JP3581925B2 - 液晶光変調素子およびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶光変調素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶分子のフォーカルコニック状態を利用した液晶表示素子に用いられる代表的な液晶材料としてはコレステリック液晶が挙げられる。コレステリック液晶にはそれ自身がコレステリック相を示す液晶や、ネマチック液晶にカイラル剤を添加して得られるカイラルネマチック液晶を含む。コレステリック液晶は液晶分子どうしが螺旋構造を形成するという特徴を有しており、一対の基板間に狭持された上で、電界、磁界、温度等の外部刺激が液晶に印加されるとプレーナ状態、フォーカルコニック状態、ホメオトロピック状態と呼ばれる３つの状態を示す。
【０００３】
これら３つの状態は、それぞれ光透過性及び反射性が異なるため、３つの状態と外部刺激印加方法を適宜選択することにより表示を行うことができる。一例として、ホメオトロピック状態とフォーカルコニック状態とを用いるコレステリック−ネマチック相転移モードや、プレーナ状態とフォ−カルコニック状態とを用いる双安定モードなどがある。
【０００４】
その中でも、双安定モードはプレーナ状態とフォーカルコニック状態が外部刺激無印加状態でも安定であるという特徴を有することから、メモリ性表示素子（表示が安定である）として近年盛んに研究されている。特に、プレーナ状態において可視域に選択反射特性を有するコレステリック液晶を用いた液晶素子はメモリ性を有しかつ明るいカラー反射状態が得られることから、省電力表示素子への応用が期待されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
コレステリック液晶のフォーカルコニック状態とは、液晶分子の螺旋軸が基板平面方向に向いている状態である。通常、液晶は複数の液晶分子領域（ドメイン）に分かれている。ドメイン内では液晶の螺旋軸は同一であるが、図１７に示すように、隣接するドメインでは液晶分子の螺旋軸の方向１３が異なる。従って、ドメイン間の界面で屈折率差により液晶素子に入射した光が微小ながら散乱してしまう。特に、螺旋ピッチが小さい場合（プレーナ状態で可視域に選択反射を示す程度）には原理的にドメインも小さくなり、素子内での光散乱が大きくなってしまい、表示素子に応用した場合にはコントラストが低下してしまうという問題が生じる。
【０００６】
また、メモリ性を有する反射型液晶素子は、複数の選択反射波長の異なる素子を積層することによりフルカラーの表示が可能な素子が得られることが知られているが、このような積層構造の場合には、各素子間での多重散乱等により、上記ドメイン間散乱による影響が特に大きくなり、コントラストが悪化しやすくなる。
【０００７】
そこで、本発明は、素子内での光散乱が小さく、コントラストの高い液晶光変調素子を提供することを課題とする。また、本発明は、コントラストの高い積層構造の液晶光変調素子を提供することを課題とする。さらに、本発明は上記液晶光変調素子の製造方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【発明の構成、作用、及び効果】
以上のような問題点を解決するため、本発明者らは鋭意研究した結果、フォーカルコニック状態におけるコレステリック液晶分子の螺旋軸の方向を揃えることにより、ドメイン間の散乱が著しく低下する現象を見出し、本発明に至った。
【０００９】
すなわち、本発明の液晶光変調素子は、一対の基板間に複数のドメインを含む液晶層を挟持し該液晶層に含まれる液晶分子のフォーカルコニック状態を利用して光変調を行う液晶光変調素子であって、隣接する複数のドメインについてフォーカルコニック状態での液晶分子の螺旋軸の方向が基板平面方向に向いている状態で基板面と略平行な面内で揃っている領域が含まれるように規則的に配列することを特徴とする。隣接する複数のドメインについてフォーカルコニック状態での液晶分子の螺旋軸の方向が基板平面方向に向いている状態で基板面と略平行な面内で揃っている領域が含まれるように規則的に配列するため、フォーカルコニック状態における液晶層の透過率が著しく向上し、コントランストの高い液晶光変調素子が得られる。
【００１０】
隣接する複数のドメインについてフォーカルコニック状態での液晶分子の螺旋軸の方向を基板平面方向に向いている状態で基板面と略平行な面内で揃っている領域が含まれるように規則的に配列させるために、液晶素子内に液晶分子の配列規制手段を設けてもよい。
【００１１】
配列規制手段は、基板間に所定の電界を印加した場合に、フォーカルコニック状態での液晶分子の螺旋軸の方向を規則的に配列させるものとすることができる。この場合、電界方向に異方性を生じさせることにより、液晶分子の螺旋軸の方向を規則的に配列させるものであってもよい。
【００１２】
配列規制手段を、少なくとも一方の基板に形成した突起状構造物とし、この突起状構造物によって、電界方向に異方性をもたせることができる。突起状構造物は、液晶分子への規制力を大きくしやすいという特徴がある。
【００１３】
突起状構造物はリブ状であってもよい。リブ状に形成することにより、液晶分子への規制力を基板面方向に広げることができる。また、突起状構造物の側面は基板法線方向に対して傾きを有していてもよい。傾きを設けることにより、電界を印加した場合に、滑らかな等電位曲線が形成され、液晶分子への規制力にむらが生じるのを防止することができる。基板上に画素電極が形成されており、該画素電極上に前記突起状構造物が形成されていてもよい。
【００１４】
突起状構造物の高さｈは、基板間ギャップをｄとしたとき、下記の関係にあることが好ましい。
ｄ／２０＜ｈ＜ｄ／２
突起状構造物の高さｈが上記範囲内とすることで、液晶分子に対する規制力を保ちながら、実効的な基板間ギャップを適切に保ちプレーナ状態での反射強度の低下を防止することができる。
【００１５】
突起状構造物の幅Ｗは、液晶の螺旋ピッチをｐとしたとき、下記の関係にあることが好ましい。
ｐ＜Ｗ＜２０ｐ
突起状構造物の配列ピッチＬは、液晶の螺旋ピッチをｐとしたとき、下記の関係にあることが好ましい。
５ｐ＜Ｌ＜１００ｐ
突起状構造物の幅Ｗや配列ピッチＬを上記範囲内とすることにより、液晶分子に対して十分な規制力を保つとともに、開口率の低下や素子製造工程の複雑化を防止することができる。
【００１６】
突起状構造物の配列ピッチが、前記範囲内で非一様であるようにしてもよい。突起状構造物の配列ピッチを非一様とすることで、光回折現象による視認性の低下を防止することができる。
【００１７】
複数の画素を備え、突起状構造物の配置方向が画素配列方向とは異なるようにしたり、突起状構造物の配置方向が互いに異なる複数の領域を有するように形成してもよい。このようにすることで、光入射方向によって視認性が変化することがなく、一様な光透過特性が得られる。
【００１８】
基板上に電極を形成し、配列制御手段を少なくとも一方の基板上の電極に形成した溝とし、この溝によって電界方向に異方性をもたせるようにしてもよい。電極に溝を形成する方法は、液晶素子中に新たな部材を追加しないため信頼性が高まるという利点がある。また、電極のパターニングと同時に溝を形成できるため製造工程が簡易になり、不純物や塵などが混入する恐れが低くなる。
【００１９】
電極の溝の幅Ｗは、液晶の螺旋ピッチをｐとしたとき、下記の関係にあることが好ましい。
ｐ＜Ｗ＜２０ｐ
電極の溝の配列ピッチＬは、液晶の螺旋ピッチをｐとしたとき、下記の関係にあることが好ましい。
５ｐ＜Ｌ＜１００ｐ
電極の溝の幅Ｗや配列ピッチＬを上記範囲内とすることにより、液晶分子に対して十分な規制力を保つとともに、素子製造工程の複雑化を防止することができる。
【００２０】
電極の溝の配列ピッチＬは、前記範囲内で非一様であってもよい。電極の溝の配列ピッチを非一様とすることで、光回折現象による視認性の低下を防止することができる。
【００２１】
複数の画素を設け、電極の溝の配置方向を画素配列方向と異ならせてもよく、電極の溝の配置方向が互いに異なる複数の領域を有するように形成してもよい。このようにすることで、光入射方向によって視認性が変化することがなく、一様な光透過特性が得られる。
【００２２】
少なくとも一方の基板上に絶縁膜が形成されており、配列制御手段を少なくとも一方の基板上に形成された絶縁膜に設けた溝とし、この絶縁膜の溝によって、電界方向に異方性をもたせるようにしてもよい。絶縁膜に溝を設ける方法は、液晶素子中に新たな部材を追加しないため信頼性が高まるという利点がある。
【００２３】
絶縁膜の溝の幅Ｗは、液晶の螺旋ピッチをｐとしたとき、下記の関係にあることが好ましい。
ｐ＜Ｗ＜２０ｐ
絶縁膜の溝の配列ピッチＬは、液晶の螺旋ピッチをｐとしたとき、下記の関係にあることが好ましい。
５ｐ＜Ｌ＜１００ｐ
絶縁膜の溝の幅Ｗや配列ピッチＬを上記範囲内とすることにより、液晶分子に対して十分な規制力を保つとともに、素子製造工程の複雑化を防止することができる。
【００２４】
絶縁膜の溝の配列ピッチＬは、前記範囲内で非一様であってもよい。絶縁膜の溝の配列ピッチを非一様とすることで、光回折現象による視認性の低下を防止することができる。
【００２５】
複数の画素を設け、絶縁膜の溝の配置方向を画素配列方向と異ならせてもよく、絶縁膜の溝の配置方向が互いに異なる複数の領域を有するように形成してもよい。このようにすることで、光入射方向によって視認性が変化することがなく、一様な光透過特性が得られる。
【００２６】
少なくとも一方の基板の液晶と接する面上に、部分的に配向規制力が異なる領域を設けることによって、液晶の螺旋軸の方向を規則的に配列させるようにしてもよい。このような配向規制力の異なる領域を設けると、液晶分子がフォーカルコニック状態に遷移する過程において、表面規制力の違いによる螺旋軸の方向付けがなされるため、上記の電界方向を傾斜させる方法と同様に、液晶の螺旋軸の方向を規則的に配列させることができる。
【００２７】
配向規制力が異なる領域は、部分的にラビングを施す方法、部分的に光照射を行う方法、部分的に異なる材料を用いる方法等により形成することができる。
【００２８】
配向規制力が異なる領域の幅Ｗは、液晶の螺旋ピッチをｐとしたとき、下記の関係に設定することができる。
ｐ＜Ｗ＜２０ｐ
配向規制力が異なる領域の配列ピッチＬは、液晶の螺旋ピッチをＬとしたとき、下記の関係に設定することができる。
５ｐ＜Ｌ＜１００ｐ
配向規制力の異なる領域の幅Ｗや配列ピッチＬを上記範囲内とすることにより、液晶分子に対して十分な規制力を保つとともに、素子製造工程の複雑化を防止することができる。
【００２９】
配向規制力が異なる領域の配列ピッチは、前記範囲内で非一様であってもよい。配向規制力が異なる領域の配列ピッチを非一様とすることで、光回折現象による視認性の低下を防止することができる。
【００３０】
複数の画素を備え、前記配向規制力が異なる領域の配置方向が画素配列方向とは異なっていてもよく、配向規制力が異なる領域の配置方向が互いに異なる複数の領域を有するようにしてもよい。このようにすることで、光入射方向によって視認性が変化することがなく、一様な光透過特性が得られる。
【００３１】
上記いずれかの素子を複数積層して積層型液晶光変調素子とすることもできる。また、上記いずれかの素子と、フォーカルコニック状態での液晶分子の螺旋軸の方向が、基板と平行な面内において不規則である素子とを積層して積層型液晶光変調素子とすることもできる。少なくとも最表面側の素子を上記いずれかに記載の素子としてもよい。いずれにしても、複数の液晶層を積層したことによる散乱成分の増加によるフォーカルコニック状態における透過率の上昇を効果的に抑制することができる。
【００３２】
フォーカルコニック状態を示す液晶は室温でコレステリック相を示す液晶を使用することができる。この場合、室温でコレステリック相を示す液晶は、正の誘電異方性を有するものを用いるとよい。
【００３３】
上記各素子は、液晶のフォーカルコニック状態とプレーナ状態とを切り替えて表示を行うものであってもよい。この場合、プレーナ状態では可視域に選択反射のピークを有するものであってもよい。
【００３４】
積層型液晶光変調素子においては、各素子の選択反射のピーク波長が互いに異なるものであってもよく、この場合は多色表示が可能である。また、互いに旋光方向の異なる少なくとも２つの液晶素子を含んでいてもよく、この場合は光の利用効率を高くすることができる。互いに旋光方向の異なる各液晶素子の選択反射のピーク波長が実質的に同一であってもよく、この場合は液晶層からの反射率を高くすることができる。
【００３５】
一方、液晶光変調素子の製造方法に関する本願第１発明は、一対の基板間に液晶層を挟持し該液晶層に含まれる液晶分子のフォーカルコニック状態を利用して光変調を行う液晶光変調素子の製造方法において、少なくとも一方の基板に、フォーカルコニック状態での液晶分子の螺旋軸の方向を規則的に配列させるための突起状構造物を形成する工程と、少なくとも一方に突起状構造物の形成された一対の基板間に液晶層を挟持させる工程とを備えたことを特徴とする。
【００３６】
液晶の配列規制を行うための突起状構造物を形成するにあたって、その形状・位置・高さ・配列ピッチ・配列方向等を任意に形成することができるので、液晶の配列規制の制御を行いやすい。
【００３７】
突起状構造物は、例えば、フォトリソグラフィー法により形成することができる。
【００３８】
液晶光変調素子の製造方法に関する本願第２発明は、一対の基板間に液晶層を挟持し該液晶層に含まれる液晶分子のフォーカルコニック状態を利用して光変調を行う液晶光変調素子の製造方法において、一対の基板にそれぞれ画素電極を形成する工程と、少なくとも一方の基板上の電極に、フォーカルコニック状態での液晶分子の螺旋軸の方向を規則的に配列させるための溝を形成する工程と、少なくとも一方の基板の電極に溝の形成された一対の基板間に液晶層を挟持させる工程とを備えたことを特徴とする。
【００３９】
液晶の配列規制を行うために電極に溝を形成するにあたって、その形状・位置・配列ピッチ・配列方向等を任意に形成することができるので、液晶の配列規制の制御を行いやすい。また、液晶の配列規制のために別の部材を設ける工程が不要である。
【００４０】
電極の溝は、例えばフォトリソグラフィー法により形成することができる。この場合、画素を形成するための電極のパターニングと配列規制手段としての溝の形成とを同時に行うことができる。
【００４１】
液晶光変調素子の製造方法に関する本願第３発明は、一対の基板間に液晶層を挟持し該液晶層に含まれる液晶分子のフォーカルコニック状態を利用して光変調を行う液晶光変調素子の製造方法において、一対の基板の少なくとも一方に、フォーカルコニック状態での液晶分子の螺旋軸の方向を規則的に配列させるための溝を有する絶縁膜を形成する工程と、少なくとも一方に前記絶縁膜の形成された一対の基板間に液晶層を挟持させる工程とを備えたことを特徴とする。
【００４２】
液晶の配列規制を行うために絶縁膜に溝を形成するにあたって、その形状・位置・高さ・配列ピッチ・配列方向等を任意に形成することができるので、液晶の配列規制の制御を行いやすい。また、液晶の配列規制のために別の部材を設けるための工程が不要である。
【００４３】
絶縁膜の溝は、例えばフォトリソグラフィー法により形成することができる。
【００４４】
液晶光変調素子の製造方法に関する本願第４発明は、一対の基板間に液晶層を挟持し該液晶層に含まれる液晶分子のフォーカルコニック状態を利用して光変調を行う液晶光変調素子の製造方法において、少なくとも一方の基板の液晶と接する面上に、フォーカルコニック状態での液晶分子の螺旋軸の方向を規則的に配列させるための、部分的に配向規制力が異なる領域を設ける工程と、少なくとも一方に部分的に配向規制力が異なる領域を設けた一対の基板間に液晶層を挟持させる工程とを備えたことを特徴とする。
【００４５】
配向規制力が異なる領域を形成するにあたって、その形状・位置・配列ピッチ・配列方向等を任意に形成することができるので、液晶の配列規制の制御を行いやすい。また、液晶の配列規制のために別の部材を設けるための工程が不要である。
【００４６】
部分的にラビングを施すことによって前記領域を形成してもよいし、部分的に光照射を行うことによって前記領域を形成してもよい。部分的に配向規制力が異なる領域を設ける工程は、部分的に開口が設けられたマスク層を基板上に配置する工程と、該マスク層を除去する工程とを含んでいていもよい。
【００４７】
部分的に材料種の異なる配向膜を形成することによって、配向規制力の異なる領域を形成するようにしてもよい。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液晶光変調素子の実施形態について説明する。
（液晶光変調素子の基本構成、図１参照。）
図１（ａ）〜（ｄ）に液晶表示素子の一例の断面図を示す。以下、図１（ａ）を例にとって液晶光変調素子の基本構成について説明する。図１（ａ）に示すように、２枚の透明電極１１付き透明基板１０の間に、液晶材料２５と基板間ギャップ制御用のスペーサ２０が配置されており、周辺部には液晶注入口を除いて連続したシール１９が配置されている。なお、図１では、基板の一端部のみを図示している。素子の背面側には光吸収層３０が設けられている。
【００４９】
透明基板としては、ガラス基板や、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート等のフレキシブルな樹脂基板等が使用可能である。なお、液晶光変調素子を反射型素子や光書き込み型素子に用いる場合は一方の基板は透明である必要はない。
【００５０】
透明基板１０上に設ける液晶光変調素子制御用の透明電極１１としては、ＩＴＯに代表される透明導電膜、アルミニウムやシリコン等の金属電極、あるいはアモルファスシリコンやＢＳＯ等の光導電性膜などが用いられる。複数の画素電極とそれに接続する薄膜トランジスタを形成したアクティブマトリクス型の電極構造も使用可能である。電極材自身を基板として用いることも可能である。
【００５１】
基板１０の電極形成面には、必要に応じてポリイミドに代表される配向膜を配したり、ガスバリア層や絶縁層として任意の有機系、無機系の膜を配して液晶光変調素子の信頼性を向上させるようにしてもよい。図１では、両基板ともに絶縁膜１８と配向膜１１とを設けた例を示している。
【００５２】
スペーサ２０としては、ガラス製、プラスチック製等の球状の粒子を用いることができる。
【００５３】
シール１９としては、液晶組成物を液晶表示素子内部に封入できるものであれば特に制限はないが、紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂等を用いることが好ましい。特に、シール樹脂としてエポキシ樹脂材料などの熱硬化性樹脂材料を用いると、長期にわたり高い気密性を保つことができる。
【００５４】
各基板１０に設けられた電極１２間に電圧を印加することにより、液晶をプレーナ状態からフォーカルコニック状態へ、また、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に切り変えることができる。
【００５５】
液晶材料２５としては、光変調にフォーカルコニック相を利用するモードに利用できるものであり、コレステリック液晶や、ネマチック液晶にカイラル剤を添加して室温でコレステリック相を示すように調製されたカイラルネマチック液晶が使用できる。いずれも誘電異方性が正である液晶材料を用いることができる。
【００５６】
なお、フォーカルコニック状態とは、液晶の螺旋軸が上下両方の基板面に対して平行になるように液晶分子が並列に配列した状態を指す。ただし、通常、この場合の螺旋軸の方位は一定でない。
【００５７】
液晶材料を一対の基板間に狭持する方法としては、一般によく知られた真空注入法や液晶滴下法が利用可能であり、作製する液晶素子のサイズ、基板間ギャップ等を考慮して適宜選択することができる。
【００５８】
図７に示すように、上下基板１０に対して平面的に接触する（好ましくは上下基板に接着する）構造体２８が設けられていてもよい。このような構造体を設けることにより、基板間ギャップの精度が向上する。特に、上下基板を接着しているときは、基板間隔が広がるのを防止でき、樹脂製フィルム基板を用いたときに有効である。構造体２８としては、各種の樹脂材料を用いることができる。
【００５９】
図１（ａ）における突起状構造物、図１（ｂ）における絶縁膜に形成された溝、図１（ｃ）における透明電極に形成された溝、図１（ｄ）における配向規制力の異なる部位が、それぞれフォーカルコニック状態における液晶の螺旋軸を規制する領域（以下、配列規制領域と呼ぶ）に相当している。以下、この点について詳述する。
【００６０】
なお、螺旋軸の方向を規則的に配置させる効果については、液晶の狭持方法や、スペーサ２０の種類、構造体２８の有無等によって、液晶分子の螺旋軸の方向には大きな影響は見られないことが確認されている。
（螺旋軸方向の規制方法、図２〜図６参照。）
（１）電界の制御による方法
螺旋軸の方向を基板と平行な面内において規則的に配列させる一つの方法としては、電界の制御による方法が挙げられる。以下、電界の制御による方法について説明する。
【００６１】
例えば、図１（ａ）に示すような、リブ状の突起状構造物１３を一方の基板１０に設けている場合、突起状構造物１３を設けたことにより、電極１２間に電圧印加した場合に、図２に示すように等電位線２６が突起状構造物１３近傍で歪を生じる。そのため、図３に示すように電界方向２７が部分的に特定方向に傾斜する。そして、この状態から電圧の印加を停止して液晶をフォーカルコニック状態にすると、それまで存在していた傾斜電界の影響により、液晶の螺旋軸方向が規制されるものと考えられ、結果的に図４及び図５に示すように、基板に略平行な面内において、液晶の螺旋軸２２が規則的に揃った状態となる。従って、液晶分子の螺旋軸２２が一定の方向に向いた光散乱の少ないフォーカルコニック状態を実現することができる。
【００６２】
また、図１（ｂ）に示すように、絶縁膜１８に溝１４を設けた場合も同様に電界方向が傾斜するので、液晶の螺旋軸が一定の方向に向いた光散乱の少ないフォーカルコニック状態を実現することができる。
【００６３】
図１（ｃ）に示すように、透明電極１２に溝１５を形成した場合にも、やはり図６に示すように溝１５近傍で等電位線２６に歪みを生じるため、同様の理由で液晶の螺旋軸が一定の方向に向いた光散乱の少ないフォーカルコニック状態を実現することができる。
（１−ａ）突起状構造物
突起状構造物を構成する材料としては、フォトリソグラフィー法により作製する場合には、ノボラック系樹脂に代表されるポジ型フォトレジスト、アクリル系樹脂に代表されるネガ型フォトレジストが使用可能である。また、印刷法により作製する場合には、エポキシ系樹脂に代表される熱硬化性樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂に代表される熱可塑性樹脂材料や、ガラスペーストを既存の印刷法にて基板上に形成することも可能である。
【００６４】
液晶層挟持用の基板として、樹脂製フィルム基板を用いる場合には、基板そのものに凹凸を形成した後、フィルム基板上に電極を形成することにより、突起状構造物付き基板が容易に得られる。フィルム基板そのものに凹凸を設ける方法としては、押し型を押し当てて凹凸を形成する方法（モールド法）を用いることができる。
【００６５】
突起状構造物を設けることによって、螺旋軸の方向を基板と平行な面内において規則的に配列させる方法は、液晶分子への規制力を大きくしやすいという利点がある。
【００６６】
このような螺旋軸に規制力を及ぼす突起状構造物は、透明電極上に形成されていることが望ましい。突起状構造物はその高さについても螺旋軸の方向づけには重要なパラメータとなり、望ましい高さの範囲は基板間ギャップをｄ、突起状構造物の高さをｈとした場合はｄ／２０＜ｈ＜ｄ／２の範囲である。突起状構造物の高さｈが上記範囲よりも大きい場合には実効的な基板間ギャップが低下し、コレステリック液晶表示素子として観察した場合、プレーナ状態での表示明るさが低下するという問題がある。一方、突起状構造物の高さｈが低い場合には、規制力が低下し螺旋軸を一方向に方向づけるという効果がなくなってしまう。
【００６７】
突起状構造物の高さはスピンコート回転数や版の厚みを変更することで任意に調整できる。
【００６８】
上記突起状構造物に関してはその形状も重要であり、図５に示すような滑らかな等電位曲線２６を得るためには、その側面形状が基板法線方向に対して傾きを有することが望ましい。
【００６９】
基板上に形成した突起状構造物に対して基板法線方向に傾斜を設けるには、例えば、突起状構造物を形成した後に熱処理を加えて断面を溶融することにより傾斜を形成する方法を用いることができる。
【００７０】
図８は突起状構造物の形成例を示している。本例は以下の各工程からなる。
・図８（ａ）：電極１２がパターン形成された基板１０の電極面に、レジスト膜４０を形成する。
・図８（ｂ）：マスク６２の開口部６３を介してレジスト膜４０を露光する。
・図８（ｃ）：現像およびリンスによってレジスト膜４０の不要部分を除去し、突起状樹脂構造物１３を形成する。
・図８（ｄ）：加熱処理等により、突起状構造物１３に傾斜を持たせる。
・図８（ｅ）：基板１０の突起状構造物１３形成面に絶縁膜１８を形成する。
・図８（ｆ）：絶縁膜１８の上に配向膜１１を形成する。
【００７１】
以上の工程により、比較的簡単な手法で、所望の形状を有した突起状構造物１３を任意の位置に形成することができる。
（１−ｂ）電極の溝
電極に溝を設けるには、既存のフォトリソグラフィー工程を採用すればよい。フォトリソグラフィー法を用いることにより、簡便に溝を形成することができ、画素電極形成時に同時に溝を形成することにより工程の簡略化につながる。溝を一方の基板のみに設けてもよいし、両方の基板に設けてもよい。
【００７２】
電極に溝を設けることによって、螺旋軸の方向を基板と平行な面内において規則的に配列させる方法は、電極のパターニングと同時に溝を形成できるため製造工程が簡易になり、不純物や塵などが混入する恐れが低く、また、液晶素子中に新たな部材を追加しないため信頼性が高まるという利点がある。
【００７３】
図９は、電極への溝の形成例を示している。本例は以下の各工程からなる。
・図９（ａ）：基板１０上に電極層１２を形成し、さらにその上にレジスト膜４０を形成する。
・図９（ｂ）：マスク６２の開口部６３を介してレジスト膜４０を露光する。
・図９（ｃ）：現像およびリンスによってレジスト膜４０の不要部分を除去し、レジスト膜４０に開口４１を設ける。
・図９（ｄ）：電極層１２のエッチングを行うことにより、電極層１２を帯状にパターニングするとともに、溝１４を形成する。
・図９（ｅ）：レジスト膜４０を除去する。
・図９（ｆ）：基板１０の電極面に絶縁膜１８を形成する。
・図９（ｇ）：絶縁膜１８上に配向膜１１を形成する。
【００７４】
以上の工程により、比較的簡単な手法で、所望の形状を有した溝１４を任意の位置に形成することができる。
（１−ｃ）絶縁膜の溝
絶縁膜に溝を設けるには、例えば、感光性の樹脂材料を絶縁膜の材料として用いるフォトリソグラフィー法を用いることができる。また、このような樹脂材料としては、液晶材料との誘電率差が大きいものほど効果的であり、使用する液晶材料に合せて適宜選択すればよい。絶縁膜に設ける溝は一方の基板のみであってもよいし、両方の基板であってもよい。
【００７５】
絶縁膜に溝を設けることによって、螺旋軸の方向を基板と平行な面内において規則的に配列させる方法は、液晶素子中に新たな部材を追加しないため信頼性が高まるという利点がある。
【００７６】
図１０は、絶縁膜に溝を形成する工程の一例を示している。本例は以下の各工程からなる。
・図１０（ａ）：電極１２のパターン形成された基板１０の電極面にレジスト膜４２形成する。
・図１０（ｂ）：マスク６２の開口部６３を介してレジスト膜４２を露光する。・図１０（ｃ）：現像およびリンスによってレジスト膜４２の不要部分を除去し、レジスト膜４２に開口を設ける。レジスト膜４２を硬化処理することにより、絶縁膜１８とする。こうして、前記開口が絶縁膜１８の溝１４となる
・図１０（ｄ）：絶縁膜１８の形成面に配向膜１１を形成する。
【００７７】
以上の工程により、比較的簡単な手法で、所望の形状を有した溝１４を任意の位置に形成することができる。
（２）配向規制力を異ならせることによる方法
螺旋軸の方向を基板と平行な面内において規則的に配列させる他の方法としては、配向規制力の異なる部分を設ける方法が挙げられる。配向規制力の異なる部分とは液晶分子に対するアンカリング力や配向方向が異なる部分を指し、電極面に均一に塗布されたポリイミド等の配向膜を部分的にラビング処理したり紫外線等による光配向処理を施すことにより得られる。また、部分的に材料種の異なる配向膜を形成することによっても配向規制力の異なる部分が得られる。図１（ｄ）は配向規制力の異なる部分１６を配向膜１１上に設けた例を示している。
【００７８】
このような配向規制力の異なる部分を設ける方法においては、ラビング処理等により電界方向の傾斜が発現するのではなく、液晶分子がフォーカルコニック状態に遷移する過程において、表面規制力の違いによる螺旋軸の方向付けがなされるため、上記の電界方向を傾斜させる方法と同様の効果を得ることができるものと考えられる。
【００７９】
配向膜を部分的にラビングする方法としては、形成した配向膜にフォトレジスト材料をスピンコート等により塗布し、既存のフォトリソグラフィー工程によりラビングを行いたい部分のみレジストを除去し、ラビングを行った後、レジストを除去することにより得られる。なお、ラビング方向は特に問わない。
【００８０】
光配向の場合はフォトマスク及び偏光板を介して紫外線露光することにより容易に部分的に配向規制力の異なる部分が得られる。
【００８１】
図１１は、配向膜に配向規制力の異なる領域を形成する工程の一例を示している。本例は以下の各工程からなる。
・図１１（ａ）：電極１２のパターン形成された基板１０の電極面に絶縁膜１８を形成する。
・図１１（ｂ）：絶縁膜１８上に配向膜１１を形成する。
・図１１（ｃ）：マスク６２の開口部６３を介して配向膜１１を露光する。
【００８２】
または、
・図１１（ｃ’）：配向膜１８上にレジスト膜４０を形成し、レジスト膜４０をパターニングする。そして、レジスト膜４０の開口部４１を介して配向膜１１をラビング処理６４する。その後、レジスト膜４０を除去する。
・図１１（ｄ）：以上により、配向規制力の異なる領域１６が形成される。
【００８３】
以上の工程により、比較的簡単な手法で、所望の形状を有した配向規制力の異なる領域１６を任意の位置に形成することができる。
【００８４】
なお、異種配向膜を使用する方法としては、例えば、図１１（Ｃ）の工程において、レジスト膜のパターニング後、異なる種類の配向膜を塗布し焼成してレジスト膜を除去する方法が採用できる。
【００８５】
いずれにしても、配向処理を施すことによって、螺旋軸の方向を基板と平行な面内において規則的に配列させる方法は、液晶素子中に新たな部材を追加する必要がないため信頼性が高まるという利点がある。特に、光配向処理は塵の発生等の恐れが少なく優れた方法である。
（３）配列規制領域の配列（図１２参照。）
上記各方法による螺旋軸を一定方向に方向づける規制力の及ぶ範囲については限界があるので、その幅Ｗが、液晶の螺旋ピッチをｐとしたとき、ｐ＜Ｗ＜２０ｐの範囲にあることが望ましい。また、配列規制領域の配列ピッチＬは、液晶の螺旋ピッチをｐとしたとき、５ｐ＜Ｌ＜１００ｐの関係にあることが好ましい。これらの範囲よりも広くなった場合には規制力の及ばない領域が存在しやすくなり、フォーカルコニック状態におけるドメイン間の散乱が増す。一方、上記範囲よりも小さい場合には開口率の低下の問題や素子製造工程の複雑化の問題が生じる。
【００８６】
また、特に配列ピッチが細かくなった場合に、配列ピッチが一様であると突起状構造物による光回折現象が生じ、表示素子として観察した場合に回折光による視認性の低下が生じる。このような現象を回避するためには、配列ピッチを液晶素子内で適当に変化させる（例えば、ランダムピッチとする）ことが有効である。
【００８７】
これらの配列規制領域は素子内において一方向のみの形状（直線状）を有するものであってもよいが、セル内で方向が変化する、例えば、図１２（ａ）に示すような“く”の字形状などの屈曲部を有する形状にすることにより、光入射方向に依存することのない一様な光透過特性が得られることとなる。図１２（ｂ）のように、規制力を付与する部位を周期的に向きを変えて配置するようにしてもよい。
【００８８】
一般に、液晶表示素子を作製する場合にマトリクス画素（縦、横に規則正しく整列した画素群）を形成するが、図１２（ｃ）に示すように、上記規制力を付与する構造物の配列方向ｂは、直線状もしくは“く”の字状を選択した場合でも、画素配列方向ａとは異なる方が望ましい。
【００８９】
なお、配列規制領域、すなわち、突起状構造物、電極の溝、絶縁膜の溝、配向規制力の異なる領域等の配列ピッチや形状は、マスクや版の形状を変更することにより任意に変更できる。また、配向規制発現領域は一方の基板のみに設けてもよいし、両方の基板に設けてもよい。
（積層型液晶素子、図１３〜図１６参照。）
フォーカルコニック状態における液晶分子の螺旋軸の方向を規則的にすることによる光散乱の低減の効果は、単層の素子だけでなく、複数の素子を積層した積層型素子にも発現する。積層型素子の場合、通常、１層目に入射した光が１層目の液晶層で散乱し、２層目には直進成分と散乱成分が入射することになりさらに散乱成分が増加してしまう。従って、少なくとも最も観察側の第１番目の素子に液晶の螺旋軸の方向を規則的にするための配列規制領域を形成することにより、効果的に積層型素子の特性向上につなげることができる。
（１）フルカラー用素子（図１３、図１４参照。）
このような積層型素子として、室温でコレステリック相を示し且つ誘電異方性が正である液晶組成物を用い、かつ各素子の選択反射波長を赤色、緑色、青色に調整した液晶材料を用いることにより、反射型フルカラー液晶表示素子が実現できる。
【００９０】
図１３に示す積層型素子２００は、観察側から順に青色表示用液晶素子５０、緑色表示用液晶素子５１、赤色表示用液晶素子５２を積層し、最背面に光吸収層３０を設けている。各素子の基本構成は図１（ａ）に示したものと同様であるが、各素子の液晶層に含まれる液晶組成物の選択反射波長が異なっており、素子５０においては青色領域に選択反射のピーク波長を有する液晶組成物２４ａが用いられ、素子５１においては緑色領域に選択反射のピーク波長を有する液晶組成物２４ｂが用いられ、素子５２においては赤色領域に選択反射のピーク波長を有する液晶組成物２４ｃが用いられている。各素子毎にスペーサの径が最適化されていてもよい。
【００９１】
各素子の積層順は特に問わないが、コレステリック液晶の選択反射特性を考慮し、観察側から順に青色用素子、緑色用素子、赤色用素子とすることによりプレーナ状態の明るさや色純度等の表示特性が向上する。
【００９２】
各素子は接着層２３によって貼り合される。貼り合せは、例えば、各素子間に接着剤を滴下し各素子での画素の位置ずれがないようにアライメントをし、各素子を接着することによって行う。この場合、接着剤としては、熱硬化性樹脂材料や光硬化性樹脂材料などの硬化性樹脂材料、あるいは、熱可塑性樹脂などを用いることができる。各素子を粘着剤や粘着シートで貼り合せるようにしてもよい。なお、各液晶層間の基板は兼用されていてもよい。
【００９３】
図１３に示す積層型素子２００では、フォーカルコニック状態の光散乱を低減させるための規制手段である突起状構造物１３は、各素子毎に設けている。特に、各素子毎に配列ピッチ、高さ、材料を最適化したものを用いることにより表示特性をさらに向上することができる。図１４に示す積層型素子２０１に示すように、突起状構造物１３を観察側の素子５０のみに設けてもよい。
【００９４】
透明電極に形成する溝、絶縁膜に形成する溝、及び配向膜上の配向規制力の異なる領域に関しても、全ての素子にこれらを設けたり、一部の素子（特に、観察側の素子）のみにこれらを設けてもよい。
（２）高反射率素子（図１５、図１６参照。）
図１５に示す積層型素子３００のは、互いに旋光方向の異なる液晶組成物２４ｄ、２４ｅをそれぞれ含む２つの液晶素子５３、５４を積層したものである。一般に、コレステリック液晶がプレーナ状態にあるとき、液晶分子の螺旋軸に平行な方向から入射した光は右旋光と左旋光の２つの円偏光に分かれ、一方は液晶層を透過し、他方は液晶分子によって反射される。よって、素子３００のように、互いに旋光方向の異なる複数の素子を積層することにより、光の利用効率を高めることができ、例えば、素子５３、５４の螺旋ピッチをほぼ同一にした場合、片側旋光のみの素子に比べて約２倍の反射率を得ることができる。
【００９５】
また、図１６の積層型素子３０１に示すように、１／２波長板２９を間に介して同じ液晶素子５３を積層することにより、積層型素子３００と同様に光の利用効率を高めることができ、反射率の高い明るい素子が得られる。
【００９６】
いずれにしても、少なくとも一つの液晶素子に、フォーカルコニック状態での液晶分子の螺旋軸の方向を基板面と略平行な面内で規則的に配列させるための配列規制手段を備えることによって、極めてコントラストの高い積層型素子を得ることができる。
【００９７】
以上、各種の実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態のみに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。配向規制手段についても種々の方法を採用することができる。
【００９８】
【実験例】
以下、本発明の実験例について説明する。もちろん、材料種や数値等はあくまでも一例であって、本発明がこの実験例に限られるものではない。
＜実験例１＞
本実験例では、突起状構造物を設ける構成例を示す。
【００９９】
ＩＴＯ付ガラス基板（セントラルガラス社製）を２枚使用し、各基板のＩＴＯをフォトリソ法によって帯状にパターニングした（電極幅３００μｍ、ピッチ３５０μｍ）。次に、以下の手順で一方の基板のＩＴＯ形成面に突起状構造物を形成した。
【０１００】
まず、２０００ｒｐｍ、３０秒の条件でポジ型レジスト（ＪＳＲ社製ＰＣ４０３）を基板のＩＴＯ形成面にスピンコートした。そして、クリーンオーブンを用いて９０℃で２分間プリベイクした。
【０１０１】
次に、帯状の開口部（幅４μｍ）がピッチ１０μｍで形成されたフォトマスクを使用し、紫外線露光装置を用いて１００ｍＪ／ｃｍ^２の条件で紫外線を照射した。そして、現像液（ＪＳＲ社製ＰＤ‐５２３ＡＤの０．２％希釈液）で９０ｓｅｃ現像し、超純水流水によるリンスを行って不要部を除去し、高さ１．５μｍの帯状の構造物を形成した。
【０１０２】
その後、この構造物を紫外線露光装置によってポスト露光した（３００ｍＪ／ｃｍ^２）。そして、吸着ホットプレートを用いて１５０℃で５分間ポストベイクし、上記構造物に傾斜部を形成した。最後に、クリーンオーブンを用いて、１５０℃で１２０分間本硬化処理を行い、断面が台形状の突起状構造物を形成した。突起状構造物は、高さが約１．５μｍ、上面の幅が約４μｍ、下面の幅が約８μｍ、両斜面部の幅がそれぞれ約２μｍであった。
【０１０３】
次に、突起状構造物の形成された基板面およびもう一方の基板のＩＴＯ形成面に、それぞれポリシラザン溶液Ｌ１２０（東燃社製）を用い、スピンコート法により両基板の電極面に厚さ１０００Åの薄膜を形成し、１２０℃の恒温槽中で２時間加熱し、さらに、９０℃、湿度８５％の恒温恒湿槽中で３時間加熱することにより絶縁膜を形成した。そして、フレキソ印刷によってポリイミド材料（ＪＳＲ社製ＡＬ‐８０４４）を塗布し、８０℃で２分間仮焼成した。さらに、１６０℃で６０分間焼成することにより配向膜を形成した。
【０１０４】
そして、突起状構造物の形成された基板上に５μｍのスペーサ（積水化学社製ミクロパールＳＰ２０５０μｍ）を散布し、他方の基板に液晶注入口を残してシール剤（三井化学社製ＸＮ２１Ｓ）を形成した上で両基板を貼り合せ、空セルを作製した。
【０１０５】
液晶組成物としては、メルク社製ネマティック液晶Ｅ−３１ＬＶに、メルク社製カイラル剤Ｓ−８１１を２４．５ｗｔ％添加して、選択反射のピーク波長がλ＝５５０ｎｍに調整されたカイラルネマティック液晶を用いた。液晶組成物の螺旋ピッチは約３４３ｎｍであった。そして、この液晶組成物を真空注入法によりセルに注入した。最後に液晶注入口を封止剤で封止して液晶光変調素子とした。
【０１０６】
こうして得られた液晶光変調素子の上下基板の透明電極間に電圧を印加してフォーカルコニック状態にした後、素子の特性評価を行った。評価は分光光度計（日立）を用い、積分球から離して透過率を測定することによって行った。
【０１０７】
その結果、素子の透過率は７８％となった。比較のため突起状構造物を設けない以外は上記と同じ手順で素子を作製したところ、透過率は６２％であった。突起状構造物の有無によるドメインの様子の違いを確認するため、フォーカルコニック状態にした素子の偏光顕微鏡観察を行ったところ、突起状構造物を設けた本実験例の素子では、液晶の螺旋軸の方向が規制され、螺旋軸が揃った状態であることが観察された。これに対して、突起状構造物を設けていない比較用素子では、各ドメインの螺旋軸がランダムになるように各ドメインが配列しているのが観察された。
【０１０８】
突起状構造物の高さ、幅、配列ピッチを種々変更してその影響を調べたところ、これらの値が大きすぎたり小さすぎて、先に説明した範囲を越える透過率が低下する傾向が見られた。
【０１０９】
また、突起状構造物の配列ピッチを一様なものとランダムなものとに変化させてその影響を調べたところ、透過率は同等の値を示したが、配列ピッチが一様なものでは、特定の角度で回折光が観察され、視認性が低下しやすくなる傾向が見られた。
【０１１０】
さらに、突起状構造物の配列方向と画素配列方向とを種々変更してその影響を調べたところ、透過率はいずれも同等の値を示したが、両者の方向が揃っている場合は、モアレにより表示品位が悪化しやすくなる傾向が見られた。
【０１１１】
さらにまた、突起状構造物の長手方向の形状を直線状のものとくの字状にしたものとに変化させてその影響を調べたところ、いずれの場合も透過率は同等であったが、突起状構造物の形状が直線状である場合は、突起状構造物の配列方向と同一方向から観察した場合と垂直方向から観察した場合とで視認性が異なりやすくなる傾向が見られた。
＜実験例２＞
本実験例では、透明電極に溝を設ける構成例を示す。
【０１１２】
ＩＴＯ付ガラス基板（セントラルガラス社製）を２枚使用し、各基板のＩＴＯをフォトリソ法によって帯状にパターニングした（電極幅３００μｍ、ピッチ３５０μｍ）。この際、一方の基板には、以下の手順でＩＴＯをパターニングすると同時に溝も形成した。
【０１１３】
まず、基板のＩＴＯ形成面にポジ型レジスト（東京応化社製ＯＦＰＲ−８００）をスピンコートし、クリーンオーブンを用いて、８０℃で１５分間プリベイクした。その後、帯状の開口部（幅４μｍ）がピッチ１０μｍで形成された領域が３００μｍ、遮光部が幅５０μｍで交互に形成されたフォトマスクを介して紫外線露光装置により３０ｍＪ／ｃｍ^２で露光を行った。
【０１１４】
次に、現像液（トクヤマ社製ＳＤ‐１）を用いて現像を行い、超純水流水によってリンスすることにより不要部を除去し、１２０℃で１５分間ポストベイクした。その後、塩鉄液Ｄ（林純薬社製）を用いて２０分間ＩＴＯのエッチング処理を行った。最後に、ＮａＯＨの２％水溶液を用いて、２分間レジスト剥離処理を行った。こうして、一方の基板上に溝の形成されたＩＴＯパターンを形成した。
【０１１５】
その後、実験例１と同様の手順で、絶縁膜及び配向膜の形成、スペーサ散布、シール剤形成、基板貼り合せ、液晶注入を行い、液晶光変調素子を作製した。
【０１１６】
得られた液晶光変調素子に電圧を印加しフォーカルコニック状態にした後、実験例１と同様の手順で評価を行った。その結果、透過率は８２％となった。
【０１１７】
溝の幅や配列ピッチを種々変更してその影響を調べたところ、これらの値が大きすぎたり小さすぎて先に説明した範囲を越えると透過率が低下する傾向が見られた。
【０１１８】
また、溝の配列ピッチを一様なものとランダムなものとに変化させてその影響を調べたところ、透過率は同等の値を示したが、配列ピッチが一様なものでは、特定の角度で回折光が観察され、視認性が低下しやすくなる傾向が見られた。
【０１１９】
さらに、溝の配列方向と画素配列方向とを種々変更してその影響を調べたところ、透過率はいずれも同等の値を示したが、両者の方向が揃っている場合は、モアレにより表示品位が悪化しやすくなる傾向が見られた。
【０１２０】
溝の長手方向の形状を直線状のものとくの字状にしたものとに変化させてその影響を調べたところ、いずれの場合も透過率は同等であったが、溝の形状が直線状である場合は、溝の配列方向と同一方向から観察した場合と垂直方向から観察した場合とで視認性が異なりやすくなる傾向が見られた。
＜実験例３＞
本実験例では、配向膜にラビング処理を施す構成例を示す。
【０１２１】
ＩＴＯ付ガラス基板（セントラルガラス社製）を２枚使用し、各基板のＩＴＯをフォトリソ法によって帯状にパターニングした（電極幅３００μｍ、ピッチ３５０μｍ）。
【０１２２】
次に、両基板のＩＴＯ形成面に、それぞれ絶縁性材料を塗布し焼成することにより絶縁膜を形成した。そして、フレキソ印刷によってポリイミド材料（ＪＳＲ社製ＡＬ‐８０４４）を塗布し、８０℃で２分間仮焼成した。さらに、１６０℃で６０分間、焼成することにより配向膜を形成した。
【０１２３】
次に、一方の基板の配向膜形成面にポジ型レジスト（東京応化社製ＯＦＰＲ−８００）を配向膜上にスピンコートし、クリーンオーブンを用いて、８０℃で１５分間プリベイクした。
【０１２４】
そして、実験例１で用いたのと同様の開口部を有したフォトマスクを用いて、紫外線露光装置を用いて、３０ｍＪ／ｃｍ^２露光した。次に、現像液（トクヤマ社製ＳＤ‐１）を用いて現像し、超純水流水を用いてリンスすることにより不要部分を除去した。その後、１２０℃で１５分間ポストベイクした。こうして、次のラビング処理に対するマスク層を形成した。
【０１２５】
次に、マスク層の形成された基板に対してラビング処理を行った。ラビング処理は、毛先押し込み長さ０．４ｍｍ、ロール半径７５ｍｍの植毛ロールを用いて、ロール回転数９００ｒｐｍ、基板移動速度３０ｍｍ／秒の条件で、マスク層の上から２回ラビングすることで行った。
【０１２６】
ラビング処理後、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を用いて２分間レジスト剥離を行ってマスク層を除去した。そして、実験例１と同様の手順で、スペーサ散布、シール剤形成、基板貼り合せ、液晶注入を行い、液晶光変調素子を作製した。
【０１２７】
得られた液晶光変調素子に電圧を印加しフォーカルコニック状態にた後、実験例１と同様にして測定を行ったところ、透過率は約８０％であった。
【０１２８】
ラビング処理部の幅や配列ピッチを種々変更してその影響を調べたところ、これらの値が大きすぎたり小さすぎて先に説明した範囲を越えると透過率が低下する傾向が見られた。
【０１２９】
また、ラビング処理部の配列ピッチを一様なものとランダムなものとに変化させてその影響を調べたところ、透過率は同等の値を示したが、配列ピッチが一様なものでは、特定の角度で回折光が観察され、視認性が低下しやすくなる傾向が見られた。
【０１３０】
さらに、ラビング処理部の配列方向と画素配列方向とを種々変更してその影響を調べたところ、透過率はいずれも同等の値を示したが、両者の方向が揃っている場合は、モアレにより表示品位が悪化しやすくなる傾向が見られた。
【０１３１】
ラビング処理部の形状を直線状のものとくの字状にしたものとに変化させてその影響を調べたところ、いずれの場合も透過率は同等であったが、ラビング処理部の形状が直線状である場合は、ラビング処理部の配列方向と同一方向から観察した場合と垂直方向から観察した場合とで視認性が異なりやすくなる傾向が見られた。
＜実験例４＞
本実験例では、配向膜に光配向処理を施す構成例を示す。
【０１３２】
ＩＴＯ付ガラス基板（セントラルガラス社製）を２枚使用し、各基板のＩＴＯをフォトリソ法によって帯状にパターニングした（電極幅３００μｍ、ピッチ３５０μｍ）。
【０１３３】
次に、両基板のＩＴＯ形成面に、それぞれポリシラザン溶液Ｌ１２０（東燃社製）を用い、スピンコート法により両基板の電極面に厚さ１０００Åの薄膜を形成し、１２０℃の恒温槽中で２時間加熱し、さらに、９０℃、湿度８５％の恒温恒湿槽中で３時間加熱することにより絶縁膜を形成した。そして、ポリイミド材料（日立化成社製ＴＴ−０５４）を、３０００ｒｐｍ、３０秒間の条件でスピンコートし、１００℃で１分間仮焼成した。さらに、２３０℃で３０分間焼成することにより、配向膜を形成した。
【０１３４】
そして、一方の基板の配向膜に対して、実験例１と同様の開口部が形成されたフォトマスクと偏光板とを介して、紫外線照射装置により５Ｊ／ｃｍ^２で照射角度１５度として光照射を行い、部分的に光配向処理を行った。
【０１３５】
その後、実験例１と同様の手順で、スペーサ散布、シール剤形成、基板貼り合せ、液晶注入を行い、液晶光変調素子を作製した。
【０１３６】
得られた液晶光変調素子に電圧を印加しフォーカルコニック状態にした後、実験例１と同様にして測定を行ったところ、透過率は約８０％であった。
【０１３７】
光配向処理部の幅や配列ピッチが大きすぎたり小さすぎて先に説明した範囲を越えると透過率が低下する傾向にある点、光配向処理部の配列ピッチを素子内で一様とすると透過率は同等であるが回折光による影響で視認性が低下しやすくなる傾向にある点、光配向処理部の配列方向を画素配列方向と同一とした場合に透過率は同等であるが、モアレの影響で表示品位が悪化しやすくなる傾向にある点、光配向処理部の配列を一直線とした場合に透過率は同等であるが、配列と同一方向から観察した場合と垂直方向から観察した場合とで視認性が異なりやすくなる点は、実験例３と同様であった。
＜実験例５＞
本実験例では、絶縁膜に溝を形成する構成例を示す。
【０１３８】
ＩＴＯ付ガラス基板（セントラルガラス社製）を２枚使用し、各基板のＩＴＯをフォトリソ法によって帯状にパターニングした（電極幅３００μｍ、ピッチ３５０μｍ）。
次に、一方の基板のＩＴＯ形成面に、ポジ型レジスト（ＪＳＲ社製ＰＣ３３５）を、３０００ｒｐｍ、３０秒間の条件でスピンコートし、クリーンオーブンを用い、９０℃で２分間プリベイクした。その後、幅２μｍ、配列ピッチ１０μｍの開口部が形成されたフォトマスクを介して、紫外線露光装置により１００ｍＪ／ｃｍ^２露光を行った。
【０１３９】
そして、現像液（ＪＳＲ社製ＰＤ−５２３ＡＤ）の５倍希釈液を用いて、９０秒間現像し、超純粋流水を用いてリンスすることにより不要部分を除去した。次に、紫外線露光装置を用いて３００ｍＪ／ｃｍ^２ポスト露光を行った。最後に、クリーンオーブンを用いて、１５０℃で１２０分間本硬化を行って帯状の溝を有する高さ０．５μｍの絶縁膜を形成した。
【０１４０】
その後、実験例１と同様の手順で、配向膜の形成、スペーサ散布、シール形成、基板貼り合せ、液晶注入の各工程を経て、液晶光変調素子を作製した。
【０１４１】
得られた液晶光変調素子の電極間に電圧を印加しフォーカルコニック状態にした後、実験例１と同様にして測定を行ったところ、透過率は約８０％であった。
【０１４２】
溝の幅や配列ピッチを種々変更してその影響を調べたところ、これらの値が大きすぎたり小さすぎて先に説明した範囲を越えると透過率が低下する傾向が見られた。
【０１４３】
また、溝の配列ピッチを一様なものとランダムなものとに変化させてその影響を調べたところ、透過率は同等の値を示したが、配列ピッチが一様なものでは、特定の角度で回折光が観察され、視認性が低下しやすくなる傾向が見られた。
【０１４４】
さらに、溝の配列方向を溝の配列方向と画素配列方向とを種々変更してその影響を調べたところ、透過率はいずれも同等の値を示したが、両者の方向が揃っている場合は、モアレにより表示品位が悪化しやすくなる傾向が見られた。画素配列方向と同一とした場合も透過率は同等であったが、モアレにより表示品位がやや悪化した。
【０１４５】
さらにまた、溝の長手方向の形状を直線状のものとくの字状にしたものとに変化させてその影響を調べたところ、いずれの場合も透過率は同等であったが、溝の形状が直線状である場合は、溝の配列方向と同一方向から観察した場合と垂直方向から観察した場合とで視認性が異なりやすくなる傾向が見られた。
＜実験例６＞
本実験例では、積層型液晶素子において、突起状構造物を設ける構成例を示す。
【０１４６】
基板として、可撓性を有するＩＴＯ付きフィルムＦＳＴ−５３５２（住友ベークライト社製）を２枚用いた。これらの基板上のＩＴＯをフォトリソグラフィ工程により、電極ピッチ３５０μｍ、電極幅３００μｍでパターニングし、帯状の透明電極を形成した。 次に、一方の基板（第１基板とする）の透明電極形成面に、ピッチ１０μｍ、高さ１．５μｍ、頭頂部幅４μｍ、傾斜部幅２μｍの断面台形状の突起状構造物を、実験例１と同様にして形成した。
【０１４７】
そして、ポリシラザン溶液Ｌ１２０（東燃社製）を用い、スピンコート法により両基板の透明電極形成面に、厚さ１０００Åの薄膜を形成し、１２０℃の恒温槽中で２時間加熱し、さらに、９０℃、湿度８５％の恒温恒湿槽中で３時間加熱することにより、絶縁膜を形成した。次に、配向膜材料ＡＬ４５５２（ＪＳＲ社製）を用いて、スピンコート法で両基板の絶縁膜上に厚み５００Åの薄膜を形成し、１６５℃で２時間恒温槽中で加熱し、配向膜を形成した。なお、配向膜のラビング処理は行わないようにした。
【０１４８】
次に、第１基板の周辺部に、スペーサとして粒径が５μｍのミクロパールＳＰ−２０５を混入した紫外線硬化型樹脂（エポキシ樹脂）材料のＵＶ ＲＥＳＩＮＴ−４７０／ＵＲ−７０９２（長瀬チバ社製：ガラス転移点１４４℃）を、スクリーン印刷法により塗布した後、４ｋＷの高圧水銀灯ＨＭＷ−２４４−１１ＣＭ（オーク社製）により、積算光量で４０００ｍＪ／ｃｍ^２照射して、シールを形成した。このとき、シールは表示領域を囲む環状構造とした。シールとなる樹脂材料を描画後、第１基板に対しては、真空吸着可能なホットプレート上で吸着固定して８０℃で３０分間加熱した。
【０１４９】
次に、突起状構造物を設けていない方の基板（第２基板とする）上に、第１及び第２基板を接着するための樹脂構造物を形成した。ここでは、熱可塑性樹脂であるポリエステル樹脂（スリーボンド社製アロンメルトＰＥＳ−３６０ＳＡ４０）を用いて、スクリーン印刷法により、直径５０μｍ、ピッチ３５０μｍ、高さ６．５μｍで格子状に樹脂構造物を配置した。
【０１５０】
こうして、貼り合わせ前の２枚の基板を作製し、ホットプレート上に第１基板を真空吸着し、予め所望の粒径のスペーサを分散させた液晶組成物を基板上の端部に塗布した。次に、第２基板を、液晶組成物を塗布した側の端部で両基板を互いの帯状電極が直交するように重ね合わせ、加熱ローラ及び加圧ローラによって押圧することにより貼り合わせた。
【０１５１】
貼り合わせに際して、第１基板に関しては配向膜が形成されている面を上にして８０℃に予め加熱されているホットプレート上に真空吸着して固定し、第１基板の端部に液晶組成物を滴下した。滴下量はにシールと両基板とで囲まれた体積以上の量を滴下した。
【０１５２】
液晶組成物は、ネマティック液晶Ｅ４４にカイラル材Ｓ８１１を（共にメルク社製）３２ｗｔ％添加したものを用いた。また、液晶組成物には、スペーサとして粒径が５μｍのミクロパールＳＰ−２０５を混合しておいた。こうして、液晶層の選択反射波長が４９０ｎｍの青色表示用液晶素子を作製した。液晶組成物の螺旋ピッチは約３０６ｎｍであった。
【０１５３】
以下同様の手順で、緑色表示用液晶素子及び赤色表示用液晶素子を作製した。液晶組成物としては、ネマティック液晶Ｅ４４にカイラル材Ｓ８１１（共にメルク社製）を緑色表示用表示素子は３０ｗｔ％、赤色表示用液晶素子は２５ｗｔ％を添加したものを用いた。また、スペーサは、基板間ギャップをそれぞれ７μｍ、９μｍとするため、粒径７μｍのＳＰ２０７、粒径９μｍのＳＰ２０９（共に積水ファインケミカル社製）を用いた。緑色表示用液晶素子の選択反射波長は５６０ｎｍ、赤色表示用液晶素子の選択反射波長は６８０ｎｍであった。液晶組成物の螺旋ピッチはそれぞれ、約３５０ｎｍ、約４２５ｎｍであった。
【０１５４】
このようにして、各色表示用の素子を作製した後、各素子の画素を合せて各素子を粘着剤（積水社製ＷＴ−＃５５１１）によって貼り合せ、第３層目の基板の透明電極が設けられていない面には光吸収層を設け、積層型液晶素子とした。
【０１５５】
上記積層型液晶素子の各素子に所定の電圧を印加して、全ての液晶層をフォーカルコニック状態とし、ミノルタ社製分光測色計ＣＭ３７００ｄで測定したところ、Ｙ値が３．５となった。突起状構造物が無い場合はＹ値が４．５であった。＜実験例７＞
本実験例では、積層型液晶素子において、２つの素子に突起状構造物を設ける構成を示す。
【０１５６】
青色表示用液晶素子に加えて、緑色表示用液晶素子においても実験例６と同様の手順で、ピッチ１４μｍ、高さ１．５μｍ、頭頂部幅４μｍ、傾斜部２μｍの突起状構造物を形成した以外は実験例６と同様にして積層型液晶素子を作製した。
【０１５７】
こうして得られた積層型液晶光変調素子の各素子に所定の電圧を印加して、全ての液晶層をフォーカルコニック状態とし、ミノルタ社製分光測色計ＣＭ３７００ｄで測定したところ、Ｙ値が３．１となった。
＜実験例８＞
本実験例では、積層型液晶素子において、３つの素子に突起状構造物を設ける構成を示す。
【０１５８】
青色表示用液晶素子及び緑色表示用液晶素子に加えて、赤色用表示素子においても実験例６と同様の手順で、ピッチ１８μｍ、高さ１．５μｍ、頭頂部幅４μｍ、傾斜部２μｍｍの突起状構造物を形成した以外は、実験例６と同様の手順で突起状構造物を作製し、積層型液晶素子を作製した。
【０１５９】
こうして得られた積層型液晶光変調素子の各素子に所定の電圧を印加して、全ての液晶層をフォーカルコニック状態とし、ミノルタ社製分光測色計ＣＭ３７００ｄで測定したところ、Ｙ値が２．８となった。
＜実験例９＞
本実験例では、積層型液晶素子において、透明電極に溝を設ける構成を示す。
【０１６０】
緑色表示用液晶素子の観察側とは反対側の基板の透明電極上に、ピッチ１０μｍ、幅３．０μｍの溝を形成し、突起状構造物を設けない以外は実験例５と同様の手順で緑色表示用液晶素子を作製した。なお、溝の形成方法は実験例２と同様にした。
【０１６１】
そして、青色表示用液晶素子及び赤色表示用液晶素子は、実験例５と同様の手順で、突起状構造物も透明電極上の溝も設けることなく作製し、積層型液晶素子を得た。
【０１６２】
こうして得られた積層型液晶光変調素子の各素子に所定の電圧を印加して、全ての液晶層をフォーカルコニック状態とし、ミノルタ社製分光測色計ＣＭ３７００ｄで測定したところ、Ｙ値が３．４となった。
＜実験例１０＞
本実験例では、積層型液晶素子において、３つの素子に突起状構造物を設け、各素子の突起状構造物の大きさ及び配列ピッチを異ならせた構成を示す。
【０１６３】
突起状構造物を形成する際のフォトマスクを変更して、各素子の突起状構造物の大きさと配列ピッチを異ならせるようにした以外は、実験例７と同様の手順で、積層型液晶素子を作製した。なお、青色表示用液晶素子にはピッチ１０μｍ、幅３．０μｍの突起状構造物を、緑色表示用液晶素子にはピッチ１４μｍ、高さ３．５μｍの突起状構造物を、赤色表示用液晶素子にはピッチ１８μｍ、高さ４．５μｍの突起状構造物をそれぞれ形成した。
【０１６４】
こうして得られた積層型液晶光変調素子の各素子に所定の電圧を印加して、全ての液晶層をフォーカルコニック状態とし、ミノルタ社製分光測色計ＣＭ３７００ｄで測定したところ、Ｙ値が２．８となった。
＜実験例１１＞
本実験例では、同一選択波長で螺旋方向が異なるセルを２層積層した構成を示す。
【０１６５】
液晶組成物は、左旋性カイラルネマティック液晶材料として、ネマティック液晶Ｅ−３１ＬＶにカイラル材Ｓ−８１１（いずれもメルク社製）を２４．５ｗｔ％添加したものを用い、右旋性カイラルネマティック液晶材料として、ネマティック液晶Ｅ−３１ＬＶにカイラル材Ｒ−８１１（いずれもメルク社製）を２４．５ｗｔ％添加したものを用いた。いずれも、選択反射波長が５５０ｎｍの緑色表示用液晶素子である。液晶組成物の螺旋ピッチはいずれも３４３ｎｍであった。
【０１６６】
そして、実験例１と同様の製造方法、突起状構造物にて各素子を作製した。作製した素子を透明粘着層を介して積層することにより、反射時の反射率が７３％、透過時の反射率が２％の極めてコントラストの高い素子が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶光変調素子の構成を示す断面図である。
【図２】突起状構造物を設けた場合の等電位曲線を示す図である。
【図３】液晶素子に電圧を印加した場合の電界分布を示す模式図である。
【図４】電圧除去後のフォーカルコニック状態における各液晶ドメインの螺旋軸方向を示す図である。
【図５】配列規制手段を設けた場合の、フォーカルコニック状態における各液晶ドメインの螺旋軸の方向を示す模式図である。
【図６】電極に溝を設けた場合の等電位曲線を示す図である。
【図７】液晶光変調素子の他の構成を示す断面図である。
【図８】液晶光変調素子の製造工程の一例を示す図である。
【図９】液晶光変調素子の製造工程の一例を示す図である。
【図１０】液晶光変調素子の製造工程の一例を示す図である。
【図１１】液晶光変調素子の製造工程の一例を示す図である。
【図１２】他の配列規制手段を設けた実施形態を示すである。
【図１３】積層型液晶素子の構成を示す断面図である。
【図１４】積層型液晶素子の他の構成を示す断面図である。
【図１５】積層型液晶素子の他の構成を示す断面図である。
【図１６】積層型液晶素子の他の構成を示す断面図である。
【図１７】従来の液晶素子における、フォーカルコニック状態の各液晶ドメインの螺旋軸の方向を示す模式図である。
【符号の説明】
１０ 基板
１１ 配向膜
１２ 電極
１３ 突起状構造物
１４ 絶縁膜の溝
１５ 電極の溝
１６ 配向膜の配向規制力が異なる領域
１８ 絶縁層
１９ シール
２０ スペーサ
２２ 液晶の螺旋軸方向
２３ 接着層
２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ 液晶層
２５ 液晶組成物
２６ 等電位線
２７ 電界の方向
２８ 樹脂構造物
２９ １／２波長板
３０ 光吸収層
４０、４２ レジスト膜
４１、４３ レジスト膜の開口部
４５ 画素
５１、５２、５３、５４ 素子
６０ 光源
６２ マスク
６３ 開口部
６４ ラビング処理
１００、１０１、１０２、１０３、１０４ 液晶表示素子
２００、２０１、３００、３０１ 積層型液晶表示素子

Claims (55)

1. 一対の基板間に複数のドメインを含む液晶層を挟持し該液晶層に含まれる液晶分子のフォーカルコニック状態を利用して光変調を行う液晶光変調素子であって、隣接する複数のドメインについてフォーカルコニック状態での液晶分子の螺旋軸の方向が基板平面方向に向いている状態で基板面と略平行な面内で揃っている領域が含まれるように規則的に配列することを特徴とする液晶光変調素子。
2. 一対の基板間に複数のドメインを含む液晶層を挟持し該液晶層に含まれる液晶分子のフォーカルコニック状態を利用して光変調を行う液晶光変調素子において、液晶分子の配列規制手段を備えることによって、隣接する複数のドメインについてフォーカルコニック状態での液晶分子の螺旋軸の方向を基板平面方向に向いている状態で基板面と略平行な面内で揃っている領域が含まれるように規則的に配列させるようにしたことを特徴とする液晶光変調素子。
3. 前記配列規制手段は、基板間に所定の電界を印加した場合に、フォーカルコニック状態での液晶分子の螺旋軸の方向を規則的に配列させる請求項２の液晶光変調素子。
4. 前記配列規制手段は、電界の方向に異方性を生じさせることにより、フォーカルコニック状態での液晶分子の螺旋軸の方向を規則的に配列させる請求項３の液晶光変調素子。
5. 前記配列規制手段は少なくとも一方の基板に形成した突起状構造物であり、該突起状構造物によって、電界の方向に異方性を生じさせる請求項４の液晶光変調素子。
6. 前記突起状構造物はリブ状に形成されている請求項５の液晶光変調素子。
7. 前記突起状構造物の側面は基板法線方向に対して傾きを有する請求項５又は請求項６の液晶光変調素子。
8. 各基板の表面に電極が形成されており、少なくとも一方の基板の電極上に前記突起状構造物が形成されている請求項５〜請求項７のいずれかに記載の液晶光変調素子。
9. 前記突起状構造物の高さｈは、基板間ギャップをｄとしたとき、下記の範囲にある請求項５〜請求項８のいずれかに記載の液晶光変調素子。
   ｄ／２０＜ｈ＜ｄ／２
10. 前記突起状構造物の幅Ｗは、液晶分子の螺旋ピッチをｐとしたとき、下記の範囲にある請求項５〜請求項９のいずれかに記載の液晶光変調素子。
    ｐ＜Ｗ＜２０ｐ
11. 前記突起状構造物の配列ピッチＬは、液晶分子の螺旋ピッチをｐとしたとき、下記の範囲にある請求項５〜請求項１０のいずれかに記載の液晶光変調素子。
    ５ｐ＜Ｌ＜１００ｐ
12. 前記突起状構造物の配列ピッチが、前記範囲内で非一様である請求項１１の液晶光変調素子。
13. 複数の画素を備え、前記突起状構造物の配置方向が画素配列方向とは異なる請求項５〜請求項１２のいずれかに記載の液晶光変調素子。
14. 前記突起状構造物の配置方向が互いに異なる複数の領域を有する請求項５〜請求項１３のいずれかに記載の液晶光変調素子。
15. 基板上に電極が形成されており、前記少なくとも一方の基板上の電極に形成された溝であり、該溝によって電界方向に異方性を生じさせる請求項３の液晶光変調素子。
16. 前記溝の幅Ｗは、液晶分子の螺旋ピッチをｐとしたとき、下記の範囲にある請求項１５の液晶光変調素子。
    ｐ＜Ｗ＜２０ｐ
17. 前記溝の配列ピッチＬは、液晶分子の螺旋ピッチをｐとしたとき、下記の範囲にある請求項１５又は請求項１６の液晶光変調素子。
    ５ｐ＜Ｌ＜１００ｐ
18. 前記溝の配列ピッチＬは、前記範囲内で非一様である請求項１７の液晶光変調素子。
19. 複数の画素を備え、前記溝の配置方向が画素配列方向とは異なる請求項１５〜請求項１８のいずれかに記載の液晶光変調素子。
20. 前記溝の配置方向が互いに異なる複数の領域を有する請求項１５〜請求項１９のいずれかに記載の液晶光変調素子。
21. 少なくとも一方の基板上に絶縁膜が形成されており、前記配列規制手段は前記絶縁膜に設けられた溝であり、該溝によって電界方向に異方性を生じさせる請求項４の液晶光変調素子。
22. 前記溝の幅Ｗは、液晶分子の螺旋ピッチをｐとしたとき、下記の範囲にある請求項２１の液晶光変調素子。
    ｐ＜Ｗ＜２０ｐ
23. 前記溝の配列ピッチＬは、液晶分子の螺旋ピッチをｐとしたとき、下記の範囲にある請求項２１又は請求項２２の液晶光変調素子。
    ５ｐ＜Ｌ＜１００ｐ
24. 前記溝の配列ピッチＬは、前記範囲内で非一様である請求項２３の液晶光変調素子。
25. 前記配列規制手段は、少なくとも一方の基板の液晶と接する面上に部分的に設けられた配向規制力が異なる領域であり、該領域によって、液晶分子の螺旋軸の方向を規則的に配列させる請求項２の液晶光変調素子。
26. 前記領域を設ける基板の液晶と接する面上には配向膜が設けられている請求項２５の液晶光変調素子。
27. 前記領域は部分的にラビングを施すことによって形成される請求項２５又は請求項２６の液晶光変調素子。
28. 前記領域は部分的に光照射を行うことによって形成される請求項２５又は請求項２６の液晶光変調素子。
29. 前記領域は部分的に異なる材料を用いることにより形成する請求項２５の液晶光変調素子。
30. 前記配向規制力が異なる領域の幅Ｗは、液晶分子の螺旋ピッチをｐとしたとき、下記の範囲にある請求項２５〜請求項２９のいずれかに記載の液晶光変調素子。
    ｐ＜Ｗ＜２０ｐ
31. 前記配向規制力が異なる領域の配列ピッチＬは、液晶分子の螺旋ピッチをＬとしたとき、下記の範囲にある請求項２５〜請求項３０のいずれかに記載の液晶光変調素子。
    ５ｐ＜Ｌ＜１００ｐ
32. 前記配向規制力が異なる領域の配列ピッチは、前記範囲内で非一様である請求項３１の液晶光変調素子。
33. 複数の画素を備え、前記配向規制力が異なる領域の配置方向が画素配列方向とは異なる請求項２５〜請求項３２のいずれかに記載の液晶光変調素子。
34. 前記配向規制力が異なる領域の配置方向が互いに異なる複数の領域を有する請求項２５〜請求項３３のいずれかに記載の液晶光変調素子。
35. 請求項１〜請求項３４のいずれかに記載の素子を複数積層してなる積層型液晶光変調素子。
36. 請求項１〜請求項３５のいずれかに記載の素子と、フォーカルコニック状態での液晶分子の螺旋軸の方向が、基板と平行な面内において不規則である素子とを積層してなる積層型液晶光変調素子。
37. 少なくとも最表面側の素子が請求項１〜請求項３４のいずれかに記載の素子である請求項３５又は請求項３６の積層型液晶光変調素子。
38. フォーカルコニック状態を示す液晶は室温でコレステリック相を示す液晶である請求項１〜請求項３７のいずれかに記載の液晶光変調素子。
39. 室温でコレステリック相を示す液晶は、正の誘電異方性を有する請求項３８の液晶光変調素子。
40. 液晶のフォーカルコニック状態とプレーナ状態とを切り替えて表示を行う請求項１〜請求項３９のいずれかに記載の液晶光変調素子。
41. プレーナ状態では可視波長域に選択反射のピークを有する請求項４０の液晶光変調素子。
42. 各素子の選択反射のピーク波長が互いに異なる請求項３５〜請求項３７のいずれかに記載の積層型液晶光変調素子。
43. 互いに旋光方向の異なる少なくとも２つの液晶素子を含む請求項３５〜３７のいずれかに記載の積層型液晶光変調素子。
44. 互いに旋光方向の異なる各液晶素子の選択反射のピーク波長が実質的に同一である請求項４３に記載の積層型液晶光変調素子。
45. 一対の基板間に液晶層を挟持し該液晶層に含まれる液晶分子のフォーカルコニック状態を利用して光変調を行う液晶光変調素子の製造方法において、少なくとも一方の基板に、フォーカルコニック状態での液晶分子の螺旋軸の方向を規則的に配列させるための突起状構造物を形成する工程と、少なくとも一方に突起状構造物の形成された一対の基板間に液晶層を挟持させる工程とを備えたことを特徴とする液晶光変調素子の製造方法。
46. フォトリソグラフィー法を用いて、前記突起状構造物を形成する請求項４５の製造方法。
47. 一対の基板間に液晶層を挟持し該液晶層に含まれる液晶分子のフォーカルコニック状態を利用して光変調を行う液晶光変調素子の製造方法において、一対の基板にそれぞれ電極を形成する工程と、少なくとも一方の基板上の電極に、フォーカルコニック状態での液晶分子の螺旋軸の方向を規則的に配列させるための溝を形成する工程と、少なくとも一方の基板の電極に溝の形成された一対の基板間に液晶層を挟持させる工程とを備えたことを特徴とする液晶光変調素子の製造方法。
48. フォトリソグラフィー法を用いて、前記溝を形成する請求項４７の製造方法。
49. 一対の基板間に液晶層を挟持し該液晶層に含まれる液晶分子のフォーカルコニック状態を利用して光変調を行う液晶光変調素子の製造方法において、一対の基板の少なくとも一方に、フォーカルコニック状態での液晶分子の螺旋軸の方向を規則的に配列させるための溝を有する絶縁膜を形成する工程と、少なくとも一方に前記絶縁膜の形成された一対の基板間に液晶層を挟持させる工程とを備えたことを特徴とする液晶光変調素子の製造方法。
50. フォトリソグラフィー法を用いて、前記溝を形成する請求項４９の製造方法。
51. 一対の基板間に液晶層を挟持し該液晶層に含まれる液晶分子のフォーカルコニック状態を利用して光変調を行う液晶光変調素子の製造方法において、少なくとも一方の基板の液晶と接する面上に、フォーカルコニック状態での液晶分子の螺旋軸の方向を規則的に配列させるための、部分的に配向規制力が異なる領域を設ける工程と、少なくとも一方に部分的に配向規制力が異なる領域を設けた一対の基板間に液晶層を挟持させる工程とを備えたことを特徴とする液晶光変調素子の製造方法。
52. 部分的にラビングを施すことによって部分的に配向規制力が異なる領域を形成する請求項５１の製造方法。
53. 部分的に光照射を行うことによって部分的に配向規制力が異なる領域を形成する請求項５１の製造方法。
54. 部分的に配向規制力が異なる領域を設ける工程は、該領域に対応した開口が設けられたマスク層を基板上に配置する工程と、該開口を介して基板に表面処理を行う工程と、前記マスク層を除去する工程とを含む請求項５１〜請求項５３のいずれかに記載の製造方法。
55. 部分的に材料種の異なる配向膜を形成することによって、配向規制力の異なる領域を形成する請求項５１の製造方法。

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