JP7379262B2 - Liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation, spatial light modulation element, and stereoscopic display device - Google Patents

Liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation, spatial light modulation element, and stereoscopic display device Download PDF

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特許法第30条第2項適用 平成31年3月29日ウェブサイトURL:https://onlinelibrary.wiley.com/toc/19383657/0/0にて公開されたJSID Online学会誌EarlyViewに掲載Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act applies March 29, 2019 Website URL: https://onlinelibrary. wiley. Published in JSID Online academic journal Early View published at com/toc/19383657/0/0

本開示は、空間光位相変調用液晶配向部材、空間光変調素子及び立体表示装置に関するものである。 The present disclosure relates to a liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation, a spatial light modulation element, and a stereoscopic display device.

立体ディスプレイは、テレビ放送やテレビ電話といった放送・通信分野だけでなく、医療や製造業、教育をはじめとする様々な分野での応用が期待されている。近年では Augmented reality(AR)技術や Virtual reality(VR)技術の発達とともに、立体像や仮想空間を立体表示する立体ディスプレイが提案されている。中でもホログラフィックディスプレイは、立体視の生理的要因をすべて満たす自然な立体表示を可能とするため、次世代の立体ディスプレイとして実用化が期待されている。ホログラフィックディスプレイはレーザー光源などの干渉性の高い光を変調し、物体の光の波面を再現し、立体画像を表示するディスプレイである。光源の光はホログラムを表示した光変調素子により変調され、光が伝搬する過程で生じる干渉により物体の光の波面が再現される。光変調素子の変調方式としては、二次元的な光の振幅分布を再現する振幅方式と、光の位相分布を再現する位相方式(位相変調素子)が存在する。この中でも位相方式は前者に比べ光の利用効率が高く、また再生像の観察を妨害する1次回折光が抑制可能であるという利点を有しているため、実用化に向けて有用な方式と考えられている。 Three-dimensional displays are expected to be applied not only to broadcasting and communications fields such as television broadcasting and videophones, but also to various fields including medicine, manufacturing, and education. In recent years, with the development of augmented reality (AR) technology and virtual reality (VR) technology, 3D displays that display 3D images and virtual spaces in 3D have been proposed. Among these, holographic displays are expected to be put into practical use as next-generation 3D displays because they enable natural 3D display that satisfies all physiological factors for 3D viewing. A holographic display is a display that modulates highly coherent light such as a laser light source, reproduces the wavefront of an object's light, and displays a three-dimensional image. The light from the light source is modulated by a light modulation element displaying a hologram, and the wavefront of the object's light is reproduced by interference that occurs during the propagation of the light. As modulation methods for light modulation elements, there are an amplitude method that reproduces a two-dimensional amplitude distribution of light, and a phase method (phase modulation element) that reproduces a phase distribution of light. Among these, the phase method has higher light utilization efficiency than the former, and has the advantage of being able to suppress the first-order diffracted light that interferes with the observation of reconstructed images, so it is considered a useful method for practical application. It is being

液晶を用いた空間光位相変調素子LCOS-SLM(Liquid Crystal on Silicon-Spatial Light Modulator)は、透明な共通電極を有するガラス基板と、シリコンバックプレーン上に並び反射板を兼ねた駆動電極で液晶を挟んだ構造をとる反射型の光デバイスである。液晶と基板の界面には配向膜と呼ばれる高分子薄膜が塗布形成されており、液晶分子は配向膜から受ける配向規制力により分子の長軸方向が面内で1方向に定められると同時に、長軸が基板に対して水平な方向になるように束縛される。このため、電界を印加していないときは、液晶は基板に水平に配向する。このとき、液晶分子の長軸方向に平行に振動する直線偏光を入射すると、入射光が感じる屈折率は高い状態となる。一方、電界を印加した場合、液晶分子は誘電率異方性により、電気力線の方向と長軸が平行に近づくように液晶分子が回転するため、入射した直線偏光が感じる屈折率は低い状態となる。この結果、ON状態の画素を反射する光と、OFF状態の画素を反射する光との間で位相に差が生じるため、各画素での電界の印加により位相の二次元分布を変調することが可能である。 LCOS-SLM (Liquid Crystal on Silicon-Spatial Light Modulator) is a spatial optical phase modulator that uses liquid crystal.It uses a glass substrate with a transparent common electrode and a drive electrode that is arranged on a silicon backplane and also serves as a reflector to generate a liquid crystal. It is a reflective optical device with a sandwiched structure. A thin polymer film called an alignment film is coated on the interface between the liquid crystal and the substrate, and the liquid crystal molecules receive an alignment control force from the alignment film, which causes the long axis direction of the molecules to be fixed in one direction within the plane, and at the same time The axis is constrained to be parallel to the substrate. Therefore, when no electric field is applied, the liquid crystal is aligned horizontally to the substrate. At this time, when linearly polarized light vibrating parallel to the long axis direction of the liquid crystal molecules is incident, the refractive index perceived by the incident light becomes high. On the other hand, when an electric field is applied, the liquid crystal molecules rotate due to dielectric anisotropy so that the long axis becomes parallel to the direction of the electric lines of force, so the refractive index felt by the incident linearly polarized light is low. becomes. As a result, there is a difference in phase between the light that reflects the pixels in the ON state and the light that reflects the pixels in the OFF state, so it is possible to modulate the two-dimensional distribution of the phase by applying an electric field at each pixel. It is possible.

Y. Isomae, Y. Shibata, T. Ishinabe, and H. Fujikake, “Design of 1-maikurom-pitch liquid crystal spatial light modulators having dielectric shield wall structure for holographic display with wide field of view,” Opt. Rev., vol. 24, no. 2, pp. 165-176, Apr. 2017.DOI: 10.1007/s10043-017-0316-0Y. Isomae, Y. Shibata, T. Ishinabe, and H. Fujikake, “Design of 1-maikurom-pitch liquid crystal spatial light modulators having dielectric shield wall structure for holographic display with wide field of view,” Opt. Rev. , vol. 24, no. 2, pp. 165-176, April. 2017. DOI: 10.1007/s10043-017-0316-0

Y.Isomae et al., Experimental study of 1-μm-pitch light modulation of a liquid crystal separated by dielectric shield walls formed by nanoimprint technology for electronic holographic displays, Opt. Eng. 57(6), 061624 (2018).Y. Isomae et al. , Experimental study of 1-μm-pitch light modulation of a liquid crystal separated by dielectric shield walls formed by nanoimprint technology for electronic holographic displays, Opt. Eng. 57(6), 061624 (2018).

ホログラフィックディスプレイは光の干渉により物体光を再現するため、再生像が観察可能な角度範囲(視域角)は空間光位相変調素子の画素ピッチによって決定される最大回折角に依存する。 Since a holographic display reproduces object light through light interference, the angular range (viewing zone angle) in which a reproduced image can be observed depends on the maximum diffraction angle determined by the pixel pitch of the spatial light phase modulation element.

本発明者らは、実用的なホログラフィックディスプレイを実現するために必要な画素ピッチについて調査を行った。具体的には、タブレットのような携帯端末を卓上に置いて使用する視聴環境を想定し、50cm離れた位置に一辺20cmの大きさの像を再生することを考える。この場合、理論的に30°の視域角が必要となる。30°の視域角を実現する場合、位相変調素子に要求される画素ピッチはおよそ1μmとなる計算結果を得ている。 The present inventors investigated the pixel pitch required to realize a practical holographic display. Specifically, assume a viewing environment in which a mobile terminal such as a tablet is placed on a tabletop, and reproduce an image 20 cm on a side at a distance of 50 cm. In this case, a viewing angle of 30° is theoretically required. In order to realize a viewing angle of 30°, calculation results have been obtained that the pixel pitch required for the phase modulation element is approximately 1 μm.

しかし、現在、実現されている位相変調素子の最小の画素ピッチは3.74μmであり、光の波長を550nmとすると、視域角は8.4°となる。以上より、実用的なホログラフィックディスプレイを実現するためには空間光位相変調素子の画素の狭ピッチ化が必要である。 However, the minimum pixel pitch of currently realized phase modulation elements is 3.74 μm, and if the wavelength of light is 550 nm, the viewing angle is 8.4°. From the above, in order to realize a practical holographic display, it is necessary to narrow the pitch of the pixels of the spatial light phase modulation element.

本発明者らは、更に、画素ピッチを1μmと仮定した場合の液晶配向方位のシミュレーションを行った。結果を図7に示す。図7(a)はON状態(5V)の画素とOFF状態(0V)の画素が交互に並んだ状態における等電位線分布および液晶配向分布であり、図中の実線は0.5Vきざみの等電位線を示したものである。71は液晶配向方位、72は共通電極(0V)、73は画素電極を示す。本結果からON状態の画素からOFF状態の画素に電界がもれ出していることがわかる。さらに、液晶の配向分布に注目すると、OFF状態の画素における一部の液晶が回転したことがわかる。しかし、OFF状態の画素内の等電位線分布に着目すると、液晶層の下部では、横方向にもれ出す電界が著しいが、液晶層の上部でのもれ出し電界の強度は液晶を回転させるには不十分である。このことは、電界のもれ出しだけでなく、液晶配向の弾性力がOFF状態の画素の液晶に伝搬されていることを示唆している。液晶配向の弾性力が配向変化に及ぼす効果を明確化するために、電界を印加せず、ON状態の画素を想定した垂直配向の液晶を配置した場合のシミュレーション結果を図7(b)に示した。電界を印加しない状態においても、液晶配向の弾性力の伝搬のみによりOFF状態の画素の液晶が回転した。このことから、1μmピッチ程度の微小な画素では、電界のもれ出しと液晶配向の弾性力の伝搬により画素ごとの独立した駆動が困難となり、コントラストが低下することが判明した。 The present inventors further performed a simulation of the liquid crystal alignment direction assuming a pixel pitch of 1 μm. The results are shown in FIG. Figure 7(a) shows the equipotential line distribution and liquid crystal alignment distribution in a state where pixels in the ON state (5V) and pixels in the OFF state (0V) are arranged alternately, and the solid lines in the figure are equal in 0.5V steps. It shows potential lines. Reference numeral 71 indicates a liquid crystal alignment direction, 72 a common electrode (0V), and 73 a pixel electrode. This result shows that the electric field leaks from the ON-state pixel to the OFF-state pixel. Furthermore, when paying attention to the orientation distribution of the liquid crystal, it can be seen that some of the liquid crystals in the pixels in the OFF state rotated. However, when focusing on the equipotential line distribution within a pixel in the OFF state, the electric field leaking out in the lateral direction is significant at the bottom of the liquid crystal layer, but the strength of the leaking electric field at the top of the liquid crystal layer causes the liquid crystal to rotate. is insufficient. This suggests that not only the leakage of the electric field but also the elastic force of liquid crystal alignment is propagated to the liquid crystal of the pixel in the OFF state. In order to clarify the effect of the elastic force of liquid crystal alignment on alignment change, Figure 7(b) shows the simulation results when vertically aligned liquid crystals are arranged assuming pixels in the ON state without applying an electric field. Ta. Even in a state where no electric field was applied, the liquid crystal of the pixel in the OFF state rotated only due to the propagation of the elastic force of liquid crystal alignment. From this, it has been found that in minute pixels with a pitch of about 1 μm, it becomes difficult to drive each pixel independently due to leakage of the electric field and propagation of the elastic force of liquid crystal alignment, resulting in a decrease in contrast.

また、連続弾性体理論に基づくシミュレーションによると、画素ピッチが3μm以下となると画素電極を駆動させた際の電界が隣接画素上まで伝播し、一部の液晶が回転してしまう事が明らかとなった(非特許文献1参照)。 Furthermore, according to simulations based on continuous elastic body theory, it has become clear that when the pixel pitch is 3 μm or less, the electric field when driving the pixel electrode propagates to the top of adjacent pixels, causing some liquid crystals to rotate. (See Non-Patent Document 1).

また本発明者らは、このような背景から、画素構造として、誘電体シールド壁構造を提案してきた(非特許文献2)。誘電体シールド壁構造とは、画素と画素の間に誘電体の壁を形成したものである。図8では、くし歯電極81における隣接する画素領域間に、誘電体シールド壁構造82が形成されている。83は透明基板、84は配向膜、85は共通電極、86はガラス基板である。 Furthermore, from this background, the present inventors have proposed a dielectric shield wall structure as a pixel structure (Non-Patent Document 2). A dielectric shield wall structure is one in which a dielectric wall is formed between pixels. In FIG. 8, a dielectric shield wall structure 82 is formed between adjacent pixel regions in a comb-like electrode 81. In FIG. 83 is a transparent substrate, 84 is an alignment film, 85 is a common electrode, and 86 is a glass substrate.

ここで、液晶デバイスでは、画素電極側、対向電極(共通電極)側の双方に配向膜の形成が必要となるが、上記技術のような高アスペクト構造の誘電体シールド壁構造を形成した後に、画素電極側へ配向膜を形成する事は困難であることが判った。例えば液晶フラットパネルディスプレイの製造工程にて主流となっているラビング法や光配向法を用いる場合、高アスペクト構造体が形成された基板上へ配向膜材料を塗布する事が難しいという問題があった。従って、液晶の配向の制御が難しく、液晶の配向の向きを揃えることが難しいという問題があった。また、液晶配向膜は通常、ポリイミド等の有機材料を用いられるが、LCOSへ高照度の光を照射する場合等に耐光性が課題となるといった問題もあった。 Here, in a liquid crystal device, it is necessary to form an alignment film on both the pixel electrode side and the counter electrode (common electrode) side, but after forming a dielectric shield wall structure with a high aspect structure as in the above technology, It has been found that it is difficult to form an alignment film on the pixel electrode side. For example, when using the rubbing method or photo-alignment method that is mainstream in the manufacturing process of LCD flat panel displays, there is a problem in that it is difficult to apply alignment film material onto a substrate on which a high aspect structure is formed. . Therefore, there is a problem in that it is difficult to control the orientation of the liquid crystal, and it is difficult to align the orientation of the liquid crystal. Further, although organic materials such as polyimide are usually used for liquid crystal alignment films, there is a problem in that light resistance becomes an issue when irradiating LCOS with high-intensity light.

本開示は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、容易に液晶の配向性を制御することができ、画素電極のピッチが3μm以下の空間光変調素子を得ることができる、空間光位相変調用液晶配向部材を提供することを主目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above-mentioned problems, and provides a spatial light phase modulation element that can easily control the orientation of liquid crystal and can obtain a spatial light modulation element with a pitch of pixel electrodes of 3 μm or less. The main purpose is to provide a liquid crystal alignment member for modulation.

本開示は、シリコン基板と、上記シリコン基板表面に設けられた、マトリクス状に3μm以下の周期で並んで配置された画素電極とを具備した基台部と、上記基台部上に配置され、誘電体材料からなる、複数の線状凸部が組み合わされた格子状の壁構造と、上記格子状の壁構造によって互いに区切られた、上記基台部上の、液晶を充填するための複数の液晶充填用微細空間とを有し、上記格子状の壁構造は、少なくとも、隣接する上記画素電極が形成された画素領域間に配置され、上記液晶充填用微細空間は、上記基台部平面における互いに直交する方向で形状異方性を有することを特徴とする、空間光位相変調用液晶配向部材を提供する。 The present disclosure provides a base portion including a silicon substrate, pixel electrodes provided on the surface of the silicon substrate and arranged in a matrix with a period of 3 μm or less, and arranged on the base portion, a lattice-like wall structure made of a dielectric material, in which a plurality of linear protrusions are combined; and a plurality of lattice-like wall structures on the base section, separated from each other by the lattice-like wall structure, for filling with liquid crystal. The lattice-like wall structure is disposed at least between pixel regions in which the adjacent pixel electrodes are formed, and the liquid crystal filling microspace is arranged in the plane of the base portion. A liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation is provided, which is characterized by having shape anisotropy in mutually orthogonal directions.

本開示の空間光位相変調用液晶配向部材であれば、液晶を充填し光変調素子とした際に、画素ピッチが3μm以下と狭い場合であっても、隣接画素からの電界漏れ及び液晶弾性力の伝播を遮断することができる。また、同時に、画素ピッチが3μm以下と狭い画素電極の各々に対応する1又は2以上の液晶充填用微細空間が、基台部平面における互いに直交する方向で形状異方性を有していることで、その構造自体が液晶配向機能を持つため、液晶の配向を揃えることが可能となる。 With the liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation of the present disclosure, even when the pixel pitch is as narrow as 3 μm or less when filled with liquid crystal and used as a light modulation element, electric field leakage from adjacent pixels and liquid crystal elastic force may occur. can block the spread of At the same time, one or more liquid crystal filling micro spaces corresponding to each of the pixel electrodes having a narrow pixel pitch of 3 μm or less have shape anisotropy in mutually orthogonal directions in the base plane. Since the structure itself has a liquid crystal alignment function, it is possible to align the liquid crystals.

本開示においては、上記マトリクス状に並んで配置された画素電極の、マトリクス方向と一致する方向に第1の軸をとり、上記基台部と平行な平面における前記第1の軸と直交する方向に第2の軸をとり、前記液晶充填用微細空間における、第1の軸方向の空間幅をA、第2の軸方向の空間幅をBとした場合に、Aが3μm以下となり、かつAがBよりも小さい値であることが好ましい。それぞれの空間幅がこのような値であれば、液晶配向部材として充分な液晶配向機能を持たせる事が可能となり、空間光変調素子として充分な位相変調の範囲を得る事ができる。
In the present disclosure, the first axis of the pixel electrodes arranged in a matrix is set in a direction that coincides with the matrix direction, and the first axis is perpendicular to the first axis in a plane parallel to the base portion. When the second axis is taken as A and the space width in the first axis direction in the liquid crystal filling microspace is A and the space width in the second axis direction is B, A is 3 μm or less, and A It is preferable that B be a smaller value than B. If each space width has such a value, it becomes possible to provide a sufficient liquid crystal alignment function as a liquid crystal alignment member, and it is possible to obtain a sufficient phase modulation range as a spatial light modulation element.

また、本開示では、上記格子状の壁構造が、隣接する上記画素領域間を区切る壁部、及び、上記各画素領域を2以上に区分する間仕切り部から構成されることが好ましい。 Further, in the present disclosure, it is preferable that the lattice-like wall structure includes a wall portion that partitions the adjacent pixel regions, and a partition portion that partitions each of the pixel regions into two or more.

このように壁部及び間仕切り部から構成される格子状の壁構造であれば、容易に、液晶充填用微細空間を、基台部平面における互いに直交する方向で形状異方性を有するものとすることができるために好ましい。 With a lattice-like wall structure composed of walls and partitions in this way, it is easy to make the fine space for liquid crystal filling have shape anisotropy in directions orthogonal to each other in the plane of the base. It is preferable because it can be done.

また、上記格子状の壁構造の厚みが、50nm以上400nm以下であることが好ましい。 Further, it is preferable that the thickness of the lattice-like wall structure is 50 nm or more and 400 nm or less.

このような厚みであれば、十分な液晶充填用微細空間を確保することができる。更に、液晶を充填し光変調素子とした際に、隣接画素からの電界漏れ及び液晶弾性力の伝播を確実に遮断することができ、また、基台部上に配向膜がない場合であっても、液晶の配向を揃えることが可能となる。 With such a thickness, a sufficient fine space for filling the liquid crystal can be secured. Furthermore, when filled with liquid crystal to form a light modulation element, it is possible to reliably block electric field leakage from adjacent pixels and propagation of liquid crystal elastic force, and even when there is no alignment film on the base. Also, it becomes possible to align the alignment of liquid crystals.

またこの場合、上記格子状の壁構造が、500nm~3000nmの高さを有することが好ましい。 Further, in this case, it is preferable that the lattice-like wall structure has a height of 500 nm to 3000 nm.

このような高さであれば、液晶を充填し光変調素子とした際に、隣接画素からの電界漏れ及び液晶弾性力の伝播を確実に遮断することができ、また、基台部上に配向膜がない場合であっても、液晶の配向を揃えることが可能となる。 With such a height, when filling liquid crystal to form a light modulation element, it is possible to reliably block electric field leakage from adjacent pixels and propagation of liquid crystal elastic force. Even if there is no film, it is possible to align the alignment of liquid crystals.

本開示においては、上記マトリクス状に並んで配置された画素電極の、マトリクス方向と一致する方向に第1の軸をとり、上記基台部と平行な平面における上記第1の軸と直交する方向に第2の軸をとり、上記液晶充填用微細空間における、第1の軸方向の空間幅をA、第2の軸方向の空間幅をBとした場合に、Aに対するBの比(B/A)が2以上であることが好ましい。この範囲内であれば、基台部平面における互いに直交する方向での形状異方性が十分であるため、確実に、充填する液晶の弾性を活用して液晶の配向を制御することが可能となる。
In the present disclosure, the first axis of the pixel electrodes arranged in a matrix is aligned with the matrix direction, and the first axis is perpendicular to the first axis in a plane parallel to the base portion. When the second axis is taken as the second axis, and the space width in the first axis direction in the liquid crystal filling microspace is A, and the space width in the second axis direction is B, the ratio of B to A (B/ It is preferable that A) is 2 or more. Within this range, the shape anisotropy in the mutually orthogonal directions in the plane of the base is sufficient, so it is possible to reliably control the alignment of the liquid crystal by utilizing the elasticity of the liquid crystal to be filled. Become.

本開示では、入射した光を反射しつつ、入射光および反射光の位相を制御する反射型空間光位相変調素子であって、透明基板と、上記透明基板の一方の主面に配置された共通電極と、上記共通電極の上記透明基板とは反対側の主面に配置される、上述した空間光位相変調用液晶配向部材と、上記空間光位相変調用液晶配向部材における上記液晶充填用微細空間に充填された液晶層と、を有することを特徴とする、空間光変調素子を提供する。
本開示においては、液晶配向機能を更に安定化させることを目的に、上記共通電極と、上述した空間光位相変調用液晶配向部材の間に配向膜を配置してもよい。
The present disclosure provides a reflective spatial light phase modulation element that controls the phase of the incident light and the reflected light while reflecting the incident light, the element including a transparent substrate and a common element disposed on one main surface of the transparent substrate. an electrode, the above-mentioned liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation disposed on the main surface of the common electrode opposite to the transparent substrate, and the above-mentioned fine space for filling liquid crystal in the liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation. A spatial light modulator is provided, characterized in that it has a liquid crystal layer filled with a liquid crystal layer.
In the present disclosure, for the purpose of further stabilizing the liquid crystal alignment function, an alignment film may be disposed between the common electrode and the above-described liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation.

また、本開示では、上述した空間光変調素子と、上記画素電極を駆動するための駆動手段を具備することを特徴とする立体表示装置を提供する。 Further, the present disclosure provides a stereoscopic display device comprising the above-described spatial light modulation element and a driving means for driving the above-mentioned pixel electrode.

本開示の空間光変調素子及び立体表示装置であれば、画素電極のピッチが3μm以下といった狭ピッチの場合でも、各々の画素で独立して容易に液晶の配向性を制御することが可能となる。 With the spatial light modulation element and stereoscopic display device of the present disclosure, even when the pitch of pixel electrodes is as narrow as 3 μm or less, it is possible to easily control the orientation of liquid crystal independently in each pixel. .

本開示においては、各々の画素で独立して、容易に液晶の配向性を制御することができ、画素電極のピッチが3μm以下の空間光変調素子を得ることができる、といった作用効果を奏する。また、本開示により超高精細なプロジェクタや、光回折を用いたホログラフィックディスプレイなどに有用な空間光変調素子や立体表示装置を提供できる。 In the present disclosure, it is possible to easily control the orientation of liquid crystal independently in each pixel, and it is possible to obtain a spatial light modulation element in which the pitch of pixel electrodes is 3 μm or less. Further, the present disclosure can provide a spatial light modulation element and a stereoscopic display device useful for ultra-high definition projectors, holographic displays using optical diffraction, and the like.

本開示の空間光位相変調用液晶配向部材の一例を示す上面図及び概略断面図である。It is a top view and a schematic sectional view showing an example of a liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation of this indication. 本開示の空間光位相変調用液晶配向部材の他の一例を示す上面図及び概略断面図である。It is a top view and a schematic sectional view which show another example of the liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation of this indication. 本開示の空間光位相変調用液晶配向部材の他の一例を示す上面図及び概略断面図である。It is a top view and a schematic sectional view which show another example of the liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation of this indication. 本開示の空間光位相変調用液晶配向部材の他の一例を示す上面図及び概略断面図である。It is a top view and a schematic sectional view which show another example of the liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation of this indication. 本開示の空間光位相変調用液晶配向部材の他の一例を示す上面図及び概略断面図である。It is a top view and a schematic sectional view which show another example of the liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation of this indication. 本開示の空間光位相変調用液晶配向部材の他の一例を示す上面図及び概略断面図である。It is a top view and a schematic sectional view which show another example of the liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation of this indication. 画素ピッチを1μmと仮定した場合の液晶配向方位のシミュレーションを行った結果を示すグラフである。It is a graph showing the results of a simulation of liquid crystal alignment direction when the pixel pitch is assumed to be 1 μm. (a)誘電体シールド壁構造を配置した位相変調素子の概略断面図、及び、(b)誘電体シールド壁構を設けた配向部材のSEM像である。(a) A schematic cross-sectional view of a phase modulation element provided with a dielectric shield wall structure, and (b) an SEM image of an alignment member provided with a dielectric shield wall structure. 比較例1で製造した空間光位相変調用液晶配向部材を示す上面図及び概略断面図である。FIG. 2 is a top view and a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation manufactured in Comparative Example 1. FIG. 本開示の空間光位相変調素子の一例を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a spatial light phase modulation element of the present disclosure. 実施例及び比較例1における、偏光顕微鏡観察結果である。It is a polarizing microscope observation result in Example and Comparative Example 1. 実施例で使用した空間光位相変調素子サンプルの斜視図および平均透過率比の算出結果である。2 is a perspective view of a spatial light phase modulation element sample used in an example and calculation results of an average transmittance ratio. 実施例における平均透過率比Rの比の算出結果である。It is a calculation result of the ratio of the average transmittance ratio R in an Example. 参考例における平均透過率比Rの比の算出結果である。It is a calculation result of the ratio of the average transmittance ratio R in a reference example.

以下、本開示の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本開示は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、図面は説明をより明確にするため、実施の態様に比べ、各部の幅、厚み、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。また、説明の便宜上、上方又は下方という語句を用いて説明する場合があるが、上下方向が逆転してもよい。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings and the like. However, the present disclosure can be implemented in many different ways, and should not be construed as being limited to the contents of the embodiments exemplified below. In addition, in order to make the explanation more clear, the drawings may schematically represent the width, thickness, shape, etc. of each part compared to the embodiment, but this is just an example and does not limit the interpretation of the present disclosure. It's not something you do. In addition, in this specification and each figure, the same elements as those described above with respect to the previously shown figures are denoted by the same reference numerals, and detailed explanations may be omitted as appropriate. Further, for convenience of explanation, the words "upward" and "downward" may be used in the explanation, but the up and down directions may be reversed.

また、本明細書において、ある部材又はある領域等のある構成が、他の部材又は他の領域等の他の構成の「上に(又は下に)」あるとする場合、特段の限定がない限り、これは他の構成の直上(又は直下)にある場合のみでなく、他の構成の上方(又は下方)にある場合を含み、すなわち、他の構成の上方(又は下方)において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。 In addition, in this specification, when a certain structure such as a certain member or a certain area is "above (or below)" another structure such as another member or another area, there is no particular limitation. As far as This also includes cases where components of the system are included.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、誘電体材料からなる、複数の線状凸部が組み合わされた格子状の壁構造を、少なくとも、隣接する上記画素電極が形成された画素領域間に配置することで、電界のもれ出しを抑制し、液晶を空間的に分断することにより、画素間で生じる液晶配向の弾性力の伝搬を遮断することができ、更に、この壁構造によって区切られた液晶充填用微細空間に、基台部平面における互いに直交する方向で形状異方性を持たせることによって、液晶の弾性を活用して配向を規制することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have discovered that at least the adjacent pixel electrodes form a lattice-like wall structure in which a plurality of linear protrusions are combined and made of a dielectric material. By placing it between the pixel regions, it is possible to suppress the leakage of the electric field, and by spatially dividing the liquid crystal, it is possible to block the propagation of the elastic force of the liquid crystal alignment that occurs between the pixels. By giving the fine space for liquid crystal filling separated by this wall structure shape anisotropy in directions orthogonal to each other in the plane of the base, it is possible to regulate the alignment by utilizing the elasticity of the liquid crystal. This discovery led to the completion of the present invention.

A.空間光位相変調用液晶配向部材
本開示の空間光位相変調用液晶配向部材は、シリコン基板と、上記シリコン基板表面に設けられた、マトリクス状に3μm以下の周期で並んで配置された画素電極とを具備した基台部と、上記基台部上に配置され、誘電体材料からなる、複数の線状凸部が組み合わされた格子状の壁構造と、上記格子状の壁構造によって互いに区切られた、上記基台部上の、液晶を充填するための複数の液晶充填用微細空間とを有し、上記格子状の壁構造は、少なくとも、隣接する上記画素電極が形成された画素領域間に配置され、上記液晶充填用微細空間は、上記基台部平面における互いに直交する方向で形状異方性を有することを特徴とするものである。
A. Liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation The liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation of the present disclosure includes a silicon substrate, and pixel electrodes arranged in a matrix with a period of 3 μm or less, provided on the surface of the silicon substrate. a lattice-like wall structure in which a plurality of linear protrusions are combined, arranged on the base part and made of a dielectric material, and separated from each other by the lattice-like wall structure; Further, the lattice-like wall structure has a plurality of liquid crystal filling micro spaces on the base portion for filling the liquid crystal, and the lattice-like wall structure has at least a space between the pixel areas where the adjacent pixel electrodes are formed. The fine space for liquid crystal filling is characterized in that it has shape anisotropy in directions orthogonal to each other in the plane of the base portion.

本開示の空間光位相変調用液晶配向部材であれば、格子状の壁構造が、少なくとも、隣接する上記画素電極が形成された画素領域間に配置され、液晶充填用微細空間が格子状の壁構造によって区分けされたものであるため、液晶を充填し光変調素子とした際に、画素ピッチが3μm以下と狭い場合であっても、隣接画素からの電界漏れ及び液晶弾性力の伝播を遮断することができる。また、同時に、画素ピッチが3μm以下と狭い画素電極の各々に対応する1又は2以上の液晶充填用微細空間が、基台部平面における互いに直交する方向で形状異方性を有していることで、その構造自体に液晶配向機能を持たせることができるため、基台部上に配向膜がない場合であっても、液晶の配向を揃えることが可能となる。そのため、各々の画素で独立して、容易に液晶の配向性を制御することが可能となる。 In the liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation of the present disclosure, the lattice-shaped wall structure is arranged at least between pixel regions in which the above-mentioned adjacent pixel electrodes are formed, and the fine spaces for liquid crystal filling are arranged in the lattice-shaped wall structure. Because they are divided by structure, when filled with liquid crystal and used as a light modulation element, even if the pixel pitch is as narrow as 3 μm or less, electric field leakage from adjacent pixels and propagation of liquid crystal elastic force are blocked. be able to. At the same time, one or more liquid crystal filling micro spaces corresponding to each of the pixel electrodes having a narrow pixel pitch of 3 μm or less have shape anisotropy in mutually orthogonal directions in the base plane. Since the structure itself can have a liquid crystal alignment function, it is possible to align the liquid crystal even if there is no alignment film on the base. Therefore, it becomes possible to easily control the orientation of the liquid crystal independently in each pixel.

このような本開示の空間光位相変調用液晶配向部材(以下、単に配向部材ともいう)について図を参照して説明する。図1(A)は、本開示の配向部材の一例を示す上面図、図1(B)は図1(A)のA-A’概略断面図である。図1に例示するように、本開示の配向部材100は、基板1と基板表面に設けられた、マトリクス状に3μm以下の周期で形成された画素電極2とを具備する基台部3と、上記基台部3上に配置され、誘電体材料からなる、複数の線状凸部が組み合わされた格子状の壁構造4を有する。図1では、格子状の壁構造4は、壁部41と間仕切り部42とから構成されている。格子状の壁構造4は、少なくとも、隣接する上記画素電極2が形成された画素領域間に配置されている。格子状の壁構造4により区切られた各液晶充填用微細空間5は、基台部平面における互いに直交する方向(図1においてはX軸方向とY軸方向)で形状に異方性を有する。尚、図1では、1つの画素電極2上に、2つの液晶充填用微細空間5が形成されている。また、図1では、格子状の壁構造4と基台部3との間にベース層6が存在している。以下、本開示の配向部材について、詳細に説明する。 Such a liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation (hereinafter also simply referred to as an alignment member) of the present disclosure will be described with reference to the drawings. FIG. 1(A) is a top view showing an example of the alignment member of the present disclosure, and FIG. 1(B) is a schematic cross-sectional view taken along line A-A' in FIG. 1(A). As illustrated in FIG. 1, the alignment member 100 of the present disclosure includes a base portion 3 including a substrate 1 and pixel electrodes 2 provided on the surface of the substrate and formed in a matrix with a period of 3 μm or less; It has a lattice-like wall structure 4 which is arranged on the base part 3 and is made of a dielectric material and which is a combination of a plurality of linear convex parts. In FIG. 1 , the lattice-like wall structure 4 is composed of a wall portion 41 and a partition portion 42 . The lattice-like wall structure 4 is arranged at least between adjacent pixel regions in which the pixel electrodes 2 are formed. Each liquid crystal filling microspace 5 partitioned by the lattice-like wall structure 4 has anisotropy in shape in directions perpendicular to each other in the plane of the base (X-axis direction and Y-axis direction in FIG. 1). In FIG. 1, two fine spaces 5 for filling liquid crystal are formed on one pixel electrode 2. Further, in FIG. 1 , a base layer 6 is present between the lattice-like wall structure 4 and the base portion 3 . Hereinafter, the alignment member of the present disclosure will be described in detail.

1.シリコン基板
本開示において、画素電極が設けられる基板はシリコン基板である。シリコン基板は、画素電極の周期が3μm以下といった微細なデバイスを作製することが可能である。
上記シリコン基板の膜厚は、特に限定されるものではないが、通常280μm~775μmの範囲内とされる。また、その平面視上の大きさは、通常50mmφ~300mmφ程度とされる。
1. Silicon Substrate In the present disclosure, the substrate on which the pixel electrode is provided is a silicon substrate. Using a silicon substrate, it is possible to fabricate a minute device with a pixel electrode period of 3 μm or less.
The film thickness of the silicon substrate is not particularly limited, but is usually within the range of 280 μm to 775 μm. Further, its size in plan view is usually about 50 mmφ to 300 mmφ.

2.画素電極
本開示における表示画素を駆動するための画素電極は、シリコン基板表面に、マトリクス状に3μm以下の周期で配置されている。これらの画素電極によって、空間光変調素子の複数の画素が規定される。「マトリクス状」とは、X軸方向のみに配列されている一次元マトリクス状であってもよいし、X軸方向及びX軸方向に直交するY軸方向に配列されている二次元マトリクス状であってもよい。通常は、画素電極は二次元マトリクス状に配列されている。
2. Pixel Electrode Pixel electrodes for driving display pixels in the present disclosure are arranged in a matrix on the surface of a silicon substrate with a period of 3 μm or less. These pixel electrodes define a plurality of pixels of the spatial light modulation element. "Matrix shape" may be a one-dimensional matrix array arranged only in the X-axis direction, or a two-dimensional matrix array arrayed in the X-axis direction and the Y-axis direction perpendicular to the X-axis direction. There may be. Usually, pixel electrodes are arranged in a two-dimensional matrix.

本開示において、画素電極の周期とは、隣接する画素電極の中心間距離をいう。また、画素電極が一次元マトリクス状に配列されている場合には、隣接する画素電極の周期が3μm以下であり、画素電極がX軸方向及びY軸方向に二次元マトリクス状に配列されている場合には、X軸方向及びY軸方向の周期が同じ場合にはその周期が3μm以下であり、異なる場合には短い方の周期が3μm以下である。本開示においては、画素電極が二次元マトリクス状に配列されている場合にはX軸方向及びY軸方向の周期のいずれもが3μm以下であることが好ましい。 In the present disclosure, the period of a pixel electrode refers to the distance between the centers of adjacent pixel electrodes. Further, when the pixel electrodes are arranged in a one-dimensional matrix, the period of adjacent pixel electrodes is 3 μm or less, and the pixel electrodes are arranged in a two-dimensional matrix in the X-axis direction and the Y-axis direction. In this case, if the periods in the X-axis direction and the Y-axis direction are the same, the period is 3 μm or less, and if they are different, the shorter period is 3 μm or less. In the present disclosure, when the pixel electrodes are arranged in a two-dimensional matrix, it is preferable that the period in both the X-axis direction and the Y-axis direction is 3 μm or less.

このように画素ピッチが3μm以下と狭い場合であっても、本開示の配向部材であれば、液晶を充填し光変調素子とした際に、液晶の制御を画素領域ごとに独立して行うことができる。
なお、本開示においては、上記周期は3μm以下(このとき視域角は10.5°以上となる)であればよいが、1μm以下であると実用的視域角30°が得られるため好ましい。
Even if the pixel pitch is as narrow as 3 μm or less, the alignment member of the present disclosure allows the liquid crystal to be controlled independently for each pixel region when filled with liquid crystal and used as a light modulation element. I can do it.
In addition, in the present disclosure, the period may be 3 μm or less (in this case, the viewing angle is 10.5° or more), but it is preferable that it is 1 μm or less because a practical viewing angle of 30° can be obtained. .

画素電極の表面は、通常、平坦かつ滑らかに加工されており、シリコン基板上の画素電極は、反射板としての機能を有する。 The surface of the pixel electrode is usually processed to be flat and smooth, and the pixel electrode on the silicon substrate functions as a reflector.

画素電極としては、導電性を有する材料からなるものであれば特に限定されないが、Al、Cr、Cu、Ag、Ta、Mo、Nd、及びこれらの合金等が挙げられる。更に表面に反射率の高い誘電体多層膜を積層してもよい。 The pixel electrode is not particularly limited as long as it is made of a conductive material, and examples thereof include Al, Cr, Cu, Ag, Ta, Mo, Nd, and alloys thereof. Furthermore, a dielectric multilayer film with high reflectance may be laminated on the surface.

画素電極の平面視形状は、特に限定されないが、通常、矩形、正方形のいずれかである。また、画素電極の大きさは、画素電極の周期が3μm以下となる大きさであれば特に限定されない。 The shape of the pixel electrode in plan view is not particularly limited, but is usually either rectangular or square. Further, the size of the pixel electrode is not particularly limited as long as the period of the pixel electrode is 3 μm or less.

画素電極の厚さとしては、導電性が確保できる厚さであれば特に限定されるものではなく、公知の技術を用いることができる。
また、画素電極の配置については、XY方向のマトリクス状であることが望ましいが、それに限るものではない。
The thickness of the pixel electrode is not particularly limited as long as it can ensure conductivity, and known techniques can be used.
Furthermore, although it is desirable that the pixel electrodes be arranged in a matrix in the X and Y directions, the arrangement is not limited thereto.

画素電極の形成方法としては、所望の厚さおよびパターンとなるように形成することが可能な方法であれば特に限定されず、一般的な画素電極の成膜方法を用いることができる。具体的には、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等のPVD法、CVD法、導電ペーストを塗布する方法、インクジェット法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、メッキ法等が挙げられる。 The method for forming the pixel electrode is not particularly limited as long as it can be formed to a desired thickness and pattern, and a general method for forming a pixel electrode can be used. Specifically, PVD methods such as a vacuum evaporation method, a sputtering method, an ion plating method, a CVD method, a method of applying a conductive paste, an inkjet method, a screen printing method, a flexo printing method, a plating method, etc. can be mentioned.

3.基台部
本開示における基台部は、少なくとも、シリコン基板と、画素電極とを備える。シリコン基板と、画素電極は、それぞれ、上記「1.シリコン基板」、「2.画素電極」で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
3. Base Part The base part in the present disclosure includes at least a silicon substrate and a pixel electrode. The silicon substrate and the pixel electrode are the same as those described in "1. Silicon substrate" and "2. Pixel electrode" above, respectively, so their description will be omitted here.

4.格子状の壁構造
本開示における格子状の壁構造は、基台部に形成され、誘電体材料からなり、線状凸部が組み合わされた構造を有する。
4. Lattice-shaped wall structure The lattice-shaped wall structure in the present disclosure is formed on a base portion, is made of a dielectric material, and has a structure in which linear convex portions are combined.

本開示において格子状の壁構造を構成する材料は、誘電体材料であり、かつ、ナノインプリント法、エッチング法等の微細加工が可能な材料であれば特に限定されない。誘電体材料の中でも、低誘電体材料で形成されていることが好ましく、特には、比誘電率が4.0以下、更に好ましくは2.0以下の材料で形成されていることが好ましい。
ナノインプリント加工が可能な材料としては、具体的には、熱硬化性樹脂及び光硬化性樹脂が挙げられるが、特には、光硬化性樹脂であることが好ましい。また、光硬化性樹脂である場合は透明樹脂であることが好ましい。
このような格子状の壁構造を構成する材料としては、中でも、アクリル系樹脂、塗布型ガラス、ガラス等が好ましい。
In the present disclosure, the material constituting the lattice-like wall structure is not particularly limited as long as it is a dielectric material and can be microfabricated by nanoimprinting, etching, or the like. Among dielectric materials, it is preferable to use a low dielectric material, particularly a material with a dielectric constant of 4.0 or less, more preferably 2.0 or less.
Specific examples of materials that can be subjected to nanoimprint processing include thermosetting resins and photocurable resins, with photocurable resins being particularly preferred. Furthermore, when the photocurable resin is used, it is preferably a transparent resin.
Among the materials constituting such a lattice-like wall structure, acrylic resin, coated glass, glass, etc. are preferable.

また、上記材料に黒色顔料を混入した材料を用いることで、変調されていない光を吸収することができる。このような黒色顔料としては、後述する「A.空間光位相変調用液晶配向部材 7.その他 (2)光吸収層」の項で説明するものと同様であるので、ここでの説明は省略する。 Furthermore, by using a material in which a black pigment is mixed into the above material, unmodulated light can be absorbed. Such a black pigment is the same as that described in the section "A. Liquid crystal alignment member for spatial optical phase modulation 7. Others (2) Light absorption layer" described later, so the explanation here will be omitted. .

格子状の壁構造は、複数の線状凸部が組み合わされた構造であり、好ましくは、互いに直交した線状凸部が組み合わされた構造である。 The lattice-like wall structure is a structure in which a plurality of linear convex portions are combined, preferably a structure in which linear convex portions orthogonal to each other are combined.

図1で示されるように、格子状の壁構造4と基台部3との間には、ベース層6があってもよい。このようなベース層6は、格子状壁構造4を配置する際の製造工程において通常形成されるものであるが、形成後に除去されていてもよい。図2に、本開示の配向部材がベース層を備えない場合の概略図を示す。 As shown in FIG. 1, between the lattice-like wall structure 4 and the base part 3 there may be a base layer 6. Such a base layer 6 is normally formed in the manufacturing process when arranging the lattice wall structure 4, but may be removed after formation. FIG. 2 shows a schematic diagram of the alignment member of the present disclosure without a base layer.

格子状の壁構造の厚さは、特に限定されないが、50nm以上400nm以下であることが好ましく、更には、200nm以下であることが好ましい。
ここで、格子状の壁構造の厚さとは、図1中(W41)(W42)で示すように、線状凸部の非交差部分における厚さをいう。
Although the thickness of the lattice-like wall structure is not particularly limited, it is preferably 50 nm or more and 400 nm or less, and more preferably 200 nm or less.
Here, the thickness of the lattice-like wall structure refers to the thickness at the non-intersecting portions of the linear convex portions, as shown by (W41) and (W42) in FIG.

また、上記格子状の壁構造の高さは特に限定されないが、500nm以上3000nm以下の高さを有することが好ましく、更には、800nm以上1500nm以下であることが好ましい。 Further, the height of the lattice-like wall structure is not particularly limited, but it is preferably 500 nm or more and 3000 nm or less, and more preferably 800 nm or more and 1500 nm or less.

ここで、図1中(H)で示すように、配向部材100がベース層6を備える場合には、格子状の壁構造4の高さとは、ベース層6の面内方向に対して直交する方向におけるベース層6の第一面6Aから、壁構造4(線状凸部)の頂部4Aまでの長さをいう。また、図2に示されるように、配向部材100がベース層6を備えないものである場合、格子状の壁構造4の高さは、シリコン基板1の面内方向に対して直交する方向におけるシリコン基板1の第1面1Aから壁構造4(線状凸部)の頂部4Aまでの長さを意味するものとする。 Here, as shown in (H) in FIG. 1, when the alignment member 100 includes the base layer 6, the height of the lattice-like wall structure 4 is perpendicular to the in-plane direction of the base layer 6. It refers to the length from the first surface 6A of the base layer 6 in the direction to the top 4A of the wall structure 4 (linear convex portion). Further, as shown in FIG. 2, when the alignment member 100 does not include the base layer 6, the height of the lattice-like wall structure 4 in the direction perpendicular to the in-plane direction of the silicon substrate 1 is It means the length from the first surface 1A of the silicon substrate 1 to the top 4A of the wall structure 4 (linear convex portion).

本開示において、壁構造4に含まれるすべての線状凸部の高さHが上記数値範囲内であってもよいが、一部の線状凸部の高さが上記数値範囲外であってもよい。壁構造4の高さHは、例えば、走査型電子顕微鏡等を用いて測定され得る。 In the present disclosure, the height H of all the linear protrusions included in the wall structure 4 may be within the above numerical range, but the height H of some linear protrusions may be outside the above numerical range. Good too. The height H of the wall structure 4 can be measured using, for example, a scanning electron microscope.

本開示においては、図1に示すように格子状の壁構造4は、隣接する画素領域間に設けられる壁部41と、1つの画素領域を2以上に区分する間仕切り部42に大別することができる。以下、壁部と間仕切り部についてそれぞれ詳述する。 In the present disclosure, as shown in FIG. 1, the lattice-like wall structure 4 is roughly divided into a wall part 41 provided between adjacent pixel areas, and a partition part 42 that divides one pixel area into two or more parts. I can do it. The wall portion and the partition portion will be described in detail below.

(1)壁部
壁部は、隣接する画素領域間を区切るように、即ち、各画素領域を囲むように設けられる。図1のように画素領域が形状異方性を持たない場合には、後述する間仕切り部を設ける必要があるが、図3に示すように、画素領域自体が形状異方性を有する場合には、壁部41のみで格子状の壁構造4が構成されていてもよい。尚、図3(A)では、説明の便宜上ベース層6を省略した。
(1) Wall portion The wall portion is provided to separate adjacent pixel regions, that is, to surround each pixel region. When the pixel area does not have shape anisotropy as shown in FIG. 1, it is necessary to provide a partition section, which will be described later. However, as shown in FIG. 3, when the pixel area itself has shape anisotropy, , the lattice-like wall structure 4 may be composed of only the wall portions 41. In addition, in FIG. 3(A), the base layer 6 is omitted for convenience of explanation.

(a)厚み
壁部の厚さは、特に限定されないが、200nm以上400nm以下であることが好ましい。更に好ましくは、200nm以上250nm以下である。上記値以下であれば、十分な広さの液晶充填用微細空間を確保することができる。また、上記値以上であれば、確実に、隣接する画素からの電界の漏れ出し及び液晶配向の弾性力の伝播を遮断することができるため、充填する液晶の配向を制御することが可能となる。
(a) Thickness The thickness of the wall portion is not particularly limited, but is preferably 200 nm or more and 400 nm or less. More preferably, it is 200 nm or more and 250 nm or less. If it is less than or equal to the above value, a sufficiently wide fine space for filling the liquid crystal can be secured. Furthermore, if the value is above the above value, it is possible to reliably block the leakage of the electric field from adjacent pixels and the propagation of the elastic force of liquid crystal alignment, making it possible to control the alignment of the liquid crystal to be filled. .

(b)高さ
壁部の高さは、特に限定されないが、500nm以上3000nm以下であることが好ましく、更には、800nm以上1500nm以下であることが好ましい。
このような高さ(即ち液晶層の厚み)であれば、理想的な変調量である2πに対して充分な幅の位相変調が可能となる。
(b) Height The height of the wall portion is not particularly limited, but is preferably 500 nm or more and 3000 nm or less, and more preferably 800 nm or more and 1500 nm or less.
With such a height (that is, the thickness of the liquid crystal layer), phase modulation with a sufficient width for 2π, which is the ideal amount of modulation, is possible.

(2)間仕切り部
間仕切り部は画素領域を2以上に区分するものである。2以上に区分する場合には、液晶の配向が制御可能な限り、特に限定されないが、画素電極の配列方向であるX軸方向、Y軸方向のいずれか一方又は両方に設けられる。また、間仕切り部は、通常は、画素領域が完全に区分されるように、壁部との間に隙間ができないように壁部に連結して形成されることが望ましいが、連結しなくてもよい。なお、通常は上記間仕切り部は、画素領域を2以上に等区分するものである。
(2) Partition Part The partition part divides the pixel area into two or more parts. In the case of dividing into two or more, as long as the alignment of the liquid crystal can be controlled, there is no particular limitation, but the division is provided in one or both of the X-axis direction, the Y-axis direction, which is the arrangement direction of the pixel electrodes. Furthermore, although it is usually desirable that the partition section be connected to the wall so that the pixel area is completely divided and that there is no gap between the partition section and the wall section, it is not necessary to connect the partition section. good. Note that normally, the partition section divides the pixel area into two or more equal parts.

間仕切り部は、1つの画素領域を2以上に区分するように、即ち、1つの画素領域に対応する液相充填用微細空間が2以上形成されるように、設けられる。図4に、1つの画素領域を3つに等区分するように間仕切り部42が設けられている態様の上面図(A)及び概略断面図(B)を示す。尚、図4(A)では、便宜上ベース層6を省略した。 The partition portion is provided so as to divide one pixel region into two or more, that is, to form two or more fine spaces for liquid phase filling corresponding to one pixel region. FIG. 4 shows a top view (A) and a schematic cross-sectional view (B) of an embodiment in which partition portions 42 are provided so as to divide one pixel region into three equal parts. Note that in FIG. 4(A), the base layer 6 is omitted for convenience.

(a)厚み
間仕切り部の厚さは、特に限定されないが、50nm以上400nm以下であることが好ましく、更に好ましくは、50nm以上200nm以下である。この厚み以下であれば、充分な開口率を確保し、光利用効率を上げることが可能となる。
(a) Thickness The thickness of the partition part is not particularly limited, but is preferably 50 nm or more and 400 nm or less, more preferably 50 nm or more and 200 nm or less. If the thickness is less than this, it is possible to ensure a sufficient aperture ratio and increase light utilization efficiency.

(b)高さ
間仕切り部の高さは、特に限定されないが、500nm~3000nmであることが好ましく、更には、500nm以上1500nm以下であることが好ましい。
このような高さであれば、液晶充填用微細空間に液晶配向機能を持たせるのに十分である。
(b) Height The height of the partition is not particularly limited, but is preferably from 500 nm to 3000 nm, more preferably from 500 nm to 1500 nm.
Such a height is sufficient to provide the fine space for liquid crystal filling with a liquid crystal alignment function.

本開示において、図1に示すように、壁部41と間仕切り部42の高さは同一であってもよいし、図5に示すように、壁部41と間仕切り部42の高さは異なっていてもよい。
このように、間仕切り部と壁部との高さが異なる場合は、通常は壁部の高さより間仕切り部の高さが小さくなるように形成される。この場合、壁部の高さを100とした場合の間仕切り部の高さは、50以上であることが好ましく、特に80以上であることが好ましい。上記範囲より間仕切り部の高さが小さい場合は、液晶配向機能が十分では無くなる可能性があるからである。
In the present disclosure, as shown in FIG. 1, the heights of the wall portion 41 and the partition portion 42 may be the same, or as shown in FIG. 5, the heights of the wall portion 41 and the partition portion 42 may be different. It's okay.
In this way, when the heights of the partition and the wall are different, the partition is usually formed so that the height of the partition is smaller than the height of the wall. In this case, the height of the partition is preferably 50 or more, particularly preferably 80 or more when the height of the wall is 100. This is because if the height of the partition portion is smaller than the above range, the liquid crystal alignment function may not be sufficient.

5.液晶充填用微細空間
本開示における複数の液晶充填用微細空間は、格子状の壁構造によって互いに区切られており、即ち、各液晶充填用微細空間は線状凸部により囲まれた空間である。この液晶充填用微細空間は、液晶が配向する程度に、基台部平面における互いに直交する方向で形状に異方性を有する。このように異方性を有する空間であることにより、充填する液晶の配向性の制御が可能となる。
5. Microspace for Liquid Crystal Filling The plurality of microspaces for liquid crystal filling in the present disclosure are separated from each other by a lattice-like wall structure, that is, each microspace for liquid crystal filling is a space surrounded by linear convex portions. This fine space for liquid crystal filling has anisotropy in shape in directions orthogonal to each other in the plane of the base to the extent that the liquid crystal is oriented. Since the space has such anisotropy, it is possible to control the orientation of the liquid crystal to be filled.

特には、各液晶充填用微細空間は、画素電極の配列方向であるX軸方向とY軸方向で形状に異方性を持つことが好ましく、中でも、X軸方向とY軸方向とで辺の長さが異なることが好ましい。このような液晶充填用微細空間のXY面形状としては、特に限定されないが、長方形や楕円、平行四辺形といった、長辺(長軸)と短辺(短軸)を有する形状が挙げられる。 In particular, it is preferable that each fine space for liquid crystal filling has anisotropy in shape in the X-axis direction and the Y-axis direction, which are the arrangement directions of the pixel electrodes. Preferably, the lengths are different. The XY plane shape of such a fine space for liquid crystal filling is not particularly limited, but includes shapes having a long side (long axis) and a short side (short axis), such as a rectangle, an ellipse, and a parallelogram.

本開示においては、上記マトリクス状に並んで配置された画素電極の、マトリクス方向と一致する方向、すなわち上記短辺(短軸)方向に第1の軸をとり、上記記基台部と平行な平面における上記第1の軸と直交する方向、すなわち上記長辺(長軸)方向に第2の軸をとり、上記液晶充填用微細空間における、第1の軸方向の空間幅をA、第2の軸方向の空間幅をBとした場合に、Aが3μm以下となり、かつAがBよりも小さい値であることが好ましい。第1の軸方向の空間幅Aは短い方が好ましく、0.6μm以下が好ましく、0.3μm以下が特に好ましい。 In the present disclosure, the first axis of the pixel electrodes arranged in a matrix is aligned with the matrix direction, that is, the short side (short axis) direction, and the first axis is parallel to the base portion. A second axis is taken in a direction perpendicular to the first axis in the plane, that is, in the long side (long axis) direction, and the space width in the first axis direction in the liquid crystal filling microspace is A, and the second axis is When the space width in the axial direction is B, it is preferable that A is 3 μm or less and that A is a smaller value than B. The space width A in the first axial direction is preferably short, preferably 0.6 μm or less, and particularly preferably 0.3 μm or less.

また、上記液晶充填用微細空間における上記短辺(短軸)方向に対する長辺(長軸)方向の長さの比(即ち、Aに対するBの比(B/A))は、おおよそ2以上であることが好ましく、特に2.5以上であると好ましい。なお、上限については、特に限定されるものではなく無限大であっても良いが、通常は、10以下とすることができる。この範囲内であれば、基台部平面における互いに直交する方向での形状異方性が十分であるため、確実に、充填する液晶の弾性を活用して液晶の配向を制御することが可能となる。 In addition, the ratio of the length in the long side (long axis) direction to the short side (minor axis) direction (i.e., the ratio of B to A (B/A)) in the liquid crystal filling microspace is approximately 2 or more. It is preferably 2.5 or more, particularly preferably 2.5 or more. Note that the upper limit is not particularly limited and may be infinite, but usually it can be set to 10 or less. Within this range, the shape anisotropy in the mutually orthogonal directions in the plane of the base is sufficient, so it is possible to reliably control the alignment of the liquid crystal by utilizing the elasticity of the liquid crystal to be filled. Become.

液晶充填用微細空間の底部は、図1に示されるように、上記凸状構造体を形成する過程において残った誘電体からなるベース層6があっても良いし、図2に示されるように、このようなベース層が除去され、画素電極2が露出していてもよい。 At the bottom of the fine space for liquid crystal filling, as shown in FIG. 1, there may be a base layer 6 made of dielectric material remaining in the process of forming the convex structure, or as shown in FIG. , such a base layer may be removed and the pixel electrode 2 may be exposed.

6.用途
本開示の空間光位相変調用液晶配向部材は、入射した光を反射しつつ、入射光および反射光の位相を制御する反射型空間光変調素子用の液晶配向部材として好適に使用される。
また、本開示の配向部材であれば、液晶の制御を画素領域ごとに独立して行うことができる、画素ピッチが3μm以下の光変調素子を得ることができる。従って、本開示の空間光位相変調用液晶配向部材を表示装置に使用した場合、再生像が観察可能な角度範囲を広く確保することができるため、超高精細なプロジェクタや、光回折を用いたホログラフィックディスプレイ、立体表示装置等に好適に使用することができる。
6. Applications The liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation of the present disclosure is suitably used as a liquid crystal alignment member for a reflective spatial light modulation element that controls the phase of incident light and reflected light while reflecting incident light.
Furthermore, with the alignment member of the present disclosure, it is possible to obtain a light modulation element with a pixel pitch of 3 μm or less, in which liquid crystal can be controlled independently for each pixel region. Therefore, when the liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation of the present disclosure is used in a display device, it is possible to secure a wide angular range in which the reproduced image can be observed. It can be suitably used for holographic displays, stereoscopic display devices, etc.

7.その他
(1)密着層
本開示においては、基台部と、凸状構造体との密着性を高めるために、密着層を形成することができる。密着層としては、基台部と、凸状構造体との密着性を高めることができるものであれば特に限定されず、密着層材料として公知の材料を使用することができ、シランカップリング材などが挙げられる。
7. Others (1) Adhesion layer In the present disclosure, an adhesion layer can be formed in order to improve the adhesion between the base and the convex structure. The adhesion layer is not particularly limited as long as it can enhance the adhesion between the base and the convex structure, and any known material can be used as the adhesion layer material, such as a silane coupling material. Examples include.

(2)光吸収層
変調されていない光の出射防止の為に、画素電極が形成されている領域(画素領域)を除く基台部表面や、格子状の壁構造の表層に光吸収層を設けることが好ましい。光吸収層としては、例えば、バインダー樹脂および黒色顔料を含有することができる。黒色顔料としては、例えば、低次酸化チタンや酸窒化チタン等のチタンブラック、カーボンブラック等が挙げられる。また、光吸収剤の主成分となるバインダー樹脂は、感光性樹脂を含有することが好ましい。感光性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリ桂皮酸ビニル系樹脂、環化ゴム、等の反応性ビニル基等の光反応性基を有する感光性樹脂を1種以上用いることができる。アクリル系樹脂では、例えば、アルカリ可溶性樹脂、多官能アクリレート系モノマー、光重合開始剤、その他添加剤等からなる感光性樹脂をバインダー樹脂の樹脂成分として用いることができる。なお、バインダー樹脂は、上述した材料の他にも、光増感剤、分散剤、界面活性剤、安定剤、レベリング剤等の、公知の各種添加剤を含むことができる。
(2) Light absorption layer In order to prevent the emission of unmodulated light, a light absorption layer is applied to the surface of the base excluding the area where the pixel electrode is formed (pixel area) and the surface layer of the lattice-like wall structure. It is preferable to provide one. The light absorption layer can contain, for example, a binder resin and a black pigment. Examples of the black pigment include titanium black such as lower titanium oxide and titanium oxynitride, and carbon black. Moreover, it is preferable that the binder resin serving as the main component of the light absorbent contains a photosensitive resin. Examples of the photosensitive resin include photosensitive resins having photoreactive groups such as reactive vinyl groups such as acrylic resins, epoxy resins, polyimide resins, polyvinyl cinnamate resins, and cyclized rubber. More than one species can be used. As the acrylic resin, for example, a photosensitive resin consisting of an alkali-soluble resin, a polyfunctional acrylate monomer, a photopolymerization initiator, other additives, etc. can be used as a resin component of the binder resin. In addition to the above-mentioned materials, the binder resin can also contain various known additives such as photosensitizers, dispersants, surfactants, stabilizers, and leveling agents.

(3)切り欠き、スペーサー
液晶の充填時の流動性を向上させるために、格子状の壁構造の頂部に、部分的に、スペーサーが形成されていてもよい。図6は、格子状の壁構造における線状凸部の交差部上に、スペーサー61が形成されている態様を示す概略図である。このようなスペーサーを設けることによって、スペーサー形成箇所の高さを他の壁構造の高さと異なるものとすることができ、液晶を流動性良く充填することができる。このスペーサーは、格子状の壁構造と同じ材料で一体に形成することができる。また、液晶の充填時の流動性を向上させるために、格子状の壁構造の頂部には、切り欠き部を部分的に設けても良い。
(3) Notch, spacer In order to improve the fluidity when filling the liquid crystal, a spacer may be partially formed at the top of the lattice-like wall structure. FIG. 6 is a schematic diagram showing a mode in which spacers 61 are formed on intersections of linear convex portions in a lattice-like wall structure. By providing such a spacer, the height of the location where the spacer is formed can be made different from the height of other wall structures, and the liquid crystal can be filled with good fluidity. This spacer can be integrally formed of the same material as the lattice wall structure. Further, in order to improve the fluidity when filling the liquid crystal, a notch portion may be partially provided at the top of the lattice-like wall structure.

8.製造方法
次に、本開示の空間位相変換用液晶配向部材の製造方法の一例を示す。本開示の空間光位相変調用液晶配向部材は、画素電極を有するシリコン基板上に、格子状の壁構造を配置することで製造することができる。本開示における格子状の壁構造は、公知の様々な高精細パターンを形成するための加工技術を用いて製造することができ、例えば、ナノインプリント法やエッチング法等が挙げられ、特にナノインプリント法で形成することが好ましい。ナノインプリント法による製造方法としては、基台部上に、光硬化性樹脂等の誘電体材料で誘電体層を形成し、対応するパターンを有するモールドを押し付け、その後光照射等による硬化を行い、モールドを除去することで製造することができる。また、別途ナノインプリント法等により格子状の壁構造を準備し、この格子状の壁構造を基台部上に密着させることにより、製造することもできる。
8. Manufacturing Method Next, an example of a method for manufacturing the liquid crystal alignment member for spatial phase conversion of the present disclosure will be described. The liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation of the present disclosure can be manufactured by arranging a lattice-like wall structure on a silicon substrate having a pixel electrode. The lattice-like wall structure in the present disclosure can be manufactured using various known processing techniques for forming high-definition patterns, such as nanoimprinting, etching, etc. In particular, the lattice-like wall structure can be manufactured using nanoimprinting. It is preferable to do so. The manufacturing method using the nanoimprint method involves forming a dielectric layer on a base using a dielectric material such as a photocurable resin, pressing a mold with a corresponding pattern on it, then curing it by light irradiation, etc. It can be manufactured by removing. Alternatively, it can also be manufactured by separately preparing a lattice-like wall structure using a nanoimprint method or the like, and bringing this lattice-like wall structure into close contact with the base.

B. 空間光変調素子
本開示の空間光変調素子の一例を示す概略断面図を図10に示す。図10に示すように、本開示の空間光変調素子101は、入射した光を反射しつつ、入射光および反射光の位相を制御する反射型空間光位相変調素子101であって、透明基板8と、上記透明基板に形成された共通電極9と、配向膜10と、上述した空間光位相変調用液晶配向部材100と、上記空間光位相変調用液晶配向部材における上記液晶充填用微細空間に充填された液晶層7と、を有することを特徴とする。以下、本開示の空間光変調素子について説明する。
B. Spatial Light Modulator A schematic cross-sectional view showing an example of the spatial light modulator of the present disclosure is shown in FIG. As shown in FIG. 10, the spatial light modulation element 101 of the present disclosure is a reflective spatial light phase modulation element 101 that controls the phase of the incident light and the reflected light while reflecting the incident light. , the common electrode 9 formed on the transparent substrate, the alignment film 10, the above-mentioned liquid crystal alignment member 100 for spatial light phase modulation, and filling the fine spaces for liquid crystal filling in the liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation. The liquid crystal layer 7 is characterized in that it has a liquid crystal layer 7. Hereinafter, the spatial light modulation element of the present disclosure will be explained.

1.透明基板
透明基板は、空間光変調素子の表面を構成しており、空間光変調素子の表面から入射した所定波長の光を、空間光変調素子の内部に透過する。透明基板としてはガラス材料や、ポリカーボネート系、アクリル系、ポリイミド系、ポリスチレン系、ポリオレフィン系をはじめ、既存のプラスチック基板を用いることができる。
1. Transparent Substrate The transparent substrate constitutes the surface of the spatial light modulator, and transmits light of a predetermined wavelength incident from the surface of the spatial light modulator into the interior of the spatial light modulator. As the transparent substrate, existing plastic substrates such as glass materials, polycarbonate-based, acrylic-based, polyimide-based, polystyrene-based, and polyolefin-based materials can be used.

2.共通電極
共通電極は透明基板の裏面上に形成されており、一般的な透明電極を使用することができる。具体的には、ITO、IZO等が挙げられる。
2. Common Electrode The common electrode is formed on the back surface of the transparent substrate, and a general transparent electrode can be used. Specifically, ITO, IZO, etc. can be mentioned.

3.空間光位相変調用液晶配向部材
本開示の空間光変調素子に用いられる空間光位相変調用液晶配向部材は、上記「A.空間光位相変調用液晶配向部材」で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
3. Liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation The liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation used in the spatial light modulation element of the present disclosure is the same as that described in the above “A. Liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation”. , the explanation here is omitted.

4.液晶層
本開示における液晶層は、通常、光変調素子に用いられる誘電率異方性を有する液晶であれば特に限定されず、例えば、応答性に優れたネマティック結晶が好ましく、特にシアノ系やフッ素系、ビフェニル系、ターフェニル系、トラン系の液晶が有用である。位相変調素子では短軸よりも長軸方向の誘電率が高い液晶材料のほうが、長軸方向と短軸方向の屈折率差が大きく、高い変調度を得やすい。そのため、分子の長軸方向のほうが高い誘電率を有する上記のネマティック液晶を用いることが好ましい。
4. Liquid Crystal Layer The liquid crystal layer in the present disclosure is not particularly limited as long as it is a liquid crystal having dielectric anisotropy that is normally used in light modulation elements. For example, a nematic crystal with excellent responsiveness is preferable, and in particular a cyano crystal or a fluorine crystal. Liquid crystals of the type, biphenyl type, terphenyl type, and tolan type are useful. In a phase modulation element, a liquid crystal material that has a higher dielectric constant in the long axis direction than in the short axis direction has a larger refractive index difference between the long axis direction and the short axis direction, and thus can easily obtain a high degree of modulation. Therefore, it is preferable to use the above-mentioned nematic liquid crystal which has a higher dielectric constant in the long axis direction of the molecules.

液晶層は、各画素電極によって形成される電界に応じて光を変調する。すなわち、後述する駆動手段によって或る画素電極に電圧が印加されると、共通電極と画素電極との間に電界が形成される。そして、液晶層に印加された電界の大きさに応じて液晶分子の配列方向が変化する。光が透明基板及び共通電極を透過して液晶層に入射すると、この光は液晶層を通過する間に液晶配向構造によって変調され、画素電極において反射した後、再び液晶層により変調されてから取り出される。このとき、液晶分子は法面内でその配向方向が変化する。この結果、画素位置によって液晶層の屈折率が変化する。液晶層に入射した読み出し光はこの屈折率変化により位相変調され、画素電極により反射されて、入射面から再び出力される。 The liquid crystal layer modulates light according to the electric field formed by each pixel electrode. That is, when a voltage is applied to a certain pixel electrode by a driving means to be described later, an electric field is formed between the common electrode and the pixel electrode. Then, the alignment direction of the liquid crystal molecules changes depending on the magnitude of the electric field applied to the liquid crystal layer. When light passes through the transparent substrate and common electrode and enters the liquid crystal layer, this light is modulated by the liquid crystal alignment structure while passing through the liquid crystal layer, reflected at the pixel electrode, and then modulated by the liquid crystal layer again before being extracted. It will be done. At this time, the alignment direction of the liquid crystal molecules changes within the slope. As a result, the refractive index of the liquid crystal layer changes depending on the pixel position. The readout light incident on the liquid crystal layer is phase-modulated by this change in refractive index, reflected by the pixel electrode, and output again from the incident surface.

5.配向膜
液晶分子群を一定方向に配列させる為の規制力を強化し、プレチルト角を規定する為に、液晶層の共通電極側の端面に配向膜を形成しても良い。配向膜としては公知のものを用いることができるが、例えば、ポリイミド等の高分子材料からなり、液晶層との接触面にラビング処理等がされたもの、光照射により配向される光配向膜、SiOxの斜方蒸着膜等を適用することができる。
5. Alignment film In order to strengthen the regulating force for aligning liquid crystal molecules in a certain direction and to define the pretilt angle, an alignment film may be formed on the end surface of the liquid crystal layer on the common electrode side. Known alignment films can be used, such as those made of a polymeric material such as polyimide and subjected to a rubbing treatment on the contact surface with the liquid crystal layer, a photo-alignment film that is oriented by light irradiation, An obliquely deposited film of SiOx or the like can be applied.

6.製造方法
本開示の空間光変調素子は、上述した空間光位相変調用液晶配向部材と、共通電極を有する透明基板との位置を合わせた状態で周辺をシール材などで固定し、液晶を真空下で注入、若しくは基板の貼り合わせ前に真空下で滴下することにより、製造することができる。
本開示においては、必要があれば、上記共通電極を有する透明基板上に予め配向部材を配置していてもよい。
また、透明基板側に、「A.空間光位相変調用液晶配向部材 4.格子状の壁構造」において説明した格子状の壁構造を配置し、液晶を注入した後に、これと「A.空間光位相変調用液晶配向部材 3.基台部」で説明した基台部とをシール材等で封止してもよい。
6. Manufacturing method In the spatial light modulation element of the present disclosure, the above-described liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation and a transparent substrate having a common electrode are fixed in position with a sealing material or the like, and the liquid crystal is placed under vacuum. It can be manufactured by injecting it in a vacuum or by dropping it under vacuum before bonding the substrates together.
In the present disclosure, if necessary, an alignment member may be placed in advance on the transparent substrate having the common electrode.
Further, on the transparent substrate side, the lattice-like wall structure explained in "A. Liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation 4. Lattice-like wall structure" is arranged, and after injecting the liquid crystal, this and "A. Liquid crystal aligning member for optical phase modulation 3. The base portion described in “3. Base portion” may be sealed with a sealing material or the like.

C.立体表示装置
本開示では、上述した空間光変調素子と、前記画素電極を駆動するための駆動手段を具備することを特徴とする立体表示装置を提供する。
C. Stereoscopic Display Device The present disclosure provides a stereoscopic display device characterized by comprising the above-described spatial light modulation element and a driving means for driving the pixel electrode.

1.空間光変調素子
本開示の立体表示装置に用いられる空間光変調素子は、上記「B.空間光変調素子」で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
1. Spatial Light Modulation Element The spatial light modulation element used in the stereoscopic display device of the present disclosure is the same as that described in "B. Spatial Light Modulation Element" above, so the description here will be omitted.

2.駆動手段
画素電極を駆動するための駆動手段は、空間光変調素子から出力しようとする光像に応じて各画素電極への印加電圧を制御する手段である。例えば、X軸方向に並んだ各画素列の印加電圧を制御する第1のドライバ回路と、Y軸方向に並んだ各画素列の印加電圧を制御する第2のドライバ回路とを有しており、双方のドライバ回路によって指定された画素の画素電極4と、共通電極との間に所定電圧が印加される。これにより、液晶層に電界が生じる。例えば、上記の空間光変調素子へ光を入射し、出射光の干渉を制御して三次元的な空間光画像を任意の位置へ形成する立体表示装置を構成することが出来る。若しくは、反射型の光学系を用いて眼鏡型の立体表示装置を構成することが出来る。
2. Driving Means The driving means for driving the pixel electrodes is means for controlling the voltage applied to each pixel electrode according to the optical image to be output from the spatial light modulation element. For example, it has a first driver circuit that controls the applied voltage to each pixel column arranged in the X-axis direction, and a second driver circuit that controls the applied voltage to each pixel column arranged in the Y-axis direction. , a predetermined voltage is applied between the pixel electrode 4 of the pixel specified by both driver circuits and the common electrode. This generates an electric field in the liquid crystal layer. For example, it is possible to construct a stereoscopic display device that forms a three-dimensional spatial light image at an arbitrary position by inputting light into the above-described spatial light modulation element and controlling the interference of the emitted light. Alternatively, a glasses-type stereoscopic display device can be constructed using a reflective optical system.

なお、本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示の技術的範囲に包含される。 Note that the present disclosure is not limited to the above embodiments. The above-mentioned embodiments are illustrative, and any embodiment that has substantially the same configuration as the technical idea stated in the claims of the present disclosure and provides similar effects is the present invention. within the technical scope of the disclosure.

以下に実施例および比較例を示し、本開示をさらに具体的に説明する。尚、以下の実施例、比較例においては、偏向顕微鏡観察のため、シリコン基板の代わりにガラス基板を使用した。 Examples and Comparative Examples are shown below to further specifically explain the present disclosure. In addition, in the following Examples and Comparative Examples, a glass substrate was used instead of a silicon substrate for observation using a polarizing microscope.

(実施例1)
ガラス基板上に、平面形状が正方形(700nm×700nm)のCr画素電極をX軸及びY軸方向に二次元マトリクス状に1μmピッチで配置し、基台部とした。次いで、基台部上にアクリレートを主原料とした、光硬化性樹脂からなるアクリル樹脂層を形成し、ナノインプリント加工を施し、基台部に格子状の壁構造を設け、配向部材を製造した。格子状の壁構造は隣接する画素領域を区切る壁部、及び、各画素領域を2つに等区分する間仕切り部を有するものとした。壁部の幅が198nm、間仕切り部の幅が148nm、壁部及び間仕切り部の高さは共に812nm、ベース層の厚さは204nm、液晶充填用微細空間のX軸方向の長さは327nm、Y軸方向の長さは802nmであった。
(Example 1)
Cr pixel electrodes with a square planar shape (700 nm x 700 nm) were arranged in a two-dimensional matrix at a pitch of 1 μm in the X-axis and Y-axis directions on a glass substrate to serve as a base. Next, an acrylic resin layer made of a photocurable resin containing acrylate as a main raw material was formed on the base, nanoimprint processing was performed, and a lattice-like wall structure was provided on the base to produce an alignment member. The lattice-like wall structure has a wall part that partitions adjacent pixel areas, and a partition part that divides each pixel area into two equal parts. The width of the wall part is 198 nm, the width of the partition part is 148 nm, the height of both the wall part and the partition part is 812 nm, the thickness of the base layer is 204 nm, the length of the liquid crystal filling microspace in the X-axis direction is 327 nm, The length in the axial direction was 802 nm.

(実施例2)
壁部の幅を198nm、間仕切り部の幅を169nm、壁部及び間仕切り部の高さを共に813nm、ベース層の厚さを204nm、液晶充填用微細空間のX軸方向の長さを320nm、Y軸方向の長さを808nmとした以外は、実施例1と同様の方法で、配向部材を製造した。
(Example 2)
The width of the wall part is 198 nm, the width of the partition part is 169 nm, the height of both the wall part and the partition part is 813 nm, the thickness of the base layer is 204 nm, the length of the fine space for liquid crystal filling in the X-axis direction is 320 nm, and Y An alignment member was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the length in the axial direction was 808 nm.

(実施例3)
壁部の幅を190nm、間仕切り部の幅を190nm、壁部及び間仕切り部の高さを共に810nm、ベース層の厚さを178nm、液晶充填用微細空間のX軸方向の長さを310nm、Y軸方向の長さを810nmとした以外は、実施例1と同様の方法で、配向部材を製造した。
(Example 3)
The width of the wall part is 190 nm, the width of the partition part is 190 nm, the height of both the wall part and the partition part is 810 nm, the thickness of the base layer is 178 nm, the length of the liquid crystal filling microspace in the X-axis direction is 310 nm, and the Y An alignment member was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the length in the axial direction was 810 nm.

(比較例1)
図9に示すように、ガラス基板91上に、平面形状が正方形(700nm×700nm)のCr画素電極92をX軸及びY軸方向に二次元マトリクス状に1μmピッチで配置し、基台部93とした。次いで、基台部上にアクリレートを主原料とした、光硬化性樹脂からなるアクリル樹脂層を形成し、ナノインプリント加工を施し、基台部に格子状の壁構造94を設け、配向部材90を製造した。格子状の壁構造は、隣接する画素領域を区切る壁部のみを有し、壁部の幅は196nm、壁部の高さは838nmであった。液晶充填用微細空間の基台部平面における形状は正方形であり、X軸方向、Y軸方向の長さは共に779nmであった。
(Comparative example 1)
As shown in FIG. 9, Cr pixel electrodes 92 having a square planar shape (700 nm x 700 nm) are arranged in a two-dimensional matrix at a pitch of 1 μm in the X-axis and Y-axis directions on a glass substrate 91. And so. Next, an acrylic resin layer made of a photocurable resin mainly made of acrylate is formed on the base, nanoimprint processing is performed, a lattice-like wall structure 94 is provided on the base, and the alignment member 90 is manufactured. did. The lattice-like wall structure had only wall portions that separated adjacent pixel regions, and the width of the wall portion was 196 nm, and the height of the wall portion was 838 nm. The shape of the fine space for liquid crystal filling in the base plane was square, and the lengths in both the X-axis direction and the Y-axis direction were 779 nm.

(評価)
実施例1~3、比較例1で製造した配向部材における液晶充填用微細空間に液晶材料を充填し、IZOからなる共通電極、配向膜が形成されたポリカーボネート基板を、ポリカーボネート基板が最表面となるように周辺をシール材で固定して重ねることにより、空間光変調素子を製造した。液晶材料としては、ネマティック液晶であるシアノビフェニル系E7(メルク社製)、配向膜として、ポリイミド系ラビング配向膜AL1254(JSR社製)を使用した。
なお、実施例1で製造した配向部材を使用した空間光変調素子の概略断面図を図10で示す。
(evaluation)
The fine spaces for liquid crystal filling in the alignment members manufactured in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were filled with a liquid crystal material, and a polycarbonate substrate on which a common electrode made of IZO and an alignment film were formed was placed, with the polycarbonate substrate serving as the outermost surface. A spatial light modulation element was manufactured by fixing the periphery with a sealing material and stacking them. As the liquid crystal material, a nematic liquid crystal cyanobiphenyl E7 (manufactured by Merck & Co., Ltd.) was used, and as the alignment film, a polyimide rubbing alignment film AL1254 (manufactured by JSR Corporation) was used.
Note that FIG. 10 shows a schematic cross-sectional view of a spatial light modulation element using the alignment member manufactured in Example 1.

2枚の偏光板を90°ずらしたクロスニコル状態に配置し、この偏光板の間に、実施例1で製造した配向部材を使用した空間光変調素子を配置し、明暗状態を観察した。図10で示すY軸方向と偏光板の偏光方向の角度差が45°の時の偏向顕微鏡観察結果を図11(a)に、Y軸方向と偏光板の偏光方向の角度差が0°の時の偏向顕微鏡観察結果を図11(b)に示す。また、同様に、比較例1で製造した配向部材を使用した空間光変調素子についての、Y軸方向と偏光板の偏光方向の角度差が45°の時の偏向顕微鏡観察結果を図11(c)に、Y軸方向と偏光板の偏光方向の角度差が0°の時の偏向顕微鏡観察結果を図11(d)に示す。 Two polarizing plates were arranged in a crossed nicol state shifted by 90°, and a spatial light modulation element using the alignment member manufactured in Example 1 was placed between the polarizing plates, and the brightness and darkness were observed. Figure 11(a) shows the polarization microscope observation results when the angular difference between the Y-axis direction and the polarization direction of the polarizing plate is 45° as shown in Figure 10, and when the angular difference between the Y-axis direction and the polarization direction of the polarizing plate is 0°. The results of observation using a polarizing microscope at the time are shown in FIG. 11(b). Similarly, FIG. 11 (c ), and FIG. 11(d) shows the results of polarization microscope observation when the angular difference between the Y-axis direction and the polarization direction of the polarizing plate is 0°.

実施例1では、図10で示すY軸方向と偏光板の偏光方向の角度差が45°のとき、明状態となり(図11(a))、Y軸方向と偏光板の偏光方向の角度差が0°のとき、ほぼ完全に黒状態となった(図11(b))。また、実施例2、3も同様の結果となった。一方、比較例1では、Y軸方向と偏光板の偏光方向の角度差が45°のとき、実施例1~3と比較すると透過率が低くなり(図11(c))、Y軸方向と偏光板の偏光方向の角度差が0°のとき、実施例1~3と比較すると透過率が高くなり、黒状態とならなかった(図11(d))。以上により、実施例においては、本開示の格子状の壁構造によって、液晶の配向を揃えることができたと考えられる。 In Example 1, when the angular difference between the Y-axis direction and the polarization direction of the polarizing plate shown in FIG. When the angle was 0°, the state was almost completely black (FIG. 11(b)). Moreover, Examples 2 and 3 also gave similar results. On the other hand, in Comparative Example 1, when the angular difference between the Y-axis direction and the polarization direction of the polarizing plate is 45 degrees, the transmittance is lower than in Examples 1 to 3 (Fig. 11(c)). When the angular difference in the polarization direction of the polarizing plate was 0°, the transmittance was higher than in Examples 1 to 3, and a black state did not occur (FIG. 11(d)). From the above, it is considered that in the example, the alignment of the liquid crystal could be aligned by the lattice-like wall structure of the present disclosure.

(実施例4-1~4-7、比較例2)
格子状の壁構造によって区切られた液晶充填用微細空間のX軸方向の長さ(Lx(第一の軸方向の空間幅A))及び、Y軸方向の長さ(Ly)のアスペクト比([Ly/Lx])を変更して、下記方法で配向部材を製造し、液晶充填用微細空間の形状異方性が液晶の配向に与える影響を、後述する評価方法によって評価した。このとき、比較例2及び、実施例4-1~4-6については概ねX軸方向の長さ(Lx)を小さくする事でアスペクト比を大きくしていったが、実施例4-7についてはY方向の長さ(Ly)を長くする事でアスペクト比を大きくし、実験を行なった。
(Examples 4-1 to 4-7, Comparative Example 2)
The aspect ratio ( [Ly/Lx]) was manufactured by the following method, and the influence of the shape anisotropy of the liquid crystal filling microspace on the liquid crystal alignment was evaluated by the evaluation method described below. At this time, for Comparative Example 2 and Examples 4-1 to 4-6, the aspect ratio was increased by reducing the length (Lx) in the X-axis direction, but for Example 4-7, The experiment was conducted by increasing the aspect ratio by increasing the length (Ly) in the Y direction.

ガラス基板上に、アクリレートを主原料とした、光硬化性樹脂からなるアクリル樹脂層を形成し、ナノインプリント加工を施し、ガラス基板上に、表1中のLxおよびLyを有する液晶充填用微細空間となるように格子状の壁構造を設け、配向部材サンプルを製造した。次いで、製造した配向部材における液晶充填用微細空間に液晶材料を充填し、配向膜が形成されたポリカーボネート基板を、ポリカーボネート基板が最表面となるように周辺をシール材で固定して重ね、空間光変調素子サンプルを作製した。液晶材料としては、ネマティック液晶であるシアノビフェニル系E7(メルク社製)、配向膜として、ポリイミド系ラビング配向膜AL1254(JSR社製)を使用した。尚、製造した空間光変調素子サンプルの概略斜視図を図12(a)に示す。51は基板、57は液晶、54は壁構造、60は配向膜を示す。 An acrylic resin layer made of a photocurable resin containing acrylate as the main raw material is formed on a glass substrate, and nanoimprint processing is performed on the acrylic resin layer to form a liquid crystal filling microspace having Lx and Ly in Table 1 on the glass substrate. A lattice-like wall structure was provided to produce an alignment member sample. Next, the fine spaces for liquid crystal filling in the produced alignment member are filled with a liquid crystal material, and the polycarbonate substrates on which the alignment film is formed are stacked with the polycarbonate substrates on the outermost surface, fixing the periphery with a sealing material, and space light is applied. A modulation element sample was fabricated. As the liquid crystal material, a nematic liquid crystal cyanobiphenyl E7 (manufactured by Merck & Co., Ltd.) was used, and as the alignment film, a polyimide rubbing alignment film AL1254 (manufactured by JSR Corporation) was used. Incidentally, a schematic perspective view of the manufactured spatial light modulation element sample is shown in FIG. 12(a). 51 is a substrate, 57 is a liquid crystal, 54 is a wall structure, and 60 is an alignment film.

(評価方法)
2枚の偏光板を90°ずらしたクロスニコル状態に配置し、この偏光板の間に、製造した配向部材を使用した空間光変調素子サンプルを配置し、Y軸方向と偏光板の偏光方向の角度差が45°の時の明状態の平均透過率(T45°)と、角度差が0°の時の暗状態の平均透過率(T0°)との比(R)を以下の式で算出し、評価指標とした。
R=(T45°)/(T0°
液晶が均一に配向していると、偏光が液晶を通過する際に偏光軸が回転し、クロスニコルで配置した偏光板を透過する事となる。つまり、平均透過率の比Rが高いほど、均一に液晶が配向していることを示している。結果を表1、図12(b)に示す。
(Evaluation method)
Two polarizing plates are arranged in a crossed nicol state shifted by 90 degrees, and a spatial light modulation element sample using the manufactured alignment member is placed between these polarizing plates, and the angular difference between the Y-axis direction and the polarization direction of the polarizing plates is The ratio (R) between the average transmittance in the bright state (T 45° ) when the angle is 45° and the average transmittance in the dark state (T 0 ° ) when the angle difference is 0° is calculated using the following formula. and used it as an evaluation index.
R=(T 45° )/(T )
If the liquid crystal is uniformly aligned, the polarization axis will rotate when the polarized light passes through the liquid crystal, and the polarized light will pass through the polarizing plates arranged in a crossed nicol configuration. In other words, the higher the average transmittance ratio R, the more uniformly the liquid crystal is aligned. The results are shown in Table 1 and FIG. 12(b).

表1及び図12(b)の結果から、アスペクト比が1である比較例2に比べ、アスペクト比が1より大きい実施例は液晶の配向を揃えることができることが判った。特に、アスペクト比が2以上の場合(実施例4-4~4-7)においては、平均透過率比が顕著に高くなった。ネマティック液晶は、液晶の弾性エネルギーが小さい状態に落ち着くように配向するが、比較例2のように格子壁のアスペクト比が小さい場合、液晶は格子を形成する4方向の高分子壁表面からいずれも同等程度の規制力を受け、その結果液晶配向は画素の内部で乱れて歪み不安定な状態となる。それに対し実施例4-4~4-7のように、格子壁のアスペクト比を大きくすると、格子壁の長辺方向に平行な液晶配向状態が最も弾性エネルギーが小さくなり安定な状態となる為、長辺方向に均一な初期配向が実現されたと考えられる。 From the results shown in Table 1 and FIG. 12(b), it was found that, compared to Comparative Example 2 in which the aspect ratio was 1, the embodiments in which the aspect ratio was greater than 1 were able to align the alignment of the liquid crystal. In particular, when the aspect ratio was 2 or more (Examples 4-4 to 4-7), the average transmittance ratio was significantly high. Nematic liquid crystals are oriented in such a way that the elastic energy of the liquid crystal settles down to a small state. However, when the aspect ratio of the lattice walls is small as in Comparative Example 2, the liquid crystals are oriented so that the elastic energy of the liquid crystals settles down to a small state. However, when the aspect ratio of the lattice walls is small as in Comparative Example 2, the liquid crystals are As a result, the liquid crystal alignment is disturbed inside the pixel, resulting in a distorted and unstable state. On the other hand, when the aspect ratio of the lattice walls is increased as in Examples 4-4 to 4-7, the liquid crystal alignment state parallel to the long side direction of the lattice walls has the smallest elastic energy and becomes a stable state. It is considered that a uniform initial orientation was achieved in the long side direction.

(実施例5-1~実施例5-5)
格子状の壁構造によって区切られた液晶充填用微細空間のX軸方向の長さ(Lx)及び、Y軸方向の長さ(Ly)のアスペクト比を、実施例4において効果が実証された2以上(2.4~2.7程度)にほぼ固定し、液晶充填用微細空間のサイズ(Lx、Ly)を変化させた以外は、実施例4と同様に配向部材を製造し、配向部材を使用した空間光変調素子サンプルを作製した。上記(評価方法)と同様の方法により平均透過率比Rを算出し、実施例5-1の平均透過率比を基準とした各実施例の平均透過率比Rの比を算出した。結果を表2、図13に示す。
(Example 5-1 to Example 5-5)
The aspect ratio of the length (Lx) in the X-axis direction and the length (Ly) in the Y-axis direction of the fine space for liquid crystal filling divided by the lattice-like wall structure was set to 2, which was proven to be effective in Example 4. The alignment member was manufactured in the same manner as in Example 4, except that the size (Lx, Ly) of the fine space for liquid crystal filling was changed, and the size (Lx, Ly) of the fine space for liquid crystal filling was almost fixed to the above (approximately 2.4 to 2.7). The spatial light modulator sample used was fabricated. The average transmittance ratio R was calculated by a method similar to the above (evaluation method), and the ratio of the average transmittance ratio R of each Example was calculated based on the average transmittance ratio of Example 5-1. The results are shown in Table 2 and FIG. 13.

表2により、Lx(第一の軸方向の空間幅A)の値が小さいほど平均透過率比が高いことが判った。特に、Lxが0.3μm以下(実施例5-3~5-5)においては顕著に平均透過率比の比が高かった。実施例5-3~5-5のように格子サイズが小さい場合、画素内に急な配向変形が強いられて弾性エネルギー密度が高まるため、長軸方向の配向がより支配的になり、その結果、配向分布の均一性が高まる結果となったと考えらえる。 From Table 2, it was found that the smaller the value of Lx (space width A in the first axial direction), the higher the average transmittance ratio. In particular, when Lx was 0.3 μm or less (Examples 5-3 to 5-5), the average transmittance ratio was significantly high. When the grating size is small as in Examples 5-3 to 5-5, a sudden alignment deformation is forced within the pixel and the elastic energy density increases, so the alignment in the long axis direction becomes more dominant, and as a result This is considered to be the result of an increase in the uniformity of the orientation distribution.

(参考例1~参考例5)
格子状の壁構造によって区切られた液晶充填用微細空間のX軸方向の長さ(Lx)の影響を調査するため、線状凸部が平行に配列した壁構造を形成し、Lxを変化させた以外は、実施例4と同様に配向部材を製造し、配向部材を使用した空間光変調素子サンプルを作製した。上記(評価方法)と同様の方法により平均透過率比Rを算出し、参考例1の平均透過率比を基準とした各参考例の平均透過率比Rの比を算出した。結果を表3、図14に示す。
(Reference example 1 to reference example 5)
In order to investigate the influence of the length (Lx) in the X-axis direction of the fine space for liquid crystal filling divided by a lattice-like wall structure, a wall structure in which linear convex portions were arranged in parallel was formed, and Lx was varied. Except for the above, an alignment member was manufactured in the same manner as in Example 4, and a spatial light modulation element sample using the alignment member was fabricated. The average transmittance ratio R was calculated by a method similar to the above (evaluation method), and the ratio of the average transmittance ratio R of each reference example based on the average transmittance ratio of Reference Example 1 was calculated. The results are shown in Table 3 and FIG. 14.

表3から、Lxの幅が小さいほど平均透過率比は高く、例えば3μm以下であれば、平均透過率比がより高くなることが判った。これは、液晶充填用微細空間のX軸方向の長さ(Lx)が小さい、例えば3μm以下であれば、壁間にある液晶は強い規制力を受け、より確実に液晶の配向を揃えることができることが示唆されていると考えられる。 From Table 3, it was found that the smaller the width of Lx, the higher the average transmittance ratio; for example, if it is 3 μm or less, the average transmittance ratio becomes higher. This is because if the length (Lx) in the X-axis direction of the fine space for liquid crystal filling is small, for example 3 μm or less, the liquid crystal between the walls will be subject to a strong regulating force, making it possible to align the alignment of the liquid crystal more reliably. This seems to suggest that it is possible.

1 …シリコン基板
2 … 画素電極
3 … 基台部
4 … 格子状の壁構造
41… 壁部
42… 間仕切り部
5 …液晶充填用微細空間
6 …ベース層
7 …液晶層
8 …透明基板
9 …共通電極
10…配向層
100…空間光位相変調用液晶配向部材
101…空間光変調素子
1...Silicon substrate 2...Pixel electrode 3...Base part 4...Lattice-like wall structure 41...Wall part 42...Partition part 5...Minute space for liquid crystal filling 6...Base layer 7...Liquid crystal layer 8...Transparent substrate 9...Common Electrode 10...Alignment layer 100...Liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation 101...Spatial light modulation element

Claims (9)

シリコン基板と、前記シリコン基板表面に設けられた、マトリクス状に3μm以下の周期で並んで配置された画素電極とを具備した基台部と、
前記基台部上に配置された、誘電体材料からなる、複数の線状凸部が組み合わされた格子状の壁構造と、
前記格子状の壁構造によって互いに区切られた、前記基台部上の、液晶を充填するための複数の液晶充填用微細空間と、を有し、
前記格子状の壁構造は、少なくとも、隣接する前記画素電極が形成された画素領域間に配置され、前記液晶充填用微細空間は、前記基台部平面における互いに直交する方向で形状異方性を有することを特徴とする、空間光位相変調用液晶配向部材。
a base portion comprising a silicon substrate and pixel electrodes provided on the surface of the silicon substrate and arranged in a matrix with a period of 3 μm or less;
a lattice-like wall structure in which a plurality of linear protrusions are combined, made of a dielectric material, and arranged on the base;
a plurality of liquid crystal filling fine spaces on the base portion, separated from each other by the lattice-like wall structure, for filling liquid crystal;
The lattice-like wall structure is arranged at least between pixel regions in which adjacent pixel electrodes are formed, and the liquid crystal filling microspace has shape anisotropy in mutually orthogonal directions in the base plane. A liquid crystal aligning member for spatial light phase modulation, comprising:
前記マトリクス状に並んで配置された画素電極の、マトリクス方向と一致する方向に第1の軸をとり、前記基台部と平行な平面における前記第1の軸と直交する方向に第2の軸をとり、
前記液晶充填用微細空間における、第1の軸方向の空間幅をA、第2の軸方向の空間幅をBとした場合に、Aが3μm以下となり、且つAがBよりも小さい値であることを特徴とする、請求項1に記載の空間光位相変調用液晶配向部材。
A first axis of the pixel electrodes arranged in a matrix is aligned in a direction coinciding with the matrix direction, and a second axis is aligned in a direction orthogonal to the first axis in a plane parallel to the base portion. Take
When the space width in the first axial direction in the liquid crystal filling microspace is A and the space width in the second axial direction is B, A is 3 μm or less, and A is a smaller value than B. The liquid crystal aligning member for spatial light phase modulation according to claim 1, characterized in that:
前記第1の軸方向の空間幅Aに対する前記第2の軸方向の空間幅Bの比(B/A)が2以上である、請求項2に記載の空間光位相変調用液晶配向部材。The liquid crystal alignment member for spatial optical phase modulation according to claim 2, wherein a ratio (B/A) of the spatial width B in the second axial direction to the spatial width A in the first axial direction is 2 or more. 前記格子状の壁構造が、隣接する前記画素領域間を区切る壁部、及び、前記各画素領域を2以上に区分する間仕切り部から構成されることを特徴とする、請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載の空間光位相変調用液晶配向部材。 Claims 1 to 3 , wherein the lattice-like wall structure is comprised of a wall part that separates the adjacent pixel areas, and a partition part that divides each pixel area into two or more parts. A liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation according to any one of the preceding claims . 前記格子状の壁構造の厚みが、50nm以上400nm以下であることを特徴とする、請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載の空間光位相変調用液晶配向部材。 The liquid crystal alignment member for spatial optical phase modulation according to any one of claims 1 to 4 , wherein the thickness of the lattice-like wall structure is 50 nm or more and 400 nm or less. 前記格子状の壁構造が、500~3000nmの高さを有することを特徴とする、請求項5に記載の空間光位相変調用液晶配向部材。 The liquid crystal aligning member for spatial light phase modulation according to claim 5 , wherein the lattice-like wall structure has a height of 500 to 3000 nm. 入射した光を反射しつつ、入射光および反射光の位相を制御する反射型空間光位相変調素子であって、
透明基板と、前記透明基板における一方の面に配置された共通電極と、前記共通電極の前記透明基板とは反対側の面に配置される、請求項1から請求項6までのいずれかの請求項に記載の空間光位相変調用液晶配向部材と、前記空間光位相変調用液晶配向部材における前記液晶充填用微細空間に充填された液晶層と、を有することを特徴とする、空間光変調素子。
A reflective spatial light phase modulation element that controls the phase of incident light and reflected light while reflecting incident light,
A transparent substrate, a common electrode disposed on one surface of the transparent substrate, and a common electrode disposed on a surface of the common electrode opposite to the transparent substrate. A spatial light modulation element comprising: a liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation according to item 1; and a liquid crystal layer filled in the fine spaces for filling liquid crystal in the liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation. .
前記共通電極と、前記空間光位相変調用液晶配向部材の間に、配向膜を配置することを特徴とする、請求項7に記載の空間光変調素子。 8. The spatial light modulation element according to claim 7, wherein an alignment film is disposed between the common electrode and the liquid crystal alignment member for spatial light phase modulation. 請求項7または請求項8に記載の空間光変調素子と、前記画素電極を駆動するための駆動手段を具備することを特徴とする立体表示装置。 A three-dimensional display device comprising the spatial light modulation element according to claim 7 or claim 8, and driving means for driving the pixel electrode.
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