リフレクタ１１３で反射されて再度１／４波長板１１４を透過することで偏光方向が９０°回転して偏光ビームスプリッタ１１２へ再入射する。それにより、再入射した光は偏光ビームスプリッタ１１２を透過することができるので光の利用効率が向上する。

液晶素子１１５は、リフレクタ１１１、１１３のそれぞれにより反射及び集光された光が入射し得る位置に配置されている。液晶素子１１５は、互いに独立に制御可能な複数の画素部（光変調部）を備えている。本実施形態では、液晶素子１１５は、各画素部に駆動電圧を与えるためのドライバ（図示せず）を有している。ドライバは、コントローラ１０２から供給される制御信号に基づいて、液晶素子１１５に対して、各画素部を個別に駆動するための駆動電圧を与える。この液晶素子１１５として、上記の各実施形態に係る液晶素子１００ａ～１００ｅのいずれかが用いられる。

光学補償板１１６は、液晶素子１１５を透過した光の位相差を補償し、偏光度を高めるためのものである。なお、光学補償板１１６は省略されてもよい。

偏光板１１７は、液晶素子１１５の光出射側に配置されている。偏光ビームスプリッタ１１２、偏光板１１７とこれらの間に配置された液晶素子１１５によって、自車両の前方へ照射する光の配光パターンに対応した像が形成される。

投影レンズ１１８は、リフレクタ１１１、１１３により反射及び集光され、液晶素子１１５を透過した光が入射し得る位置に配置されており、この入射した光を自車両の前方へ投影する。投影レンズ１１８は、その焦点が液晶素子１１５の液晶層の位置に対応するように配置されている。

以上のような第６実施形態によれば、防湿性に優れた液晶素子を備える車両用灯具並びに車両用灯具システムを得ることができる。

（変形例）
なお、本開示は上記した各実施形態の内容に限定されるものではなく、本開示の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、車両用灯具システムの構成は上記した第６実施形態の構成に限定されず、液晶素子を用いて配光パターンを形成するものであれば本開示に係る液晶素子を適用することができる。また、各実施形態の液晶素子は、車両用途に限らず種々の照明装置（例えば液晶プロジェクタ等）に適用することも可能であり、また一般的な表示用途の液晶素子に適用することも可能である。

１１：第１基板、１２：第２基板、１３：第１導電膜、１４：第２導電膜、１５：第１無機絶縁膜、１６：第２無機絶縁膜、１７：第１配向膜、１８：第２配向膜、１９：液晶層、２０：シール部、２１：第１シール部、２２：第２シール部、２３：第３シール部、２４：導電材、２５：突起部、２６、２７、２８：封止部、１００ａ：液晶素子

Claims (10)

1. 対向配置される第１基板及び第２基板と、
   前記第１基板の一面側に配置される第１導電膜と、
   前記第１基板の一面側において前記第１導電膜よりも前記第１基板から遠い側に配置される第１無機絶縁膜と、
   前記第１基板の一面側において前記第１無機絶縁膜よりも前記第1基板から遠い側に配置される第１配向膜と、
   前記第２基板の一面側に配置される第２導電膜と、
   前記第２基板の一面側において前記第２導電膜よりも前記第２基板から遠い側に配置される第２無機絶縁膜と、
   前記第２基板の一面側において前記第２無機絶縁膜よりも前記第２基板から遠い側に配置される第２配向膜と、
   前記第１基板と前記第２基板の間に配置される液晶層と、
   前記第１基板と第２基板との間に前記液晶層を囲んで配置されるシール部と、
   を含み、
   前記シール部は、前記液晶層と近い順に少なくとも第１シール部及び第２シール部を有しており、
   前記第１シール部は、前記第１配向膜の端部を覆うとともに前記第２配向膜の端部を覆うように配置されており、
   前記第２シール部は、前記第１無機絶縁膜と前記第２無機絶縁膜の各々と接するように配置されている、
   液晶素子。
2. 前記第１シール部は、前記第１配向膜の端部の段差状部分を覆って前記第１無機絶縁膜と接するように配置されるとともに、前記第２配向膜の端部の段差部分を覆って前記第２無機絶縁膜と接するように配置される、
   請求項１に記載の液晶素子。
3. 前記第１無機絶縁膜と前記第２無機絶縁膜の各々は、シロキサン系材料又はチタノシロキサン系材料から構成される、
   請求項１又は２に記載の液晶素子。
4. 前記第２シール部を構成する材料は、前記第１シール部を構成する材料よりも相対的に低い透湿性を有する、
   請求項１～３の何れか１項に記載の液晶素子。
5. 前記シール部は、前記第２シール部よりも前記液晶層から遠い位置に配置された第３シール部を更に有しており、
   前記第３シール部は、その一部において導電材を有して当該導電材が前記第１導電膜及び前記第２導電膜の各々と接するように配置され、他の一部において前記第１無機絶縁膜及び前記第２無機絶縁膜の各々と接するように配置されている、
   請求項１～４の何れか１項に記載の液晶素子。
6. 前記第３シール部は、前記他の一部において、前記第１導電膜の端部、前記第１無機絶縁膜の端部、前記第２導電膜の端部及び前記第２無機絶縁膜の端部を覆うように配置されている、
   請求項５に記載の液晶素子。
7. 前記第１シール部と前記第３シール部が同一材料からなる、
   請求項５又は６に記載の液晶素子。
8. 前記液晶層の層厚方向と略直交する方向において前記第１シール部及び前記第３シール部の各々と前記第２シール部とが密着している、
   請求項１～７の何れか１項に記載の液晶素子。
9. 請求項１～８の何れかに記載の液晶素子と、
   前記液晶素子を挟んで対向配置される一対の偏光素子と、
   前記液晶素子へ光を入射させる光源と、
   を含む、照明装置。
10. 請求項９に記載の照明装置を用いて構成される車両用灯具。
    
    

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