JPS6021028A - 光学変調素子およびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液晶などの光学変調可能な液状物質を用いた
光学変調素子に係シ、詳しくは液晶表示素子や液晶−光
シヤツターアレイ等の液晶素子を用いた光学変曲素子に
関する。

従来より、走査電極群と信号電極群をマトリクス状に構
成し、その電極間に液晶化合物を充填し、多数の画素を
形成して画像或いは情報の表示を行う液晶表示素子は、
よく知られている。

例えばＭ、８ｃｈａｄｔとＷ、Ｈｅ１ｆｒｉｃｈ著ｌ″
Ａｐｐ’１ｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ　Ｌ１３ｔｔｅｒ１３
”Ｖｏ、１Ｂ、４４（１９７１，２゜１５）、Ｐ、１２
７〜１２８のＶｏｌｔａｇｅ　−ＤｅＰｅｎｄｅｎｔ　
０ｐｔｉｃａｌ　Ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ａ　Ｔｗｉ
ｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａ
ｌ″に示されたＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ　ｎｅｍａｔｉｃ
　）型の液晶を用いたものであシ、この型の液晶は無電
界状態で正の銹Ｉ！異方性をもクネマチック液晶の分子
が液晶層厚方向で捩れた構造（ヘリカル構造）を形成し
、両電極面でこの液晶の分子が並行に配列した構造を形
成している。一方、電界印加状態では、正の誘電異方性
をもつネマチック液晶が電界方向に配列し、この結果光
学変調を起すことができる。

これに対し、近年”　ＩＪ　、ＴＯＵＲＮＡＬ　ＤＥ　
ＰＨＹＳ工ＱＵＥＬＢＴＴＥＲ８”　Ｓ６　（Ｌ−６９
）　１９７５、（−Ｆｅｒｒｏｅｌｃｓｃｔｒｉｃ　’
Ｌｉｑｕｉｄ　０ｒｙｓｔａｌｓｊ　；　”Ａｐｐｌｉ
ｅｄＰｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ″３６　（１１）
　１９８０　［８ｕｂｍｉｃｒ。

５ｅｃｏｎｄ　Ｂ１５ｔａｂｌｅ　Ｋｌｅｃｔｒｏｏｐ
ｔｉｃ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　１ｎＬｉｑｕｉｄ　Ｃｒ
ｙｓｔａｌｓｊ　；　”固体物理″１６（１４１）１９
８１１一液晶」等に記載されている様に強誘電性液晶、
特にカイ２ルスメツクテイツクＣ相（Ｓｍ”Ｏ）又はＨ
相（Ｓｍ＊Ｈ）を有する液晶を用いた表示素子が提案さ
れている。

この強誘電性液晶を用いた光学変調素子では、その液晶
の配向制御法として例えば一対の平行基板間に配向制御
口」能な幅１μ程度の帯状スペーサを１０本／耶程度の
割合で配置することが考えられている。

この様な帯状スペーサが一対の平行基板間に配置された
セル中に液晶などの光学変調可能な液状物質を注入する
には各帯状スペーサ間で形成された間隙毎に液状物質を
注入することが必要で、かかる変調素子の製造工程を煩
雑にすることになシ、しかも各帯状スペーサ間に液状物
質を注入するだめの注入口が各帯状スペーサ間係に形成
されているので、これら次数の注入口を液状物質の注入
後にそれぞれ封口することが必要で、製造工程が煩雑と
なるばかりではなく、注入口の数が増大するに従って光
学変調素子としての信頼性さらには耐久安定性に悪影響
を与えている。

本発明の目的は、前述の欠点ないしは問題点を解消した
光学変調素子およびその製法を提供することにある。

本発明の別の目的は、Ｓｍ”Ｏ又はＳｍ＊Ｈ液晶に適し
た光学変調素子およびその製法を提供することにある。

本発明のかかる目的は、一対の平行基板間に光学変調可
能な液状物質を有する光学変調素子において、前記一対
の平行基板間に尋通口を有する仮数の帯状スペーサを有
する光学変調素子によって達成される。

本発明で用いる光学変調０■能な液状物質としては、強
誘電性を有するものであって、具体的にはカイラルスメ
クテイックＣ相（８ｍＯ＊　）又はＨ相（ａｍ）１＊）
を有する液晶を用いることができる。この液晶は電界に
対して第１の光学的安定わっ 状態と第２の光学Ｉ定状態からなる双安定状態を有し、
従って前述のＴＮ型の液晶で用いられた光学変調素子と
は異なシ、例えば一方の電界ベクトルに対し第１の光学
的安定状態に液晶が配向し、他方の電界ベクトルに対し
ては第２の光学的安定状態に液晶が配向される。

ｂｕｔｙｌ　−ｒｅｓｏｒｃｙｌｌｅｎｅ　−４’　−
０ｃｔｙｌａｎｉｌｉｎｅ（ＭＢＲＡ　８　）等が挙げ
られる。

これらの材料を用いて、素子を構成する場合液晶化合物
がｓｍａ＊相又はＳｍＨ”相となるような温度状態に保
持する為、必要に応じて素子をヒーターが埋め込まれた
銅ブロック等により支持することができる。

以下、本発明を図面に従って説明する。

第２図は、強誘電性液晶の動作説明のために、セルの例
を模式的に描いたものである。２１と２１′は、工ｎ２
ｏ５．８ｎ０２や工Ｔｏ　（工ｎｄｉｕｍ−ＴｉｎＯｘ
１ｄｅ　）等の透明電極がコートされた基板（ガラス板
）であり、その間に層２２がガラス面に垂直になるよう
配向したｓｍｃ＊相又はＳｍＨ”相の液晶が封入されて
いる。太線で示した線２６が液晶分子を表わしておシ、
この液晶分子２６は、その分子に直交した方向に双極子
モーメント（Ｆ□）２４を有している。基板２１と２１
′上のｔ極間に一定の閾値以上の電圧を印加すると、液
晶分子２３のらせん構造がほどけ、双極子モーメント（
Ｐ□）２４はすべて電界方向に向くよう、液晶分子２３
は配向方向を変えることができる。液晶分子２３は細長
い形状を有しており、その長袖方向と短軸方向で屈折率
異方性を示し、従って例えばガラス而の上下に互いにク
ロスニコルの偏光子を置けは、電圧印加極性によって光
学特性が変わる液晶光学変調素子となることは、容易に
理解される。

本発明の光学変ル、ｌ累子で好ましく用いられる液晶セ
ルは、その厚さを充分に薄く（例えば１μ）することが
できる。すなわち、第６図に示すように電界を印加して
いない状態でも液晶分子のらせん栴造はほどけ、その双
極子モーメントＰ又はＰ′は上向き（６４）又は下向き
（６４）のどちらかの状態をとる。このようなセルに第
３図に示す如く一定の閾値以上の極性の異る電界Ｅ又は
Ｅ’　ｅ　’ｉＷ圧印加手段３１と３１′により付与す
ると、双極子モーメントは電界Ｅ又はＥ′の電界ベクト
ルに対応して上向き３４又は下向き３４’と向きを変え
、それに応じて液晶分子は第１の安定状態３６かあるい
は第２の安定状態３３′の何れか１方に配向する。

このような強誘電性液晶を光学変調素子として用いるこ
との利点は２つある。第１に、応答速度が極めて速いこ
と、第２に液晶分子の配向が双安定性を有することであ
る。第２の点を例えば第３図によって説明すると、電界
Ｅを印加すると液晶分子は第１の安定状態３５に配向す
るが、この状態は電界を切っても安定である。

又、逆向きの電界Ｅ′を印加すると、液晶分子は第２の
安定状態３３′に配向してその分子の向きを変えるが、
やはり電界を切ってもこの状態に留っている。又、与え
る電界Ｅが一定の閾値を越えない限シ、それぞれの配向
状態にやはり維持されている。このような応答速度の速
さと、双安定性が有効に実現されるにはセルとしては出
来るだけ薄い方が好ましい。この様な強誘電性を有する
液晶で素子を形成するに当って直面する問題点として、
第１にモノドメイン性の高いセルを形成することが難し
い点にある。既に述べたように、光学素子として有効に
作動させる為には、８ｍＯ＊相又はＳｕ＋Ｈを有する層
が基板面に対して垂直に、すなわち液晶分子は基板面に
略平行になるように、セルが形成されていることが必要
である。

これまで、前述の如きＴＮ型の液晶を用いた素子では、
液晶分子のモノドメインを基板面に平行な状態で形成す
る方法として例えば基板面を布の如きもので偕保する（
ラビング）方法やＳｉＯを斜め蒸着する方法等が用いら
れている。ラビング法に関しては、摺邸の際に基板面に
形成されるｆ（４や摩擦によって生ずる必ずしも原因が
明らかにされていないある種の効果との複合効果によっ
て、この基板面に接する液晶に対して方向性が付与され
、液晶分子はその方向に従って優先して配列するのが最
もエネルギーの低い（即ち安定な）状態となる。この様
なラビング処理面は、液晶分子を一方向に優先して配列
させる″壁効果”が付与されている。この壁効果が付与
された平面をもつ構造体は、例えば、Ｗ、　Ｈｅ１ｆｒ
ｉｃｈとＭ、　５ｃｈａｄｔのカナダ特許１０１０１３
６号公報等に示されている。このラビング法ニょシ壁効
果を形成する方法のほかに、基板の上に８１０−？　５
ｉｎ２を斜め蒸着して形成した平面をもつ構造体を用い
、このｓｈｏ又は５ｉｎ２の一軸的異方性を有する平面
が液晶分子を一方向に優先して配向させる壁効果を有し
ている。

この液晶を一方向に優先して配向させる壁効果が付与さ
れた平面をもつ構造体に前述の強誘電性液晶を接触させ
た場合には、強誘電性液晶が平面に付与された壁効果に
ょシ優先的に一方向のみに配列されて、第５の準安定状
態又は一方向のみに強い安定状態に配向し、この結果第
６図に示す如き電界Ｅ又はＥ′を液晶に付与しても、閾
値を越える電界によって自由にそれぞれの方向に向きを
変えることができなくなるためこの液晶が電界による第
１の安定状態と第２の安定状態を形成することができな
くなる問題がある。この結果、電界に対する双安定性や
高速応答性を阻害することになシ、場合によっては良好
なモノドメインの形成すらできなくなることがある。

ところで、液晶素子を作成する上で、ラビング法や斜め
蒸着法による配向制御法は、好ましい方法の１つである
が、実際問題としてこの方法によυ配向制御を施こすと
、前述した様に液晶を一方向のみに優先して配向させる
壁効果を有する平面が形成され、それが電界に対する双
安定性、萬速応答性やモノドメイン形成性を阻害するた
め、強ｕ電性液晶に係る分野では液晶の配向制御法とし
てラビング法や斜め蒸着法を採用するという着目は、−
切なされていないのが現状であった。

この様な現状にもかかわらず、本発明者らはラビング法
や斜め蒸漸法による配向制御法に固執していたところ、
篤ろくべきことに２ピング法や斜め蒸着法などの配向制
御法によ多形成した壁効果を有する側壁をもつ構造体を
一対の平行基板間に配置し、且つラビング法や斜め蒸着
法によっても液晶を一方向に優先して配向させる壁効果
を形成しないか又はその壁効果が弱く形成された平面を
もつ構造体を用いることによって、第５図に示す様な電
界による第１の安定状態と第２の安定状態を形成するこ
とができることを見い出した。

第１図は、本発明の光学変調素子を示している。そのう
ち、第１図（Ａ）は本発明の光学変調素子の斜視図で、
第１図（Ｂ）はその側面の断面図で、第１図（０）はそ
の正面の断面図である。

第１図において、ガラス板又はプラスチック板などの基
板１０１の上に仮数の電極１０２からなる（走査）電極
群が所定のパターンにエツチング形成されている。さら
に、この電極群の上には絶縁膜１０３が形成され、さら
にこの絶縁膜１０３の上に複数配置された帯状スペーサ
部材１０４が形成されている。帯状スペーサ部材１０４
は、絶縁膜１０５の硬度よシ低い硬度のものから選択し
て形成することが好ましい。具体的には、ポリビニルア
ルコール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド
イミド゛、ポリパラキシレリン、ポリエステル、ポリカ
ーボネート、ポリビールアセタール、ポリ塩化ビニル、
ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリスチレン、セルロー
ス樹脂、メラミン樹脂、ユリャ樹脂、アクリル樹脂など
の樹脂）角、あるいは感光性ポリイミド、感光性ポリア
ミド、環化ゴム系フォトレジスト、フェノールボラック
系フォトレジストあるいは電子線フォトレジスト（ポリ
メチルメタクリレート、エポキシ化−１，４−ポリブタ
ジェンなど）を用いることができる。

この帯状スペーサ部材１０４には、下達の液状物質注入
時に、この液状物質が１つの注入口から注入され、さら
にこの注入された液状物質が帯状スペーサ１０４に設け
た導通口１１５を通して一対の基板１０１と１０９の間
に亘って一様に注入されることができる。この導通口１
１５は、好ましくは基板１旧の周辺付近に設けられ、又
これを帯状スペーサ部Ｉｔ１０４に２個以上設けること
もできる。又、前述の注入口は１つに限ら、ず、２つ以
上であってもよいが、その数はできる限シ少ない方が好
ましい。

一方、絶縁膜１０３は、双安定性を有する液晶１０５の
層に流れる電流の発生を防止するとともに、前述のスペ
ーサ部材１０４の硬度より高い硬度のものから選択され
ることができる。具体的には、シリコン窒化物、水素を
含有するシリコン窒化物、シリコン炭化物、水素を含有
するシリコン炭化物、硼素窒化物、水素を含有する硼素
窒化物、酸化セリウム、酸化硅素、酸化アルミニウム、
ジルコニア又はフッ化マグネシウムなどの化合物を用い
て被膜形成することによって得ることができる。この絶
縁膜１０３は、液晶層に微量に含有される不純物等のた
めに生ずる電流の発生を防止できる利点をも有しておシ
、従って動作を繰シ返し行なっても液晶化合物を劣化さ
せることがない。絶縁膜１０３の膜厚は、その材料のも
つ電荷注入防止能力と、液晶層の厚さにも依存するが、
通常５０Ａ〜５μ、好適には、５００Ａ〜５０００Ａの
範囲で設定される。一方、液晶層のＪ−厚は、液晶伺料
に１ｒケ有な配向のし易さと素子として要求される応答
速度に依存するが、スペーサ部材１０４の高さによって
決定され、通當０．２μ〜２００μ、好適には、０．５
μ〜１０μの範囲で設定される。又、スペーサ部材１０
４の幅は、通當０．５μ〜５０μ好適には、１μ〜２０
μの範囲で設定される。スペーサ部材１０４のピッチ（
間隔）は、あまシ大きすぎると液晶分子の均一な配向性
を阻害し、一方あまシ小さ過きると液晶光学素子として
の有効面わｔの減少を招く。このため、通當１０μ〜２
１１Ｉｆｆｉ、好適には、５０〜７００μの範囲でピッ
チが設定される。

このスペーサ部材１０４と絶縁膜１０６を有する基板１
０１は、例えばスペーサ部相１０４のストライプ・ライ
ンに沿ってビロード、布又は紙などによりラビング処理
される。このラビング処理によってスペーサ部材１０４
の側壁１０６と１０７に液晶を一方向に優先して配向さ
せる壁効果を付与することができる。従って、ラビング
処理された側壁１０６と１０７は、液晶の配向に対する
壁効果を有することができ、この側壁１０６と１０７に
接触する双安定性を有する液晶１０５は、下達する様に
絶縁膜１０３が液晶を優先して配向させる壁効果を有し
ていないか、あるいは弱い壁効果のみを有しているので
、基板１０１に対し平行又は略平行方向、すなわちラビ
ング方向に沿って水平配向（ホモジニアス配向）される
ことになる。

絶縁膜１０６は、前述したとおりスペーサ部材１０４に
較べ硬度の高い物質から選択されているため、ラビング
処理しても、この平面１０８にはこれと接する液晶を一
方向をとる第６の準安定状態あるいは強い安定状態に配
向させる優位方向を有しておらず、従って前述の２ピン
グ処理によシ壁効果を付与した側壁１０６と１０７がな
い時（すなわち、周囲に壁効果の影響がない時）には、
液晶をランダム方向に水平配向さぜる壁効果を有するこ
とができる。この際、平面１０８には液晶を垂直に配向
（ホメオトロピック配向）させる壁効果が付与されでい
ないことが望ましい。又、このラビング処理された側壁
１０６と１０７および平面１０８は、好ましくはアセト
ンなどによシ洗浄した後、必要に応じてシランカップリ
ング剤や水平配向用界面活性剤などの水平配向剤で表面
処理されることができる。

本発明の光学変調素子は、前述の基板１０１と平行に重
ね合せたもう一方の基板１０９を備えておシ、この基板
１０９の上には仮数の（信号）電極１１０からなる電極
７坪とその上に設けた絶縁膜１１１が形成されている。

仮に又の信号電極１１０ともう一方の複数の走査電極１
０２は、マトリクス構造で配縁されることができ又、こ
れらの電極は他の形状、例えば７セグメント描造のｔｄ
極極細線形成されていてもよい。又、基板１０９の上に
設けた絶縁膜１１１は、必ずしも必要となるものではな
いが、液晶層に流れる電流の発生を防止する上で有効な
ものである。この絶縁膜１１１も、やはシ前述の絶縁膜
１０６と同様の物質によって被膜形成され、且つ絶縁膜
１１１の平面１１２も、やはシこの平面１１２に接する
液晶を一方向ｔとる沈３の準安定状態あるいは強い安定
状態に配向させる優位方向を有しておらず、前述のラビ
ング処理によシ壁効果を付与した側壁１０６と１０７が
ない時（すなわち、周囲に壁効果の影響がない時）には
、液晶をランダム方向に水平配向させる壁効果を有する
様にする。従って、絶縁膜１１１を前述の絶縁膜１０３
で用いた物質と同様の物質で形成した場合では平面１１
２には前述のラビング処理を必要に応じて施こすことが
できるが、又ラビング処理を施こさなくてもよい。

又、絶縁膜１１１は、前述の絶縁膜１０３で用いた物質
以外のもの、例えはポリビニルアルコール、ポリイミド
、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリパラキ
シレリン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニ
ルアセクール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ
アミド、ポリスチレン、セルロース樹脂、メラミン樹脂
、ユリャ樹脂やアクリル樹脂などの樹脂類又はＳ１０゜
５１０２又はＴｌＯ２などの無機化合物などによって被
膜形成させて得ることも可能である。又、絶縁膜１１１
も、やはりアセトンなどで洗浄してから、対向配置する
基板１０１と重ね合せて一対の平行基板とすることがで
きる。

この一対の平行基板（１０１と１０９）間の周辺部には
、この間に注入された液晶１０５をシールするためにエ
ポキシ糸接着剤や低融点ガラスでシール部拐１１６が形
成されておシ、このシール部材１１６の何れかの位置に
注入口（図示せず）が形成されている。

又、本発明の光学変調素子は、一対の平行基板１０１と
１０９の両側、すなわち基板１０１と１０９を挾む一対
の偏光手段（偏光子１１６と検光子１１４）を用いるこ
とができる。偏光子１１３と検光子１１４としては、通
′酵の偏光板、偏光膜や偏光ビームスプリッタ−を用い
ることができ、この際この偏光手段をクロスニコル状態
又はパラレルニコル状態で配置することが可能である。

本発明の光学変調素子は、周辺がエポキシ系相にまで加
熱された状態よシ、精密に温度コントロールし乍ら除冷
することによって得ることができる。代表的な例として
、除冷過程において１ｅｏｔｒｏｐｉｃ相−）　ＳｍＡ
相−）　ＳｍＯ”相という段階を経て相転移する化合物
（例えばｄθＣ７１０Ｘ７−ｂｅｎｚｙｌｉｃＬｅｎｅ
−ｐ’−ａｍｉｎｏ−２−ｍｅｔｈｙｌ　ｂｕｔｙｌ　
ｃｉｎｎａｍａｔｅ：　ＤＯＢＡＭＢＯはこれに相当す
る）の場合１ｓｏｔｒｏｐｉｃ相より　８ｍＡ相に転移
するとき、予めラビング処理により壁効果が付与された
側壁をもつスペーサ部材の影響により、該側壁の面近傍
より、液晶分子が２ピング方向に沿って配列するように
モノドメインが生長していく。全体が、モノドメインと
なった後、さらに温度を下けて行くと、ＳｍＡよりＳｍ
Ｃ＊への相転移がおこシ、配向制御は終了することがで
きる。この状態で、液晶分子は、すべてスペーサ部材の
側壁面に平行に２ピング方向に沿って配向しているから
、絶縁膜１０３の平面１０８に対しては、面内配向状態
であシ、ｓｍａ”相液晶の層は、絶縁膜１０６の平向１
０８およびストライプに対して垂直である。先に述べた
ように、絶縁膜１０６の平面ｉｏａは２ピングにょ９溝
が形成されていない為、面内に於て液晶分子に特定の方
向優位性を与えることなく、従って素子として作ルυさ
せた場合、双安定性と高速応答性は損われない。

第４図は本発明の方法に用いるに適した真空注入装置の
断面図である。

第４図において、４０１は液晶などの光学変調可能な液
状物質を注入するための空セル、４０２はその注入口を
示す。空セル４０１は、第１図に示す液晶１０５を注入
する前の空セル構造を治している。注入口４０２は、一
般に中２ミリメートル程度で、それ以上であってもよく
、またそれ以下であってもよい。注入口４０２は、シー
ル部月４０８の一部を開口させて形成することができ、
またその他に基板の有効表示面以外の個所に設けること
もできる。

空セル４０１は、先ず真空装［４０９の蓋（図示せず）
をあけて、そこから真空装置４０９の内に゛　配置する
。この時、Ａ空装置４０９の内に光学変調可能な液状物
質４０５（例えば、液晶、エレクトロクロミック材料な
ど）を満たしたボート４０４と毛細管４０６をそれぞれ
配置しておく。毛細管４０６の一方の口は、液状物＠　
４０５に浸漬されて配置されておシ、この時毛細管４０
３の他方の口まで液状物質４０５が毛管現象によって吸
い上げられる。

次いで、真空装置４０９を密閉した後、リークバルブ４
０６を閉じて、排気パルプ４０７を開放することによっ
て真空装置４０９の内を真空状態とする。真壁状態は、
空セルの容量によって異なるが、一般的に１０　Ｔｏｒ
ｒ以下、好ましくは０．５’ｒｏｒｒ以下とすることが
適当である。

特に、湿気の多い夏期の間に液晶を大気に曝らすと大気
中の水分が液晶中に含有される様になるので、この液晶
を真空状態中に配置すると、水分が突沸する。また、水
分を含有する液晶を空セル４０１に注入して作成した液
晶光学素子は、寿命が水分を含有していないものに較べ
て極端に低下してしまうので、液晶光学素子への水分の
混入は完全に防ぐことが必−要である。

次いで、夕セ／ｌ／４０１の注入口４０２にそれぞれ毛
細管４０３全接触させで、注入口４０２を液状物質４１
１によって後い、しかる後に毛細管４０６を注入口４０
２からνＩｉＬ脱させる。しかる後に、排気バルブ４０
７を閉じて、リークバルブ４０６を開放することによっ
て、真空装置４０？の内を大気圧に戻すと、使セル４０
１の気圧と大気圧との気圧差によシ注入ロ４０２ｆ、稜
りていた液状物＊４１１が生セル４０１の各イｌ′ｉ状
スペーサ４１２間に導通口４１３を通して一様に各帯状
スペーサ４１２間に注入される。また、必要に応じて真
壁装置４０９の内を大気圧以上とすることもできる。こ
の際、帯状スペーサ４１２に設けた導通口４１３の位置
は、特に限定されることはないが、できる限多第４図に
示す様にシール部材４０Ｂ側に設けることが望ましい。

又、との導通口の開口幅は、０．１關〜５ＩＩＩＩ＋１
、好ましくは０．５韻〜６朋程度が適している。

また、本発明の方法で用いるボート４０４は、ガラス、
プラスチック（ポリフッ化エチレン、ポリ塩化ビニル、
ポリメタクリレートなど）、ステンレスあるいはアルミ
ニウムなどによって作成することができ、その内径の大
きさをよ毛細管４０３の外径よシ少し大きくすることで
済み、且つ液状物質４０５の深さは１〜２ミリメートル
程度でよい。従って、液状物質４０５を交換する場合で
もムダになるものを少なくすることができる。

又、前述の方法に従って空セル中にＳｍ＊Ｏ又はａｍ”
Ｈ液晶を充填する場合には、ボート４０４に加熱手段（
図示せず）を設けて、この内の液状物質４１１を予め等
吉相となしておくことが望ましく、注入終了後注入口４
０２を適当な封口材（例えば、エポキシ接着剤、ハンダ
など）で封口してから、冷却してセル中にＳｍ＊Ｏ又は
Ｓｍ＊Ｈ液晶に相転移させて光学変調素子とすることが
できる。

又、本発明の方法では前述の毛細管に液晶を充填させる
段階で、既に真空装置内を真空状態にしておくことが好
捷しく、こうすることによって、水分を含まない液晶を
常に毛細管に充填させることができ、従って突沸現象と
共に生じる毛細管からの液晶の脱落を有効に防止するこ
とができる。又、毛細管の他端ケ液状物質を満たしたボ
ート内に没資しておくと、毛細管の他方の口まで液状ｌ
助／１７ｊを毛管現象によって送ることができる。

本発明で用いる毛細管は、その内径をｄとした時、０．
２５　ｔ≦ｄ≦２．５　ｔ　（式中、ｔはセルの厚さを
示す。）とすることが好ましいが、ｄは２．５ｔを越え
てもよい。また、０．２５　ｔに満たなくともよく、特
に制限されるものではない。

毛細管の一般的な内径ｃｌ　Ｆｉ、、０．１闘〜７問程
度が適している。また、毛細管は広範なものから作られ
るが、好ましくはガラス、ステンレス、アルミニウムあ
るいはその合金ｒ用いることが適している。

第５図は、本発明の別の好ましい具体例を示している。

第５図に示す動画表示用液晶表示素子は、第１図に示す
液晶セル５１が配置されている。この液晶セルの両側に
は直Ｉｖ３Ｉ偏光子５５と５４がクロスニコルの状態で
配置され、又直線偏光子５４の背後には（不図示の）反
射体（アルミニウム蒸着膜又は乱反射体−梨地面をもつ
アルミニウム蒸着膜）を配置することができる。

これらの構成をもつ液晶セルは、ネサコート５６を設け
た１対のガラス５５０間にサンドインチされ、加熱電源
５７によってネサコート５６に電流を流すことによシ、
液晶セル５１の温度コントロールを可能にすることがで
きる。この除、液晶セル５１は、走査信号源５８と情報
信号源５９に印加された信号によって良好に動作するこ
とができる。尚、図中５２はスペーサ部材を表わしてい
る。

以下、本発明を実施例に従って説明する。

実施例　１ 工Ｔｏ　（工ｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ　）によ
って、ストライプ状にパターン電極が形成されたガラス
基板上に以下の如くガラス−ｖ　ＯＶＤ　（Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ　ＶａｐｏｒＤｉｐｏ８１ｔｉｏｎ　）法によっ
て水素を含有する炭化シリコン膜（８１０：ｌ（）を形
成した。平行平板電極型プラズマ０ＶＤ装置のアノード
型にパターン電極が形成されたガラス基板を設置し、真
空にした後、基板温度が２００℃になるよう加熱した。

反応槽内に、８１Ｈ４ガスとＯＨ４ガスを流量がそれぞ
れ１０　ｓｅｃｍ、　５００　ｓｅｃｍとなるようにコ
ントロールして尋人した。このとき反応清白のガス圧は
約０．２　Ｔｏｒｒであった。次に、１５．５６　Ｍｎ
２の高周波電蝕をＯＮＬ、平行平板電極のカソード側に
電圧を印加し、グロー放電を発生させ反応を開始した。

約１０分間の反応により、基板上に、約２０００＾のＳ
ｉＯ、Ｈ膜が形成された。

次に仁のＳｉｃ　：　Ｈ膜上にポリイミド形成溶液（日
立化成工業（株）製の［ＰＩＪ　；不揮発分濃度１４．
５　ｗｔ％）を”１０００　ｒｐｍで回転するスピナー
塗布機で１０秒間塗布し、１２０℃で３０分間加熱を行
なって２μの被膜を形成した。

次いで、ポジ型レジスト溶液（８ｈｉｐｌθｙ社製の”
ＡＺ１５５０″）をスピナー塗布し、プリベークした。

このレジスト層上に、マスク巾８μ、マスク部のピッチ
１００μのストライプ状で、且つこのマスク部の端部か
ら２朋内側の個所に長さ２朋の非マスク部を設けたスト
ライプ状マスクを用いて露光した。次いでテトラメチル
アンモニウムハイドロオキサイド含有の現像液”ＭＦ３
１２”で現像することによシ、露光部分のレジスト膜と
その下層のポリイミド膜のエツチングを行ないスルーホ
ールを形成させ、水洗、乾燥を行なった後、メチルエチ
ルケトンを用いて未露光部のレジスト膜を除去した。し
かる後、２００℃で６０分間、３５０℃で５０分間の加
熱によシ硬化を行ない、Ｐ工Ｑ（ポリイミド）帯状で導
通口をもつスペーサー層を形成した。

次いで、ストライプ状スペーサーのストライプ方向に沿
って、布によシ、ラビング処理を行なった後、水とア七
トンによシ順次洗浄し、乾燥させた後、シランカッシリ
ング剤（信越化学工業（株）製：″”ＫＢＭ４０３”）
１％水溶液に浸け、引き上げた後、加熱乾燥し、（Ａ）
電極板を作製した。

次いで前記作成法と同様に、工ＴＯによってストライプ
状にパターン電極が形成されたガラス基板上に、炭化シ
リコン膜を設けさらに７２ンカツプリング剤によシ処理
を行なって、（Ｂ）電極板を作製した。

（Ａ）−ｍ極板と（Ｂ）電極板のストライプ状パターン
ｖ１他が直交し、（Ａ）電極板と（Ｂ）電極板の間の周
辺部を２闘１】の注入口なる個所を除いてエポキシ接着
剤でシーリングしてセル組みして空セルを作成した。

次いで、第４図に示す真空装置内にステンレス製ボート
内の１ｓｏｔｒｏｐｉｃ相のＤＯＢＡＭＢＯ中に一方の
口を浸漬させた内径２朋、長さ５闘のガラス製毛細管、
前述の窒セルをそれぞれの挿入口から配置した。これら
の部材を真空装置内に配置し、真空装置を密閉した後、
リークバルブを閉じ、排気パルプを開放することによっ
て真空装置内を０．Ｉ　Ｔｏｒｒの真空状態とした〇次
いで、空セルの下方側に設けた注入口が毛細管の一方の
口まで毛管現象によって供給されている液晶によって覆
われるまで、空セルを下降させた。その後、排気パルプ
を閉めてからリークバルブを開放して真空装置内に大気
を導入させた。この時、注入口を覆っていた１ｓｏｔｒ
ｏｐｉｃ相のＤＯＢＡＭＢＣ！が空セル内に浸入し、５
分後には空セルは液晶で完全に満たされた。

しかる後に注入口をエポキシ接着剤で封口してから、セ
ルの温度を徐々に冷却してモノドメインを形成した光学
変調素子の作成を終了した。

尚、前述Ｐ工Ｑ″はポリイミドイソインドロキナゾリン
ジオンを表わしている。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明の光学変調素子の斜視図で、第１
図（Ｂ）はその側面を示す断面図で、第１図（０）はそ
の正面を示す断面図である。第２図は、カイラルスメク
テイツク液晶を用いた光学変調素子を模式的に水子斜視
図である。第６図は、本発明の光学変調素子を模式的に
示す斜祖国である。第４図は、本発明の方法を実−施す
る態様を示す模式的説明図である。第５図は、本発明の
別の具体例を示す断面図である。 １０１．１０９・・・基板 １０２．１１０・・・電極 １０３．１１１・・・絶縁膜 １０４・・・スペーサ部材 １０５・・・双安定性を有する液晶 １０６．１０７・・・スペーサ部０の側壁１０８．１１
２・・・絶縁膜の平面 １１！１，１１４・・・１涌元手段 １１５・・・導通口 １１６・・・シール部材 ４０１　・・・生セル ４０２・・・注入口 ４０３・・・毛細管 ４０４　・・・ポート ４０５・・・液状物質 ４０６・・・リークバルブ ４０７・・・排気パルプ ４０８・・・シール部材 ４０９・・・真空装置 ４１１・・・注入口を覆う液状物質 ４１２・・・帯状スペーサ ４１３・・・導通口 特許出願人　キャノン株式会社 〒１０（８） 、擢１団（ｃ） １９ ヱ哩 乗３凹

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の平行基板間に光学変調可能な液状物質を有
   する光学変調素子において、前記一対の平行基板間に導
   通口を有する仮数の帯状スペーサを有することを％徴と
   する光学変調素子。
2. （２）一対の平行基板間に導通口を有する複数の帯状ス
   ペーサが配置され、且つ該一対の平行基板間の周辺を注
   入口となる個所を除いてシールした空セルを作成する工
   程； 前記空セルを減圧下に配置した後、該空セルに設けた注
   入口に光学変調可能な液状物質を配置する工程； 前記望セル内の気圧より該望セル外の気圧を大きくし、
   かかる気圧差によって該空セルの注入口金覆って配置し
   た光学変調可能な液状物質を該空セルに設けた導通口を
   通して該空セル内に注入する工程； を有すること金特依とする光学変調素子の製法。