(57)【要約】【課題】  光変調装置用パネルにおいて、基板間距離の精度や機械的強度の向上と透過光の品質や表示品位の維持との両方を兼ねそなえるパネルを提供すること。【解決手段】  第１の基板１と第２の基板２との間に、光変調する物質を有する光変調層を有し、第１の基板１と第２の基板２との間の距離を規定するためのスペーサー５を設け、画素領域２３と非画素領域とを有し、非画素領域は、光変調する物質を注入するための注入路領域とスペーサー領域とによって構成され、スペーサー領域の略全域にスペーサー５が配置されていることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と第２の基板との間に、光変調する物質を有する光変調層を有し、前記第１の基板と前記第２の基板との間の距離を規定するためのスペーサーを設け、画素領域と非画素領域とを備えた光変調装置用パネルであって、
該非画素領域は、光変調する物質を注入するための注入路領域とスペーサー領域とによって構成され、
該スペーサー領域の略全域に前記スペーサーが配置されていることを特徴とする光変調装置用パネル。
【請求項２】
前記非画素領域は該画素領域の周囲に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置用パネル。
【請求項３】
前記画素領域と前記注入路領域とを囲む様に前記スペーサーが配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光変調装置用パネル。
【請求項４】
前記第１の基板と前記第２の基板との距離および固着は、前記スペーサーによってのみ規定されていることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置用パネル。
【請求項５】
前記第１の基板と前記第２の基板とが重なる範囲の縁部の少なくとも一部には、接着剤が配置されていることを特徴とする請求項４に記載の光変調装置用パネル。
【請求項６】
前記光変調する物質が注入される注入口の付近では、前記スペーサーが、前記第１の基板と前記第２の基板とが重なる範囲の縁部外側まで配置されることを特徴とする請求項４に記載の光変調装置用パネル。
【請求項７】
前記スペーサーは有機高分子材料であることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置用パネル。
【請求項８】
前記スペーサーと、前記第１の基板または前記第２の基板との間には樹脂膜が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置用パネル。
【請求項９】
前記スペーサーは有機高分子材料であり、前記樹脂膜は前記スペーサーの高分子材料を含む樹脂膜であることを特徴とする請求項８に記載の光変調装置用パネル。
【請求項１０】
前記画素領域と前記非画素領域とは、使用領域を構成し、該使用領域の周囲には非使用領域が配置され、前記第１の基板または前記第２の基板の前記光変調層と反対側には、前記非使用領域を覆う見切り板が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置用パネル。
【請求項１１】
前記画素領域と前記非画素領域とは、使用領域を構成し、該使用領域の周囲には非使用領域が配置され、前記非使用領域にも、前記スペーサーが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置用パネル。
【請求項１２】
前記第１の基板と前記第２の基板との外周部内側には、前記第１の基板と前記第２の基板とを固着するためのシール剤を備えることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置用パネル。
【請求項１３】
前記画素領域の一部または前記注入路領域の一部にも、前記スペーサーを配置することを特徴とする請求項１に記載の光変調装置用パネル。
【請求項１４】
画素領域はセグメント型に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置用パネル。
【請求項１５】
前記第１の基板と前記第２の基板とのいずれか一方の基板がセグメント電極を備え、
前記第１の基板と前記第２の基板との他方の基板がコモン電極を備え、
該セグメント電極と該コモン電極とが、少なくとも前記画素領域の位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置用パネル。
【請求項１６】
前記セグメント電極または前記コモン電極は前記画素領域よりも大きいことを特徴とする請求項１５記載の光変調装置用パネル。
【請求項１７】
前記注入路領域の少なくとも一部に、注入路用電極を設けることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置用パネル。
【請求項１８】
前記第１の基板上または前記第２の基板上には、偏光機能素子を配置したことを特徴とする請求項１に記載の光変調装置用パネル。
【請求項１９】
前記第１の基板または第２の基板自体が偏光機能を有する基板であることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置用パネル。
【請求項２０】
前記スペーサーの屈折率と、前記第１の基板の屈折率と前記第２の基板の屈折率との少なくともいずれかが略同一であることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置用パネル。
【請求項２１】
前記光変調層の屈折率と前記スペーサーの屈折率とが略同一であることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置用パネル。
【請求項２２】
前記スペーサーは屈折率に異方性がないことを特徴とする請求項１に記載の光変調装置用パネル。
【請求項２３】
前記光変調する物質が液晶であることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置用パネル。
【請求項２４】
前記液晶層がメモリ性を示すことを特徴とする請求項２３に記載の光変調装置用パネル。
【請求項２５】
前記第１の基板と前記第２の基板とが可撓性を有することを特徴とする請求項１に記載の光変調装置用パネル。
【請求項２６】
一対の基板間に、該基板間の距離を規定するためのスペーサーを設けた光変調装置用のパネルの製造方法であって、
前記一対の基板のうち、一方の基板に画素領域と非画素領域とを設定し、該非画素領域には、注入路領域とスペーサー領域とを設定し、有機高分子材料を含むスペーサーを前記スペーサー領域のほぼ全域に配置する工程と、
前記一対の基板のうち、他方の基板を前記一方の基板上に、前記スペーサーを挟んで配置する他方基板配置工程と、
前記スペーサーを硬化させる工程とを有することを特徴とする光変調装置用パネルの製造方法。
【請求項２７】
前記スペーサー上に、前記有機高分子材料を含む樹脂膜を配設する工程と、
前記樹脂膜を配設する工程の後に、前記他方基板配置工程を行い、前記他方基板配置工程の後に、前記樹脂膜を硬化させる工程とを有することを特徴とする請求項２６に記載の光変調装置用パネルの製造方法。
【請求項２８】
前記注入路領域と前記画素領域とに、光変調する物質を注入する工程を備えたことを特徴とする請求項２６に記載の光変調装置用パネルの製造方法。
【請求項２９】
前記スペーサーを硬化させる工程後、前記第１の基板と前記第２の基板とが重なる範囲の縁部の少なくとも一部に、接着剤を浸透して配置することを特徴とする請求項２６に記載の光変調装置用パネルの製造方法。
【請求項３０】
前記スペーサーを硬化させる工程後、前記一対の基板を任意の箇所で切断分割する工程を有する事を特徴とする請求項２６に記載の光変調装置用パネルの製造方法。
【請求項３１】
前記樹脂膜を硬化させる工程後、前記一対の基板を任意の箇所で切断分割する工程を有する事を特徴とする請求項２７に記載の光変調装置用パネルの製造方法。
【請求項３２】
前記任意の箇所は、前記スペーサーが配置されていない箇所であることを特徴とする請求項３０または３１に記載の光変調装置用パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光変調装置用パネル及び光変調装置用パネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロニクスを利用した表示装置や光変調装置の利用が近年多くの分野で進んでいる。表示装置については最近特に薄型化が図られ、冷陰極管（ＣＲＴ）を用いた表示装置からプラズマ表示パネル（ＰＤＰ）や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）ディスプレイ等の薄型表示装置（ＦＰＤ）への移行が進みつつある。これら薄型の表示装置は、携帯機器や車載機器の様な小型の物から家庭用テレビの様な大型の物にまで幅広く用いられている。また、入射光を所望の状態へと変調する光変調装置に関しては、表示装置以外にも、例えばプリンターヘッドや光記録ディスク用収差補正素子、光スイッチなど様々な電子機器や通信機器の構成要素としての利用が広がっている。中でも液晶性物質を用いた光変調装置の普及には目覚しいものがあり、様々な分野での応用が見られる。
【０００３】
一方で、例えばプラスチックフィルムの様な可撓性のあるフィルム基板を用いた表示装置についても、その普及に対する期待が近年特に高まりつつある。フィルム基板を用いた表示装置は軽量で且つ非常に薄く、更には割れない、曲げられる等のメリットを有する。このため、これまで以上に幅広い分野での表示装置の利用を期待することができ、今後様々な新規な表示装置の利用方法が誕生してくることが期待される。中でも、いわゆる電子ペーパーとしての利用に対して非常に大きな期待が寄せられている。また、この様なフィルム基板を用いた表示装置に特徴的なこととして、メモリ性液晶や有機ＥＬの他、電気泳動（ＥＰ）方式、電界析出（ＥＤ）方式、エレクトロクロミック（ＥＣ）方式等々の現在主流となっている技術とは異なる様々な新しい方式の表示技術の適用が試みられている。
【０００４】
これら光変調装置では、例えばガラスやプラスチック等の板に透明電極や絶縁膜等々の各種の機能を有する層を設けた基板が用いられている。そして、この様な基板２枚を対向させ所定の距離だけ離して配置した構造のパネルが今日広く採用されている。
【０００５】
この様なパネルでは、基板と基板との間の距離を所定の大きさとするために、スペーサーが用いられている。スペーサーはいわば基板と基板とが接触することを妨げる障害物であり、基板と基板との間に挟むことによって、基板同士が一定の距離よりも近づかない様にする役割を果たす。
【０００６】
また、パネル外周周辺に囲むようにしてシール剤を設けた上で両基板を接着し、シール剤にパネルの内部と外部とを隔てる外壁としての機能も持たせる方法が多く採用されている。この場合、シール剤の外壁によってパネル内を密閉することが出来る。
【０００７】
次に、電極を所望の形状に形成した（パターニングした）従来技術のパネルについて説明する。光変調装置では電極層を設けた基板を用いて基板と基板との間に電圧をかける方法が多く用いられている。この場合、電極の平面形状を特定の形状に加工しておくことにより、パネル内の特定の領域に選択的に電圧をかけることが可能となる。電極層の加工はフォトリソグラフィーの工法によって行われることが多い。また、その工程はパターニング工程やフォトリソ工程等と呼ばれている。
【０００８】
電極がパターニングされたパネルは、その電極の形状の違いによってセグメント型とマトリックス型とに大別される。セグメント型のパネルとマトリックス型のパネルについて
、図２５〜図２９を参照しながら説明する。
【０００９】
図２５〜図２７はセグメント型のパネルを模式的に描いた概略平面図、図２８と図２９はマトリックス型のパネルを模式的に描いた概略平面図である。図２５〜図２９に示すパネルは、第１の基板１と第２の基板２との間にシール剤３と図示しないスペーサーとが設けられパネルが形成されている。シール剤３はパネルの外周付近に注入口４の部分を除いて設けられパネルの外壁としての役割を果たしており、注入口４を通して例えば液晶材料や電解液等の光変調する物質をパネル内に注入することが可能になっている。
【００１０】
セグメント型のパネルでは、図２５に示す通り、第１の基板１にセグメント電極１１とセグメント電極用配線１２とが設けられ、図２６に示す通り、第２の基板２にコモン電極１３とコモン電極用配線１４とが設けられている。図２７に示す通り、パネル内は、一点破線の内側に設定され表示等のために使用する使用領域２１と、一点破線の外側に設定され表示等には使用されない非使用領域２２とに分かれる。この非使用領域２２は、第１の基板１または第２の基板２の外側に配置する見切り板（図示せず）によって覆われ、視認されない領域となっている。つまり、一点破線の位置に見切り板の内周を配置する構成とするのが一般的である。
【００１１】
図２５に図示したセグメント電極１１と、図２６に図示したコモン電極１３とが重なる領域が、図２７に図示した画素領域２３であり、使用領域２１内の画素領域２３を除いた領域が非画素領域２４である。すなわち、使用領域２１は画素領域２３と非画素領域２４とに設定されている。
【００１２】
図２５に図示したセグメント電極用配線１２はセグメント電極１１とパネル外部との間を電気的に接続するために設けられていて、図２６に図示したコモン電極用配線１４はコモン電極１３とパネル外部との間を電気的に接続するために設けられている。セグメント電極１１は画素領域毎に個別に設けられていて、コモン電極１３は全ての画素領域に共通となる様に設けられている。セグメント電極用配線１２とコモン電極用配線１４とを通じて、コモン電極１３と選択したセグメント電極１１との間に電位差を設けることによって、選択したセグメント電極１１の画素領域２３に選択的に電圧をかけることが出来る。
【００１３】
セグメント電極１１とコモン電極用配線１４とが重なったりコモン電極１３とセグメント電極用配線１２とが重なったりすると、これらの電極と電極用配線との間でも画素領域２３と同様に電圧がかかることになり好ましくない。このため、これらの電極並びに電極用配線については、電極と電極用配線とが重ならない様な形状となる様にパターニングが行われる。
【００１４】
なお、図示しないが、電極と電極用配線とを目立たなくさせるために、これら電極並びに電極用配線が設けられていない場所にも電極を設ける場合がある。この様な電極はダミー電極と呼ばれている。
【００１５】
マトリックス型のパネルでは、図２８に示す通り、第１の基板１に走査電極１５が設けられ、第２の基板２に信号電極１６が設けられている。図２９に示す通り、パネル内は一点破線の内側に設定され表示等のために使用する使用領域２１と、一点破線の外側に設定され表示等のために使用しない非使用領域２２とに分かれる。走査電極１５と信号電極１６とが重なる領域が画素領域２３であり、使用領域２１内の画素領域２３を除いた領域が非画素領域２４である。すなわち、使用領域２１は画素領域２３と非画素領域２４とに分かれている。
【００１６】
選択した走査電極１５と選択した信号電極１６との間に電位差を設けることによって、選択した走査電極１５と選択した信号電極１６とが重なる画素領域２３に選択的に電圧をかけることが出来る。マトリックス型のパネルでは、１本の走査電極１５と任意の信号電極１６とを選択することによって、選択した走査電極１５の位置にある画素領域２３を任意に選択して電圧をかけることが出来る。
【００１７】
また、図示しないが、画素毎に薄膜トランジスタ等の能動素子（アクティブ素子）を設ける技術も広く用いられている。マトリックス型のパネルに能動素子を用いる場合はアクティブマトリックス型と呼ばれ、一方、能動素子を用いない場合にはパッシブマトリックス型や単純マトリックス型と呼ばれている。アクティブマトリクス型であっても、図２９に図示したように、使用領域２１と非使用領域２２とに設定され、使用領域２１は画素領域２３と非画素領域２４とに分かれている。
【００１８】
マトリックス型のパネルでは、例えば図２８に示す走査電極１５と信号電極１６との様に、各基板に線状の電極がストライプ状に設けられ、これら線状の電極同士の重なる部分が画素領域として用いられる。このため、マトリックス型のパネルでは、例えば図２９に示す様に、同じ形状の画素領域２３が規則的に設けられることが特徴になっている。
【００１９】
ここで、光変調装置に用いられるパネルでは基板と基板との間を所定の距離に精度良く制御できることが重要である。また、その基板間の距離がパネルの全域で同じであることも同じ様に重要とされる。特に使用領域では基板の距離が一定であることが望ましい。
【００２０】
例えば、前述の基板に電極層を設けたパネルでは、電極に電圧をかけた際に生じる電極間の電界強度は基板間の距離が変わることによって変化する。駆動の際の閾値電圧（Ｖｔｈ）や応答速度は電界強度に依存するため、基板間の距離が精度よく制御出来ないと、閾値電圧や応答速度がパネル毎に異なることとなってしまう。また、使用領域内で基板間距離が一定でない場合には、使用領域内の場所によって閾値電圧や応答速度が異なるむらが生じる。
【００２１】
また、例えば複屈折モードを用いる液晶装置では、基板間距離の少しの違いによって光の色が変化することが知られており、このため、やはり基板間の距離の精度が非常に重要とされている。また、パネル内の場所によって基板間の距離が異なる場合には、場所によって色が異なる色むらが発生してしまうため、やはりパネル内での基板間距離の均一性が重要である。
【００２２】
光変調装置に用いられるパネルでは、パネルに対して外力が加わった際に基板間の距離が変化しないことも重要である。外力等が加わることによる基板間の距離の変化は装置を利用する上での障害の原因になる。例えば表示装置においては、基板間の距離が変化することによって画面の表示が乱れる。その他の表示以外に用いられる装置においては、基板間の距離の変化によって出射光の状態が通常の場合とは異なるものに変化するため装置としての機能が阻害されてしまう。また、例えば強誘電性液晶やコレステリック液晶（カイラルネマティック液晶）を用いた液晶装置においては、基板間の距離が大きく変化すると液晶の配向が壊れてしまい、基板間の距離が元に戻っても配向が回復しないと言う現象が見られる。コレステリック液晶の場合には電圧の印加によって配向が回復することが知られているが、強誘電性液晶の場合には例えば加熱して一度等方性液体にした後で再度液晶相に戻すと言う作業が必要とされる。
【００２３】
例えば表示装置の場合には、一方の基板が露出していて指やペンなどで押されることも多い。タッチパネルの様に表示装置と入力装置とが一体となっている場合には、入力操作のため特に頻繁に押されることとなる。また可撓性のある基板を用いて作られたフレキシブルディスプレイでは、湾曲による外力が多く加わることが予想される。
【００２４】
この様に、外力による基板間の距離の変化が問題の原因となること、そしてパネルに対して外力が加わる状況が多く想定されることから、外力が加わった際にも極力基板間距離の変化が起こらない様な機械的強度や耐衝撃性がパネルにとっての一つの重要な要素になっている。このことは、基板間の距離の変化が起こりやすい可撓性のある材料を基板に用いる場合に特に重要であるが、基板にガラス等の比較的剛性のある材料を用いる場合にも依然として重要な問題となっている。特に近年は基板の大板化や薄板化が進んできているため、この問題への対応が必要とされている。
【００２５】
前述の通り、従来のパネルでは、基板間の距離を維持するためにスペーサーとシール剤との組み合わせが用いられている。ここで、スペーサーは基板同士を一定の距離よりも近づけない働きをし、シール剤は基板同士が一定の距離よりも離れない様にする働きをするものである。基板間の距離を所定の大きさに保持するためには、この様な働きをする２つの手段が必要である。また、その作用は、その近辺で強く働き、距離が離れるに従って弱くなると考えられる。
【００２６】
従来のパネルでは、例えばパネルの外周周辺等の非使用領域にシール剤が設けられる様になっている。一方で、使用領域には通常シール剤は設けられない。よって、従来のパネルでは、使用領域にシール剤が無いことから使用領域における基板間距離の規制力が弱く、このため基板間距離の制御や外力に対する基板間距離の維持が難しくなっている。また、このことはシール剤間の距離が長くなる程、また基板の剛性が低い程大きく影響を受けると考えられる。このため、パネルの面積が大きな場合や可撓性のある基板を用いる場合には特に重要な問題となる。
【００２７】
この様な問題に対処するため、接着材料を粒子状にした接着粒子を用いて両基板を接着する方法が、これまでに提案されている。この方法によれば、多数の細かな接着粒子を粒子状のスペーサーと共に基板間に設け、その接着粒子によって両基板を接着する。
【００２８】
また、印刷によって接着性の柱状樹脂構造物を使用領域内に複数箇所かつ部分的に設ける方法もこれまでに提案されている。この方法では、印刷によって設けた樹脂構造物によって両基板を接着することが出来る。
【００２９】
上記の接着粒子を用いる方法や、印刷によって樹脂構造物を設ける方法によれば、非使用領域内だけでなく使用領域内においても両基板を接着することが可能となる。このため、基板間の距離の精度や外力に対する機械的強度の向上が期待できる。しかし、接着粒子を用いる方法では、接着粒子をパネル内の特定の領域だけに選択的に配置することが出来ないため、接着粒子が画素領域内にも存在することとなり、接着粒子が視認者に認識されてしまい、光変調装置としての性能が低下すると言う問題がある。
【００３０】
また、印刷によって樹脂構造物を設ける方法では、樹脂構造物を非画素領域に選択的に設けることが出来るが、現在の印刷法による樹脂構造物の微細化の限界ため、非画素領域を細かく出来ないと言う問題や、表示装置の場合には樹脂構造物が観察され表示品位を損ねると言う問題がある。
【００３１】
この様な表示品位の問題を解決するため、セグメント型のパネルにおいて、印刷によって接着樹脂を使用領域内の非画素領域に設けると共に、非画素領域に遮光膜を設ける方法がこれまでに提案されている。この方法によれば、接着樹脂によって使用領域内においても両基板を接着させることが出来ると共に、接着樹脂は遮光膜によって隠されるため表示品位を損ねないで済む。（例えば、特許文献１参照）
【００３２】
この様な、使用領域内に接着樹脂であるシール剤、いわゆる内部シール剤を設けた従来
技術のパネルについて図３０を参照しながら説明する。図３０は使用領域内の画素領域の近くに内部シール剤を設ける従来技術のパネルを模式的に描いた概略平面図である。図３０に示す通り、この様な従来技術のパネルでは、第１の基板１と第２の基板２との間に内部シール剤３１と外部シール剤３２と図示しないスペーサーとが設けられパネルが形成されている。外部シール剤３２はパネルの外周付近に注入口４と通気口３３との部分を除いて設けられている。内部シール剤３１は画素領域２３の周りを囲む様に設けられていて、一部で外部シール剤３２とつながることにより画素領域２３を囲んだ内側と外側とを分ける様に形成されている。このため、注入口４を通して例えば液晶材料や電解液等の光変調する物質を内部シール剤３１の内側のみに設けることが出来る様になっている。内部シール剤３１の外側は通気口３３を通して外気とつながっている。
【００３３】
この方法によれば、内部シール剤３１によって画素領域２３の近くで両基板を接着させることが可能となるため、基板間の距離の精度や外力に対する機械的強度についての性能の向上が期待できる。その一方で、内部シール剤３１がパネルを通る光を乱す問題や、パネルを表示装置に用いる場合に内部シール剤３１が観察者に観察されてしまう問題等の新たな問題も発生する。このため、図示しないが、この従来技術では画素領域２３以外の全体に遮光膜を設けてこの様な問題を回避する様にしている。しかし、パネルに遮光膜を設けると、その分だけコストが増大することとなる。また、非画素領域を遮光膜で覆うため、非画素領域を光が透過する透光領域として用いることが出来なくなる。なお、この従来技術では、内部シール剤３１の内側だけに光変調する物質を設けることにより、その使用量を削減することも出来る様になっている。
【００３４】
【特許文献１】特開平５−２８１５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３５】
使用領域内に内部シール剤を設ける方法によれば、パネルの外周周辺だけでなく使用領域内においても両基板を接着させることが可能なため、パネルの基板間距離を精度良く制御出来ると共に、パネルに外力が加わった際にも基板間距離が変化しない様なパネルの機械的強度に関しても高い強度を得ることが出来る。
【００３６】
しかし、一般的な印刷によるシール剤の配置方法を採用した場合には、非画素領域に選択的にシール剤を設けることが可能であるが、印刷法の微細化の限界から、シール剤の配置面積を観察されない程小さくすることが出来ない。シール剤はパネルの画素領域や非画素領域を通る光を乱す原因になるため、シール剤を使用領域内に設ける内部シール剤は、パネルの基板間距離の精度や機械的強度についての性能の向上が期待できる一方で、出射光の乱れによる光変調装置の性能の低下も伴うこととなる。特に表示装置に用いる場合には、内部シール剤が観察されると表示品位が著しく損なわれる可能性がある。
【００３７】
シール剤を内部シール剤ではなくパネルの外壁として設ける従来技術では、光変調装置としての機能には寄与しない非使用領域が必要とされる。このため、非使用領域の分だけパネルの大きさが大きくなり、無駄な光変調する物質の量も多くなってしまう。また、シール剤が美観を損ねる事から、光変調装置を例えばディスプレイ等の様な利用者に観察される用途に用いる場合には、遮光膜や見切り板のような外装を用いてシール剤を隠す事が必要とされる。この様に、従来技術のパネルではシール剤をパネルの外壁とする構造である事から様々な制約があった。
【００３８】
以上のことをまとめると、従来の技術のパネルでは、基板間距離の精度や機械的強度の向上と透過光の品質や表示品位の維持との両方を共に実現することが困難であった。
【００３９】
本発明は上記の問題を解消することを目的としてなされたものであり、本発明が解決し
ようとする課題は、光変調装置に好適な光変調装置用パネルの実現と、そのパネルの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
本発明は以下の構成と製造方法を採用する。第１の基板と第２の基板との間に、光変調する物質を有する光変調層を有し、第１の基板と前記第２の基板との間の距離を規定するためのスペーサーを設け、画素領域と非画素領域とを備えた光変調装置用パネルであって、該非画素領域は、光変調する物質を注入するための注入路領域とスペーサー領域とによって構成され、該スペーサー領域の略全域に前記スペーサーが配置されていることを特徴とする。
【００４１】
非画素領域は画素領域の周囲に設けられていることを特徴とする。また、画素領域と注入路領域とを囲む様に前記スペーサーが配置されていることを特徴とする。
【００４２】
第１の基板と第２の基板との距離および固着は、スペーサーによってのみ規定されていることを特徴とする。そして、好ましくは第１の基板と第２の基板とが重なる範囲の縁部の少なくとも一部には、接着剤が配置されていることを特徴とする。また、光変調する物質が注入される注入口の付近では、スペーサーが、第１の基板と第２の基板とが重なる範囲の縁部外側まで配置されることを特徴とする。
【００４３】
スペーサーは有機高分子材料であることを特徴とする。また、スペーサーと、第１の基板または第２の基板との間には樹脂膜が配置されていることを特徴とする。あるいは、樹脂膜はスペーサーの高分子材料を含む樹脂膜であることを特徴とする。
【００４４】
画素領域と非画素領域とは、使用領域を構成し、該使用領域の周囲には非使用領域が配置され、第１の基板または第２の基板の光変調層と反対側には、非使用領域を覆う見切り板が配置されていることを特徴とする。また、この非使用領域にも、スペーサーが配置されていることを特徴とする。また、画素領域の一部または注入路領域の一部にも、スペーサーを配置することを特徴とする。
【００４５】
第１の基板と前記第２の基板との外周部内側には、第１の基板と前記第２の基板とを固着するためのシール剤を備えることを特徴とする。また、画素領域はセグメント型に形成されていることを特徴とする。そして、第１の基板と前記第２の基板とのいずれか一方の基板がセグメント電極を備え、第１の基板と第２の基板との他方の基板がコモン電極を備え、セグメント電極とコモン電極とが、少なくとも画素領域の位置に設けられていることを特徴とする。このセグメント電極またはコモン電極は画素領域よりも大きいことを特徴とする。さらに、注入路領域の少なくとも一部に、注入路用電極を設けることを特徴とする。
【００４６】
第１の基板上または第２の基板上には、偏光機能素子を配置したことを特徴とする。あるいは、第１の基板または第２の基板自体が偏光機能を有する基板であってもよい。さらに、スペーサーの屈折率と、第１の基板の屈折率と第２の基板の屈折率との少なくともいずれかが略同一であることを特徴とする。また、光変調層の屈折率とスペーサーの屈折率とが略同一であることを特徴とする。さらに、好ましくはスペーサーは屈折率に異方性がないことを特徴とする。
【００４７】
光変調する物質が液晶であることを特徴とする。さらに、液晶層がメモリ性を示すことを特徴とする。また、第１の基板と第２の基板とが可撓性を有することを特徴とする。
【００４８】
また、本発明の製造方法は、一対の基板間に、該基板間の距離を規定するためのスペー
サーを設けた光変調装置用のパネルの製造方法であって、一対の基板のうち、一方の基板に画素領域と非画素領域とを設定し、この非画素領域には、注入路領域とスペーサー領域とを設定し、有機高分子材料を含むスペーサーをスペーサー領域のほぼ全域に配置する工程と、一対の基板のうち、他方の基板を前記一方の基板上に、スペーサーを挟んで配置する他方基板配置工程と、スペーサーを硬化させる工程とを有することを特徴とする。
【００４９】
また、スペーサー上に、有機高分子材料を含む樹脂膜を配設する工程と、
樹脂膜を配設する工程の後に、他方基板配置工程を行い、他方基板配置工程の後に、樹脂膜を硬化させる工程とを有することを特徴とする。また、注入路領域と画素領域とに、光変調する物質を注入する工程を備えたことを特徴とする。また、スペーサーを硬化させる工程後、第１の基板と第２の基板とが重なる範囲の縁部の少なくとも一部に、接着剤を浸透して配置することを特徴とする。
【００５０】
スペーサーを硬化させる工程後、前記一対の基板を任意の箇所で切断分割する工程を有する事を特徴とする。あるいは、樹脂膜を硬化させる工程後、一対の基板を任意の箇所で切断分割する工程を有する事を特徴とする。そして、この任意の箇所は、スペーサーが配置されていない箇所であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００５１】
本発明を実施することにより以下の効果を得ることが出来る。本発明ではパネル内に広くスペーサーを連続的に設けるため、パネルの基板間距離の精度や外力に対する機械的強度が向上する。更に、スペーサーを両基板に固着させることによって、その効果を一層大きなものとすることが出来る。また、この様にスペーサーと基板とを固着させることによって、スペーサーと基板との間に光変調する物質が入り込むことを防ぐことも可能になっている。このことは本発明の様に非常に広い面積でスペーサーを設ける場合には特に重要である。また、使用領域だけでなく非使用領域にもスペーサーを設けることにより、パネル内のスペーサーの面積を更に大きくして、パネルの基板間距離の精度や外力に対する機械的強度を一層向上させることも出来る。
【００５２】
本発明では、スペーサー領域の全域または略全域に連続してスペーサーを設けるため、スペーサー領域を光が一様に透過し不要な散乱や屈折が起こらない様になっている。このため、本発明によればパネルからの出射光の品質や表示品位も向上する。従来技術のパネルでは細かなスペーサーが分散して設けられるため、光の散乱や屈折の問題や液晶材料を用いる場合には液晶の配向不良等の問題が発生してしまうが、本発明の場合にはその様な問題が起こらない。一方で、画素領域にはスペーサーを設けないため、画素領域においてもやはり出射光の品質や表示品位が向上する。なお、必要に応じて僅かに部分的にスペーサーを画素領域内にも設けることにより、画素領域における基板間距離の精度や機械強度を向上させることも出来る。
【００５３】
本発明では、スペーサー領域の全域にスペーサーを連続的に設けているため、非画素領域のほとんどを占めるスペーサー領域を通る光を一様にすることが出来る。また、パネル内に大きな面積のスペーサーを設けるが、スペーサーの端を画素領域と非画素領域との境界にほぼ一致する様にしながら連続的に設けることができるため、逆にスペーサーがあることが目立たない。このため、本発明ではスペーサーを隠すための遮光膜が必要とされない。このため、遮光膜を設けるための材料や工数等のコストを削減することが出来る。さらにまた、スペーサーを設けている領域を通る光を乱すことなく一様に透過或いは吸収させることが出来る。また、非画素領域を遮光領域としてだけでなく透光領域として用いることも可能である。このため、例えば表示装置の場合には、背景が黒いいわゆるネガ型の表示装置だけでなく、背景が白いいわゆるポジ型の表示装置にも用いることが出来る。このため、本発明ではスペーサーを設けている領域を光が透過する透光領域として使うこと
も出来るし、黒色のスペーサーを用いて光を吸収させることによって遮光領域として使うことも出来る。また、スペーサーに着色したものを用いることにより、スペーサーを通る光を任意の色の光にすることも出来る。
【００５４】
また、フォトリソグラフィーの工程を用いてスペーサーの形成を行えば、非画素領域に選択的にスペーサーを設けることが出来、また微細化についても数μｍのオーダーでスペーサーの形成を行うことが出来る。よって、光変調の機能や表示品位の低下を極力抑えつつ、スペーサーと両基板との接着を行うことが可能である。
【００５５】
本発明によれば、基板自体に偏光機能を有するものを配置することにより、遮光膜を用いなくてもスペーサーを設けた領域を遮光領域とすることが出来る。また、基板の偏光方向を調整して透光領域とすることや、その間の中間調とすることも出来る。
【００５６】
本発明では、画素領域と注入路領域にしか光変調する物質が存在しないため、スペーサー領域では光変調する物質の制御を行う必要が全く無い。また、パネル内に設ける光変調する物質の量を削減することが出来る。また、本発明によれば、画素領域が電極の形状ではなくスペーサーの形状によって決められるため、非画素領域において電極や配線をより自由に設けることが出来る。具体的には、スペーサー領域では電気光学効果が起こらないため、画素領域では無い領域でも両基板の電極や配線を重ねることが出来る。また、電極を画素領域よりも大きく設けることが出来るため、スペーサーを形成する際や両基板を重ね合わせる際のアライメントの精度に大きな余裕を持たせることが出来る。特にコモン電極についてはパターニングを行わないで基板の全面に設ける様にすることも可能である。注入路の位置にも注入路用の電極を設けることにより、注入路に設けられた光変調する物質に電圧をかけることも可能になっている。
【００５７】
スペーサーや樹脂膜に基板や光変調する物質の屈折率とおおよそ同じ屈折率を有するものを用いることにより、スペーサーと基板との間やスペーサーと光変調する物質との間等で余計な光の屈折が生じることを抑えることが出来る。
【００５８】
本発明では、スペーサーを非使用領域まで配置させる事により、スペーサーをそのままパネルの外壁として用いる事が出来、このため、シール剤を用いずにパネルを作る事が出来る。よって、光変調装置としての機能に寄与しない非使用領域を無くす事が出来、非使用領域が減る分だけパネルの大きさを小さくする事が可能となる。スペーサーを画素領域の一部や注入路の端から両基板が重なる範囲の端の付近まで設ける事により、パネルの端まで光が一様に透過する様になり、またシール剤により美観が損なわれる事がなくなるため、パネル全体を使用領域として用いる事が可能になる。また、基板間にシール剤を設けなくてもよいので、スペーサーだけで、基板間距離を規定するため、シール剤とスペーサーを併用した場合の、シール剤付近の基板間距離が他の箇所と異なってしまうという問題が無くなり、均一な基板間の距離を実現する事が出来る。また、画素領域と注入路だけに光変調する物質を設けるため、光変調する物質の使用量を削減する事が出来る。
【００５９】
本発明ではシール剤の機能をスペーサーで担うことができるので、配置方法に制約が無く、様々な形状で形成する事が出来、複雑な形状の光変調装置用パネルを実現する事が出来る。注入口もスペーサーによって形成するため、注入口の幅や形状、先端の位置を自由に設計する事が出来、また高い精度で制御する事が出来る。また、複数の注入口を設け、パネル内に形成される画素領域と注入路と注入口とがつながった空間を複数に分ける事が出来る。これにより、光変調する物質を光変調装置用パネル内に注入する時間を短縮する事や光変調装置用パネルの大きさを更に縮小をする事が可能となる。また、スペーサーで両基板を保持しているため、光変調装置用パネルを任意の箇所で切断しても、両基板の間隔をそのまま維持することができ、大きな光変調装置用パネルから、更に複数の任意の大
きさのパネルに分割する事が出来る。
【００６０】
光変変調用パネルの端部周囲に接着力の高い接着剤を設ける事により、パネルの耐剥離性を高める事が出来る。パネルの基板端部外周付近に設ける接着剤は画素領域と隔てられるため、光変調する物質への悪影響を考慮する事なく、基板の材質に合わせて、特に接着能力の高い接着剤を用いる事が可能である。また、シール剤はパネルの製造過程で両基板を重ね合わせた後に押し潰され広がる事から、複雑な形状や特に鋭角を含むような形状の画素領域や基板に合わせて設ける事が難しいが、スペーサーをこのように配置することによって、複雑な形状の画素領域や基板に合わせて光変調用パネルを切り出すことができる。また、スペーサーとして非画素領域を埋めるように有機高分子を硬化して配置しているので、スペーサー領域であれば、どこであっても切断可能であるので、大きなパネルから、複数のパネルに分割する事が出来る。
【００６１】
本発明によれば、基板間距離の精度や外力に対する機械的強度と出射光の品質や表示品位との両方に優れた光変調装置用パネルとそのパネルを備えた高性能な光変調装置とを実現することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６２】
以下、本発明の実施の形態について図１〜図２４を参照しながら説明する。なお、これらの図で図示した構成において、共通のものについては同じ符号を付けて、繰り返しの説明を省略する。図１〜図４は本発明の光変調装置用パネルを模式的に描いた概略図である。図１は光変調用パネルの概略平面図、図２は図１の光変調用パネルの概略断面図、図３と図４は共に図１の光変調用パネルにおける各種の領域を描いた概略平面図である。
【００６３】
図１および図２に示す通り、第１の基板１と第２の基板２との外周部内側には、シール剤３を設け、さらに基板間にはスペーサー５を設け、パネルを形成している。第１の基板１と第２の基板２との間の距離を規定するためにスペーサー５を用いていて、両基板間の距離はスペーサー５の高さと同じになっている。また、シール剤３は第１の基板１と第２の基板２とに接着していて、第１の基板１と第２の基板２との間の距離が広がらない様にしている。
【００６４】
パネルには観察者が表示を観察できる領域として、使用領域を設け、使用領域の外側には、パネルの表示を観察できない非使用領域を設定している。使用領域には、電極が形成されている画素領域と、非画素領域が設定され、非画素領域には、光変調する物質を注入するための注入路領域とスペーサー領域によって構成されている。図１に示す通り、スペーサー５については、画素領域２３と注入路６とを一部を除き取り囲む様にして設けている。スペーサー５と第１の基板１と第２の基板２とによって画素領域２３と注入路６との空間が形成されていることになる。
【００６５】
図１では、スペーサー５が設けられている外周辺を使用領域と非使用領域との境界としている。第１の基板１または第２の基板２の外側外周部には、非使用領域を覆うように図示しない見切り板を配置し、非使用領域が観察されないようにする。また、シール剤３はパネルの外周周辺に注入口４を形成する様にして連続的に設けている。
【００６６】
画素領域２３は注入路６と注入口４とを通じてパネルの外部とつながっているため、注入口４と注入路６とを通じて光変調する物質を画素領域２３に設けることが出来る。光変調する物質をパネル内部に設けるにあたっては、例えば公知の真空注入法等を用いることが出来る。注入路６は画素領域２３とパネル外部とをつなぐために設けているものであるため、その機能を果たす範囲で任意の形状に設計することが出来る。
【００６７】
次に、図３と図４を参照しながらスペーサー５を形成している領域について説明する。本実施の形態のパネルでは、使用領域２１、非使用領域２２、画素領域２３、非画素領域２４の各領域を図３に示す様に設定している。一点鎖線の内側の領域が使用領域２１であり、その外側にある一点鎖線と二点鎖線の間に囲まれた領域が非使用領域２２である。使用領域２１の中の点線で描かれた領域の内側が画素領域２３を示している。画素領域２３はセグメント型に形成されていて、本実施の形態では、６角形の画素領域２３を「８」の字を表す様に７つ配置していて、この様な画素領域２３の集まりを２つ並べている。使用領域２１の内、画素領域２３を除く領域が非画素領域２４である。すなわち、使用領域２１は画素領域２３と非画素領域２４とに分かれている。
【００６８】
図４に示す通り、非画素領域２４はスペーサー領域２５と注入路領域２６とに分かれている。注入路領域２６に関しては、複数の画素領域２３をつなぐ様に画素領域２３に隣接して設けており、画素領域２３と注入路領域２６とは連続して形成される様にしている。本実施の形態では、この様な画素領域２３と注入路領域２６とを２箇所に設けている。この画素領域２３と注入路領域２６とのまとまりは一部で非使用領域２２とつながっており、それ以外ではスペーサー領域２５に接している。すなわち、この画素領域２３と注入路領域２６とのまとまりを囲む様にスペーサー領域２５を設けている。よって、本実施形態では、スペーサー領域の外周境界部が、使用領域と非使用領域の境界に設定されている。なお、本実施の形態では「８」の字を表す様に画素領域２３を設けているが、画素領域の数や形状、配置位置等については任意に設定することが可能である。
【００６９】
図４のスペーサー領域２５にスペーサーを設けることにより、図１に示す形状のスペーサー５が形成される。スペーサーの形成は以下のような製造方法を採用することができる。スペーサーの製造方法としては、フォトリソグラフィーの工法を用いて基板上に形成されることを特徴としたスペーサーが使用されている。この様なフォトリソグラフィーの工法を用いて設けられるスペーサーのことをフォトスペーサーと称する。フォトスペーサーを形成する方法としては、例えば次の様な製造方法が用いられている。一方の基板上にフォトスペーサーとなる材料の膜を希望する基板間距離と同じ厚さとなる様に設け、この上にフォトレジストを塗布する。設計したフォトマスクを用いてフォトレジストの露光を行った後、現像処理を行ってフォトレジストにパターンを形成する。この様な露光並びに現像処理の結果、スペーサーとしたい部分の上部にだけフォトレジストが残るため、フォトスペーサーとなる材料の膜に対しエッチングを行うと、スペーサーとならない部分は除去され、スペーサーとなる部分だけが残る。最後にフォトレジストを剥離することにより、フォトスペーサーが形成される。
【００７０】
この様な製造方法を用いて所定の高さのフォトスペーサーを形成した後に、シール剤を用いて２枚の基板を貼り合わせる方法によってパネルを完成させることが出来る。フォトスペーサーの材料としては、各種の有機高分子材料（例えばポリイミドやフォトレジスト）、無機（例えばガラス）の材料を用いることが可能である。
【００７１】
一方で、感光性の材料をフォトスペーサーの材料として用いることにより、露光及び現像によってパターンを形成し、それをそのままスペーサーとする製造方法も採用できる。この場合には、露光と現像によってスペーサーが形成されるため、エッチングや剥離の作業が不要である。この様なフォトレジストを材料とするフォトスペーサーのことを特にレジストスペーサーと呼ぶこととする。また、レジストスペーサーを含め、合成樹脂を材料とするスペーサーのことを樹脂スペーサーと称する。
【００７２】
樹脂スペーサーと基板との接着力に着目し、一方の基板に樹脂スペーサーを仮硬化の状態で形成した後、この仮硬化の状態の樹脂スペーサーをもう一方の対向する基板に接触させながら本硬化させることによって、樹脂スペーサーと両基板とを接着させることもでき
る。また、樹脂スペーサーの上に樹脂スペーサーを構成する有機高分子材料を含む樹脂膜を配置し、樹脂膜と基板との接着性を高めることで、樹脂スペーサーを固定化することもできる。
【００７３】
また、エッチング（ガラスの場合にはフッ酸などの酸を用いることが出来る）によって基板を直接加工しても良い。また、サンドブラスト等の工法を用いて基板を加工してスペーサーを形成しても良いし、例えばホットエンボス加工等の様に型を使った成型工法によって表面にスペーサーがある基板を成型しても良い。
【００７４】
従来技術のスペーサーが通常数μｍや数十μｍのオーダーの大きさを有し、パネル内に離散的に設けられるものであるのに対し、本実施の形態のスペーサー５は、パネルの大きさにもよるが、例えば数ｍｍや数ｃｍのオーダーの大きさで連続的に設けられるものであるため、従来技術のスペーサーと比べると非常に面積が大きい。しかし、非画素領域２４のほぼ全域に連続的に設けているために、逆にスペーサーであることを識別されにくい。
【００７５】
本実施の形態のパネルのスペーサー５は、その境界が画素領域２３との境界や注入路領域６との境界に一致しており、スペーサー領域２５内には境界がない。このため、スペーサー領域２５においては光が一様に透過する（また一様に吸収される）。そして、本実施の形態のパネルではスペーサー領域２５内においてスペーサー５が連続的に設けられていて境界が無いため、この様な散乱を抑え均一に光を透過することが出来る。
【００７６】
なお、スペーサー５と第１の基板１との境界やスペーサー５と第２の基板２との境界での散乱や屈折等を防ぐためには、スペーサー５の屈折率とこれら基板の屈折率とが、略同一であることが望ましい。また、スペーサー５と画素領域２３との境界やスペーサー５と注入路６との境界での屈折等を防ぐためには、同様にスペーサー５の屈折率と画素領域２３と注入路６とに設ける光変調する物質の屈折率とが略同一であることが望ましい。
【００７７】
例えば本実施の形態のパネルを表示装置に用いる場合には、注入路６を除けばスペーサー５と非画素領域２４とが一致しているため、スペーサー５は画像の背景部分として認識されスペーサーがあることが認識されないで済む。従来技術のスペーサーが目視で観察されない程の細かさであるためにスペーサーとして識別もされないものであるのに対して、本発明のスペーサーは目視で観察はされるのだが、画像の背景と同化しているためにスペーサーとしては識別されないことを狙ったものである。この様にして、本実施の形態によればスペーサーの存在に違和感を持たれることなく大きなスペーサーを設けることが出来、また散乱や屈折を抑えた高品位な画像の背景を実現することが可能となる。また、表示装置以外の光学装置に用いる場合に関しても、非画素領域２４のほとんどを占めるスペーサー領域２５を通過する光について従来技術のパネルと比べて散乱や屈折等の不要な乱れの少ないものとすることが出来る。
【００７８】
スペーサー５に無色透明なものを用いれば、スペーサー領域２５を通る光をそのまま透過させることが出来る。この場合、スペーサー領域２５ではパネルの背後にある景色がスペーサー５を通してそのまま見えることとなる。また、スペーサー５に着色されたものを用いれば、スペーサー領域２５からの出射光を特定の色とすることが可能である。このため、例えば表示装置の場合には、例えば顔料等によってスペーサーを着色すること等により画像の背景を特定の色にすることが可能である。
【００７９】
スペーサー５に例えば顔料等を用いて黒色にしたものを用いれば、スペーサー５を使って光を遮断することも可能である。この場合、スペーサー５によって光が吸収されるため、例えばクロム等を材料とした遮光膜を用いなくてもスペーサー領域２５を遮光領域とすることが出来る。この様にして作製したパネルを表示装置に用いれば、遮光膜を用いずに
画像の背景が黒いいわゆるネガ型の表示装置を実現することが可能となる。勿論、遮光を完璧にするために遮光膜を設ける様にしても良い。
【００８０】
本実施の形態のパネルでは、スペーサー領域２５の全域にスペーサー５を設けているため、画素領域２３内にスペーサーを設けることなく、スペーサーの面積を大きく取ることが出来ている。本実施の形態の様にスペーサー領域２５内のみにスペーサー５を設ける場合には、パネルの面積に対するスペーサーが設けられている面積の割合は、使用領域内２１における画素領域２３と注入路領域２６との合計とスペーサー領域２５との比によって決まる。セグメント型のパネルの場合には一般的に画素領域に対する非画素領域の割合が高い場合が多い。このため、特にセグメント型のパネルではスペーサーを大きくすることが出来る。このように、パネルの面積に対するスペーサーが設けられている面積の割合が大きいほど、基板間距離の制御を精度良く行うことが出来る。また、同じくスペーサーの変形量（ひずみ）がスペーサーの面積に反比例すると考えられており、パネルの面積に対するスペーサーが設けられている面積の割合が大きいほど、外力に対する機械的強度についても高い強度が得られる。このため、本実施の形態によれば、基板間距離の精度や外力に対する機械的強度に優れたパネルを実現することが出来る。
【００８１】
従来のパネル内スペーサーは、パネルを通る光が散乱してしまう問題や、スペーサーの部分だけ周囲と同じ様に光変調することが出来ない問題、また例えば液晶材料を用いる場合にはスペーサーの周辺で配向不良が発生する問題等様々な問題が発生したが、本実施の形態のパネルでは、画素領域２３にスペーサーを設けていないため、これらスペーサーに起因する問題の影響を受けない。このため、高性能な光変調装置を実現することが出来る。
【００８２】
また、図１より明らかな通り、本実施の形態のパネルではスペーサー領域２５の全域にスペーサー５を設け、使用領域２１内では画素領域２３と注入路６とだけを光変調する物質を設けることが可能な空間としている。このため、パネル内に光変調するための材料を設ける上で、例えば液晶材料や着色された粒子や溶液、電解液などの光変調するための材料を節約することができる。
【００８３】
スペーサー５は使用領域２１内において連続的に設けられていることが望ましいが、例えばスペーサー５に細かな隙間を空ける様にしても構わない。すなわち、従来技術のパネルでは細かなスペーサーがパネルの空間内に設けられているのに対し、細かなスペーサーの無い空間がスペーサー内に設けられている状態である。この場合でも、本発明が目的としている基板間距離の精度やパネルの機械的強度の向上について十分な効果を得ることが出来る。表示装置として用いる場合には、観察者とパネルとの間の距離にもよるが、例えば、スペーサーからスペーサーまでの距離が数μｍや数十μｍ程度であれば、細かなスペーサーの無い空間を目視で識別することは難しい。また、この様な方法を用いて逆に背景を際立たせる効果を狙うことも可能である。
【００８４】
上記において説明した実施の形態の様に、スペーサー５を使用領域２１内だけに設けても構わないが、更に非使用領域２２にもスペーサーを設ける様にしても良い。スペーサーを非使用領域にも設ける場合の一実施の形態について図５を参照しながら説明する。図５はスペーサーを非使用領域にも設ける場合の一実施の形態を模式的に描いた概略平面図である。
【００８５】
図５に示す通り、本実施の形態のパネルではスペーサー５を連続して非使用領域２２内にも設けている。また、この場合においても画素領域２３とパネルの外部とをつなぐため注入路６をスペーサー５の拡大に合わせて延長している。その他の構成については図１のパネルの同構成である。
【００８６】
図５では、スペーサー５を当初設定された使用領域２１の範囲よりも大きな面積で設けている。先の図１では、使用領域と非使用領域の境界部を、スペーサー領域の外周境界部と一致させていたが、そのような場合には、例えばパネルを製造する過程でスペーサーの位置がずれたり、何らかの理由によって装置の使用領域の範囲が変更されたりした場合に不具合が生じる可能性がある。例えば非使用領域を覆うように配置する見切り板の配置時に、パネルとの位置関係がずれた場合には、スペーサーが設けられた使用領域とスペーサーが設けられていない非使用領域との境界が観察されてしまうことが生じる。よって、図５に示す様に、スペーサー５を当初設定された使用領域２１の範囲よりも大きな面積で設けることにより、パネルの使用領域の範囲について余裕を持たせることが出来る。
【００８７】
また、この様にスペーサー５を非使用領域２２にも設けることにより、パネル内をスペーサー５が占める割合を大きくすることが出来るため、例えば基板間距離の精度や外力に対する機械的強度の向上等の面でも良い効果を得ることが出来る。勿論、スペーサーをこの様に連続的に設ける以外にも、図示しないが、例えば基板間距離の制御のために、使用領域に設けたスペーサーから離れた位置に別途スペーサーを設けても良い。この場合、状況に応じて例えばドット状やストライプ状の様にして断続的に設けても良い。また、スペーサー５とシール剤３とが接する様にスペーサー５を設けても良い。特に非使用領域が大きい場合には、以上の様に非使用領域にもスペーサーを設けることが好ましい。
【００８８】
次に、画素領域内にも部分的にスペーサーを設ける場合の一実施の形態について図６を参照しながら説明する。図６は図１のパネルの一部を拡大して模式的に描いた概略拡大平面図である。図６に示す通り、スペーサー５の間に画素領域２３と注入路６とがあり、画素領域２３の中に更に部分的にスペーサー５を設けている。
【００８９】
画素領域２３が大きくなるに従って、画素領域外側に配置されているスペーサー５間の距離が広がり、画素領域２３内の基板間距離の制御が難しくなる場合がある。例えばプラスチック等の材料を使った可撓性のある基板を用いる場合に特に顕著で、画素領域２３の端付近の基板間距離に対して中央部分の基板間距離が大きかったり小さかったりする問題を生じる。また、セグメント型のパネルの特徴として、マトリックス型のパネルと比べて一つ一つの画素領域の面積が大きい場合が多いと言うことがある。
【００９０】
そこで、画素領域２３の周囲にスペーサー５を設けるだけでは画素領域２３内の基板間距離を十分に制御出来ない場合には、図６に示す通り、画素領域２３内にも細かな部分的なスペーサー５を設けると良い。この場合、部分的なスペーサー５が画素領域２３を通る光を乱す原因となるため、部分的なスペーサー５の形状や大きさ、分布等についてはその他の仕様に合わせ最適化することが望ましい。特に表示装置に用いる場合には、部分的なスペーサー５を観察されない様な大きさとすることが望ましい。この場合、部分的なスペーサー５をドット状に分散させて設けると良い。なお、図示しないが、状況に合わせて注入路６内にも同様の細かなスペーサーを設けても良い。
【００９１】
スペーサーを両基板に固着させる場合の一実施の形態について図１、図３、図４、図７を参照しながら説明する。図７はスペーサーを両基板に固着させる場合の一実施の形態を模式的に描いた概略断面図である。
【００９２】
図７に示す通り、第１の基板１と第２の基板２との間にシール剤３とスペーサー５とを設けパネルを形成している。スペーサー５は第１の基板１に設けていて、第１の基板１に固着している。更に、スペーサー５と第２の基板２との間には樹脂膜７を設けており、この樹脂膜７を介してスペーサー５が第２の基板２に固着している。また、シール剤３は第１の基板１と第２の基板２とに接着していて、第１の基板１と第２の基板２との間の距離
が広がらない様にしている。
【００９３】
なお、第１の基板１にスペーサー５を設ける代わりに、前述の例えばガラスやプラスチック等の板材を直接加工してスペーサーを形成し、第１の基板１とスペーサー５とが一体となったものを用いても良い。
【００９４】
本実施の形態のパネルでは、スペーサー５が第１の基板１と第２の基板２との両方に固着していることから、第１の基板１と第２の基板２との間の距離を強固に固定できる。本実施の形態によれば、スペーサー５が基板同士を近づけない様にすると同時に離さないようにもするため、両基板間の距離を精度良く一定の大きさに保つことが出来る。また、両基板の位置関係がスペーサー５と樹脂膜７とによって固定されているため、外力が加わった場合にも基板間の距離が変化することを抑えることが出来る。
【００９５】
特に剛性の低い可撓性のある基板を用いる場合には、基板が変形しやすいため、基板間の距離を一定の大きさにして保つことが非常に難しい。このため、本実施の形態の様にスペーサー５を両基板に固着することが特に有効である。この様なスペーサーを両基板に固着させるパネルは、例えばメモリ性を示す液晶材料を用いた表面安定化強誘電性液晶モードのパネルには有効である。表面安定化強誘電性液晶モードのパネルの場合には、ペンや指で押してパネルに外力を加えることにより基板間の距離が大きくなると、液晶の配向が壊れ、表示が良好に行われなくなる。このようにスペーサーが両基板に固着しているパネルの場合には、液晶の配向が壊れるのを防ぐことができる。
【００９６】
スペーサー５を両基板に固着させることは次の様な点からも重要である。スペーサー５が第２の基板２に固着していない場合には、スペーサー５と第２の基板２との間に隙間が出来て、そこに光変調する物質が入り込んでしまう可能性がある。すると、本来想定されていない様な光の変調がそこで起きてしまい、パネルから出る光が希望とは異なるものとなってしまう。例えば表示装置の場合には、画像の背景に相当する非画素領域２４内の色調が本来のものとは異なる様になったり、一部にだけ光変調する物質が入り込み背景がまだら模様になってしまったりする。可撓性のある基板を用いる場合には基板が変形して基板間の距離が広がりやすいため、この様なことが起こる可能性が特に高い。本実施の形態によれば、スペーサー５を第２の基板２に固着させることによってこの様な問題を防ぐことが出来る。
【００９７】
また、可撓性のある基板を用いる場合には、基板が変形してはがれやすいため、スペーサー５と両基板とが固着されている領域の面積がパネル内で出来るだけ大きな割合を占めていることが望ましい。本実施の形態では、図１に示す様に、非画素領域のほぼ全域にスペーサー５を連続的に設けているため、非常に大きな面積でスペーサーと第２の基板２とを固着させることが出来ている。
【００９８】
なお、前述の非使用領域２２内に部分的なスペーサーを設ける場合や画素領域２３内に部分的なスペーサーを設ける場合についても、同様に樹脂膜を介してスペーサーと基板とを固着させることで効果が向上する。
【００９９】
前述の様にスペーサー５と第１の基板１との境界やスペーサー５と第２の基板２の境界で余計な屈折を生じさせない様にするためには、スペーサー５と第１の基板１と第２の基板２との屈折率がなるべく近いことが好ましい。本実施の形態の様にスペーサー５と第２の基板２との間に樹脂膜７を設ける場合には、樹脂膜７についてもその屈折率がこれらの構成要素の屈折率に出来るだけ近いこと、略同一であることが望ましい。
【０１００】
スペーサーを固着する方法としては、細かな接着性の粒子を散布する方法でも構わない
が、スペーサーを構成する有機高分子材料を含む樹脂膜を固着部に配置するのがのぞましい。樹脂膜７についてはスペーサー５と第２の基板２とを固着させるのに十分な固着力を有していることが必要である。また、光変調する物質に対する悪影響がないことや経時変化が少なく安定性を備えていること等が、スペーサー５と同様に樹脂膜７の特性として重要である。他にもその屈折率や色がスペーサー５と同じであることが好ましい。この様な諸要素を勘案した場合、スペーサー５に用いる有機高分子材料を樹脂膜７にも用いることは特に適切と考えられる。この場合、スペーサー５に用いる有機高分子材料に例えば溶媒や固着力を高めるための添加物を加えて用いることが出来る。特に溶媒については、後述のパネルの製造方法において、樹脂膜７の配置時に粘性の調整にあたって重要な役割を果たす。
【０１０１】
次に基板が偏光機能を有する場合の一実施の形態について図８と図１、図３、図４を参照しながら説明する。図８は偏光機能を有する基板を用いた場合の一実施の形態を模式的に描いた概略平面図である。
【０１０２】
本実施の形態では、図１で示したパネルにおいて、第１の基板１と第２の基板２自体とに、通過する光を直線偏光に変換する機能を有するものを用い、両基板の偏光方向が直交する様に第１の基板１と第２の基板２とを配置している。このように、第１の基板と第２の基板自体が偏光機能を有していてもよいし、第１の基板上または第２の基板上に偏光機能を有する偏光機能素子を配置しても構わない。
【０１０３】
偏光機能を有する基板については、特に限定しないが、例えばポリビニルアルコールにヨウ素や色素を吸着させた偏光機能素子である偏光フィルムをそのまま用いてもよいし、それらの偏光機能素子を基板として使用するガラスやプラスチック等の板に貼ったものを用いることが出来る。また、透過型の物でも良いし、反射型のものでも良い。
【０１０４】
また、スペーサー５には特に屈折率に異方性がなく複屈折性を有しないものを用いている。その他の構成は前述の実施の形態と同じである。本実施の形態のパネルでは、スペーサー５の屈折率に異方性がなく、等方的であるため、スペーサー５を通る直線偏光は偏光方向を変えずにそのまま通過する。このため、第１の基板１を通してパネル内に入る光は、第１の基板１によって直線偏光に変換された後、偏光方向を変えずにスペーサー５を通過し、第１の基板１の偏光方向と偏光方向が直交している第２の基板２によって遮断される。この様に、本実施の形態によれば、スペーサー５を設けているスペーサー領域２５を通る光が第１の基板１と第２の基板２とによって遮断されるため、遮光膜を別途設けることなくスペーサー領域２５を遮光領域としたパネルを実現することが可能となる。
【０１０５】
なお、本実施の形態の場合、偏光機能を有する２枚の基板によって光が遮断されるため、スペーサー５に関しては屈折率が等方的なものであれば良く、無色透明なものでなくても構わない。このため、スペーサー５に色の付いた材料を用いることも可能である。
【０１０６】
画素領域２３を光が通り抜ける透光領域とするためには、例えば光変調する物質として液晶材料を画素領域２３内に設け、第１の基板１からの直線偏光を第２の基板２の偏光方向の偏光成分を持つ偏光に変換する方法を用いることが出来る。この様な偏光方向を変換する作用を持つ液晶の駆動モードとしては、例えば液晶材料の旋光性を利用するねじれネマティックモードや複屈折性を超ねじれネマティックモード、表面安定化強誘電性液晶等の各種の駆動モードがある。なお、これらの駆動モードの場合には液晶材料の配向を制御することが必要である。この様な液晶材料を用いた各種の駆動モードを用いることによって画素領域２３を通る光を任意に変調することが出来る。
【０１０７】
液晶材料の向きには通常ある程度の分布が生じるため、液晶の偏光の方向を完全に変え
ない様にすることは難しい。また、例えばねじれネマティックモードの場合の様に、液晶材料の向きを偏光の方向を変えないような向きに揃えるためには電圧の印加が必要とされる場合もある。このため、従来技術のパネルの場合には、遮光膜を用いずに非画素領域２４を遮光領域としたパネルを実現することが難しかった。
【０１０８】
本実施の形態のスペーサー５の場合には単純に光がそのまま通るだけであるため、何ら操作を必要とせず、両基板の偏光方向を直交させることにより、図８に図示するように、スペーサー５の領域をほぼ完全に光を遮断することが出来る。よって、画素領域２３と非画素領域２４のほとんどを占めるスペーサー領域２５との間のコントラストが高い光変調装置が実現出来る。また、遮光膜を用いることなく、背景を黒色としたいわゆるネガ型の表示装置を容易に実現することが出来る。
【０１０９】
偏光機能を有する基板を用いる場合の別な一実施の形態について図９、図１、図３、図４を参照しながら説明する。図９は偏光機能を有する基板を用いる場合の別な一実施の形態を模式的に描いた概略平面図である。
【０１１０】
本実施の形態では、両基板の偏光方向が平行となる様に第１の基板１と第２の基板２とを配置している。その他の構成は前述の実施の形態と同じである。本実施の形態では、第１の基板１の偏光方向と第２の基板２の偏光方向とが一致しているため、第１の基板１によって直線偏光に変換された光は、偏光方向を変えずにスペーサー５を通過した後、第２の基板２によって遮断されずにそのまま通り抜ける。このため、本実施の形態によれば、図９に示す様に、スペーサー５を設けたスペーサー領域を遮光領域ではなく透光領域とするパネルを実現することが出来る。但し、本実施の形態では直線偏光がそのままパネルを通過するため、スペーサー５の色の影響を受けることとなる。本実施の形態のパネルを表示装置に用いれば、背景が白色のいわゆるポジ型の表示装置を実現することも出来る。
【０１１１】
なお、第１の基板１と第２の基板２との配置については、両基板の偏光方向が互いに完全に直交する様に或いは平行となる様に配置しなくても、状況に応じて若干ずらして配置しても良い。また、第１の基板１の偏光方向と第２の基板２の偏光方向とが直交と平行との間となる様に両基板を配置して、スペーサー領域２５を任意の中間調にしても良い。また、以上、両基板に偏光機能を有する基板を用いる場合の実施の形態について説明したが、一方の偏光機能を有する基板として反射機能を有する基板に置き換えて用いることも出来る。
【０１１２】
図１から図９については、両基板を張り合わせるためにシール剤を設けたが、このシール剤の構成を省略することができる。次に、固着したスペーサーをシール剤のかわりにパネルの外壁として用いる本発明の光変調装置用パネルについて図１０、図１１、図１２を参照しながら説明する。図１０はパネルの概略平面図、図１１は図１０の概略断面図、図１２は図１０のパネルにおける各種の領域を描いた概略平面図である。
【０１１３】
図１１に示す通り、第１の基板１と第２の基板２との間にスペーサー５と樹脂膜７とを設けパネルを形成している。スペーサー５は第１の基板１に設けていて、第１の基板１に固着している。更に、スペーサー５と第２の基板２との間に樹脂膜７を設けており、この樹脂膜７を介してスペーサー５が第２の基板２に固着している。このため、第１の基板１と第２の基板２との間の距離はスペーサー５の高さとほぼ一致する長さとなっている。  
【０１１４】
図１０に示す通り、本実施の形態のパネルでは、注入口４、注入路６、画素領域２３の部分を除いて、第１の基板１と第２の基板２とが重なる範囲のほぼ全域にスペーサー５を設けている。また、スペーサー５は第１の基板１と図示しない樹脂膜によって第２の基板２とに固着している。このため、第１の基板１と第２の基板２とスペーサー５と図示しな
い樹脂膜とによって、画素領域２３と注入路６と注入口４とがつながった空間がパネル内に形成されている。なお、注入口４付近ではスペーサー５が第２の基板２の縁部外側に突き出る様な形状で、第１の基板１と第２の基板２とが重なる範囲の外側まで連続的に設けている。
【０１１５】
図１２に示す通り、本実施の形態のパネルでは画素領域２３と注入路領域２６とスペーサー領域２５との各領域を設定している。スペーサー領域２５と注入路領域２６とによって非画素領域が構成されている。本実施の形態では、非画素領域が両基板の重なる範囲のほぼ端にまで達しているため使用領域と非使用領域との区別を設けていない。
【０１１６】
本実施の形態では、六角形の画素領域２３を「８」の字を表す様に７つ配置していて、この様な画素領域２３の集まりを２つ並べている。注入路領域２６に関しては、複数の画素領域２３をつなぐ様に画素領域２３に隣接して設けており、この様な画素領域２３と注入路領域２６とのまとまりに対して、注入口４となる注入路領域２６の一部を除いてスペーサー領域が接する様にしている。すなわち、この画素領域２３と注入路領域２６とのまとまりの一部を除いて囲む様にスペーサー領域２５を設けている。なお、本実施の形態では「８」の字を表す様に画素領域２３を設けているが、画素領域の数や形状、配置位置等については任意に設定することが可能である。
【０１１７】
本実施の形態のパネルでは、スペーサー５がパネルの外壁の役割を果たしているため、従来技術のパネルにおいてパネルの外周付近に設けるシール剤が不要である。つまり、第１の基板と第２の基板との距離の規定も、第１の基板と第２の基板との固着も、このスペーサーのみによって行われている。このため、光変調装置としての機能に寄与しない非使用領域をほとんど無くし、パネルの全体或いはほぼ全体を使用領域として用いる事が出来る。パネルの非使用領域が減るため、その分だけ使用領域の大きさを変えずにパネルの大きさを小さくする事が出来る。また、画素領域２３と注入路６とにだけ光変調する物質が設けられるため、非使用領域に設けられる無駄な光変調する物質が無くなり非常に効率的である。
【０１１８】
シール剤を用いたパネルでは、シール剤の端が直線的にならず波打ったり繊毛が出ている様な状態になり美観が損なわれるため、例えば光変調装置をディスプレイの様に観察される用途で用いる場合には外装や遮光膜を設けてシール剤を隠す事が行われる。これに対し、本実施の形態の場合には、画素領域２３や注入路６の端から両基板が重なる範囲の端付近までスペーサー５が連続して形成されていて、一様に光が透過するため非常に美しく、外装を設けて隠す必要が無い。このため、パネル全体を使用領域として用いる事が出来る。また、外装を設けて端子部分やスペーサー５の端を隠す場合でも、両基板が重なる範囲のほぼ端までスペーサー５を形成する事が出来るため、パネルのほぼ全体を使用領域として用いる事が出来る。
【０１１９】
シール剤を用いるパネルの場合には、製造工程において両基板を重ね合わせた後両基板に圧力をかける際にシール剤を押し潰すために大きな圧力が必要とされる。また、シール剤近辺の基板間の距離がパネル内の他の箇所と異なる問題が生じる場合がある。本実施の形態のパネルでは、シール剤を用いず、またスペーサー５の高さが元々基板間の距離とほぼ同じであるため、その様な大きな圧力が必要なく、またパネル全体に渡って均一な基板間の距離を実現する事が出来る。
【０１２０】
また、本実施の形態では注入口４もスペーサー５を用いて形成している。通常、注入口の部分はパネルの外壁であるシール剤がパネルの外側に突き出る形状とし、その先端が２枚の基板が重なっている範囲の端に近づくようにする。シール剤を用いる従来技術のパネルでは、シール剤を一方の基板に塗布した後、両基板を重ね合わせて圧力をかけシール剤
を押し潰すため、シール剤が広がる。（その広がる程度は、塗布時のシール剤の高さと加圧後の基板間の距離によるが、一般的に３倍から１０倍程度である。）このため、注入口の形状や幅及びその先端の位置を高精度で制御する事が難しい。しかし、本発明のようにスペーサー５を用いて注入口４を形成する場合には、注入口４の形状や幅、先端の位置を自由に設計する事が出来ると共に、スペーサー５の形状変化が非常に少ないため高精度で制御する事が出来、注入工程での不良を削減する事が出来る。
【０１２１】
フィルム基板を用いる場合には、基板が撓む事によって注入口４が塞がれ、パネル内に光変調する物質を注入する事が困難となる場合がある。このため、注入口の幅やその先端の位置を適切に制御できる事が特に重要である。なお、両基板が接触する事により注入口４を塞ぐ事を防ぐには、注入口４部分のスペーサー５を第２の基板２の縁部外側にまで設ける様にすると良い。また、注入口４や注入路６を広くする場合には、その一部にスペーサーを設けて基板間の距離を保てる様にすると良い。
【０１２２】
本実施の形態では、第１の基板１と第２の基板２とが重なる範囲が長方形になっているが、その形状はこの様な４角形に限らず例えば星型など様々な形状とする事が出来る。従来技術のパネルで用いるシール剤の場合には、両基板を重ね合わせた後圧力を加える際に押し潰されて塗布時の形状から広がるため、鋭角を含む形状や頂点の数の多い細かい形状を実現する事が難しい。また、その端面が真っ直ぐな直線や滑らかな曲線とならないため、狙い通りにシール剤の端を画素領域の端に合わせて設ける事が出来ない。このため、両基板が重なる範囲の形状が複雑なパネルを実現する事が困難である。本実施の形態の場合には、両基板が重なる範囲や画素領域が鋭角を含む複雑な形状の場合でも、スペーサー５を用いる事により、その形状に合わせてパネル内の空間を形成するための壁を設ける事が出来る。このため、例えばプラスチックの様な加工が容易な材質の基板を用いて様々な形状のパネルを作る場合に特に有効である。
【０１２３】
スペーサー５の端を出来るだけ利用者に観察されにくくする場合には、スペーサー５の端と両基板が重なる範囲の端とを極力一致する様にすると良い。一方で、後述する実施の形態の様に両基板が重なる範囲の外周付近に更に接着剤を設ける場合には、スペーサー５の端と両基板が重なる範囲の端とに距離をもたせ、接着剤を設けるための場所を作ると良い。また、本実施の形態では両基板が重なる範囲の内側だけにスペーサー５を設けているが、スペーサー５は両基板が重なる範囲の外側にも設ける様にしても良い。逆にスペーサー５の端が両基板の重なる範囲の端から大幅に内側にあっても良い。スペーサーの場合には、端面を任意の真っ直ぐな直線や滑らかな曲線で構成する事が出来るため、利用者に観察される場合でもシール剤に比べ違和感を少なくする事ができる。
【０１２４】
なお、以上樹脂膜を介してスペーサーを基板に固着させる場合について説明したが、スペーサーを直接基板に固着させる場合についても同様に本実施の形態を適用する事が出来る。また、以下の実施の形態についても同様である。
【０１２５】
次に、注入口付近の構造について図１３を参照しながら説明する。図１３は本実施の形態のパネルを模式的に描いた概略平面図である。本実施例では、注入口についてもスペーサー５で形成しているため、図１３に図示するように、第１の基板１と第２の基板２とが重なる範囲の縁部、第２の基板２の外側まで、スペーサー５が配置されている。また、注入口４は複数設けられており、図１３では注入口４を２つ設けている。また、画素領域２３と注入路６と注入口４とがつながった空間が２つパネル内に形成されている。その他の構成は図１０のパネルと同じである。
【０１２６】
本実施の形態のパネルでは、複数の注入口４を分散して設ける事により、画素領域２３とパネルの外へ通じる注入口４とをより短い距離で結ぶ事が可能となっている。これによ
り、画素領域２３と注入口４との間の注入路６の長さを短くする事が出来、注入路６の面積を一層小さくする事が出来る。注入口４から画素領域２３までの注入経路が短くなり、また同時に複数の注入口４を通して注入を行えるため、光変調する物質を注入する際に必要な時間を短縮する事が可能となる。また、注入路６の面積が小さくなるため、パネルの大きさを更に小さく出来ると共に、光変調する物質の使用量を減らす事が出来る。この様な複数の注入口を設ける事の効果は、パネルが大きくなり画素領域２３のある範囲が広くなる程大きくなる。
【０１２７】
なお、図１３に示す本実施の形態では注入口４を２つ設けているが、更に多くの注入口を設け、パネル内に形成される空間を更に多くしても良い。また、注入口４を２つ共画素領域２３に対して同じ方向に設けているが、注入口は画素領域に対して様々な方向に設けて良い。
【０１２８】
次に基板間に更に接着剤を設けて２枚の基板の耐剥離性を高める場合の一実施の形態について図１４を参照しながら説明する。図１４は本実施の形態のパネルを模式的に描いた概略平面図である。
【０１２９】
図１４に示す通り、本実施の形態のパネルでは、第１の基板１と第２の基板２とが重なる範囲の外周付近に接着剤９を設けている。その他の構成は図１３のパネルと同じである。
【０１３０】
本実施の形態の様に、接着強度の高い接着剤９を第１の基板と第２の基板とが重なる範囲の縁部に更に設ける事により、スペーサー５と２枚の基板との間の剥離を発生しにくくし、パネルの耐剥離性を高める事が出来る。通常、基板とスペーサーとの剥離はパネルの外側に近い場所から始まるため、特に両基板が重なる範囲の端の近辺に接着剤９を設けると良い。
【０１３１】
一般に従来のシール剤は光変調する物質と接触して設けられているため、シール剤の材料選定には、未硬化物の残存量やイオン濃度など考慮しなければならない。しかし、接着剤９はスペーサー５により画素領域２３と隔てられているため、画素領域２３に設けられる光変調する物質と接触しない。このため、接着剤９による光変調する物質への悪影響を考慮する事なく、使用する接着剤を選ぶ事が出来る。このため、基板の材質に合わせ特に接着強度、剥離強度の高い強力な接着剤を用いる事が出来る。接着剤９には、特に限定しないが瞬間接着剤、紫外線硬化型接着剤、嫌気性接着剤、熱硬化型接着剤等、種々のものを用いる事が出来る。接着剤９を設ける部分とスペーサー５を設ける部分との見た目を揃えたい場合には、両者の色や透明度、屈折率や複屈折が生じる度合いなどを近づけると良い。
【０１３２】
特にフィルム基板の様に可撓性のある基板の場合には、基板が撓む事によって基板を剥離しようとする力が小さな面積に集中して加わるため剥離が発生し易い。比喩的に述べると、撓みにくい基板の場合には力のかかる部分が面的であるのに対し、撓みやすい基板の場合には力のかかる部分がより線的になるため、力が集中してかかり剥離が発生しやすくなる。このため、フィルム基板を用いる場合には、図１４に図示する様にパネル内に更に接着剤を設ける事が特に効果的である。
【０１３３】
また、従来のシール剤に比べ、粘性の低い材料を使用できるため、その配置方法は種々選択することが出来る。例えば接着剤９は、第１の基板１と第２の基板２とスペーサー５と図示しない樹脂膜とによってパネルを形成した後に、基板間に浸透させる事によってパネル内に設ける事が出来る。接着剤を両基板が重なる範囲の端に接触させると、光変調する物質をパネル内に注入する場合と同様に、毛細管現象によって接着剤が基板間に入っていく。勿論、２枚の基板を重ね合わせる前に予め接着剤を設けても良い。また、基板間に
限らず、接着剤を第１の基板１と第２の基板２との側面に設けて両基板を接着しても良い。
【０１３４】
接着剤９を設ける工程は、光変調する物質をパネル内に注入する工程の前に行っても良いし、後に行っても良い。注入工程の前に接着剤９を基板間に設けておくと、光変調する物質が基板間に入り込む事を防ぐ事が出来るためパネル製作上好都合である。また、特に紫外線硬化型や熱硬化型の接着剤を用いる場合には、光変調する物質が紫外線や熱による悪影響を受ける事を防ぐ事が出来るため、光変調する物質を注入する前に接着剤９を設けて硬化させると良い。
【０１３５】
接着剤９はパネル外周付近の一部にだけ設ける様にしても良い。また、接着剤９とスペーサー５とは必ずしも接触しなくても良い。接着剤９をパネルの外周の一部にだけ設ける事により、接着剤９をパネル内に設ける手間を減らす事が出来、接着剤の使用量も削減する事が出来る。また、特に注入口４の付近に接着剤を設ける際には、誤って注入口４を通じて注入路６や画素領域２３に接着剤が入ってしまう可能性があるため特に注意が必要であるが、注入口４の付近を避けて接着剤を設ける事によりその様な失敗の起こる可能性を減らす事が出来る。
【０１３６】
耐剥離性を高めるための接着剤をパネル外周の一部に設ける場合の一実施の形態について図１５を参照しながら説明する。図１５は本実施の形態のパネルを模式的に描いた概略平面図である。図１５に示す通り、本実施の形態では接着剤９をパネルの２枚の基板が重なる範囲の四隅に設けている。その他の構成は図１３のパネルと同じである。２枚の基板の剥離は隅の方から生じるため、２枚の基板が重なる範囲の四隅に設ける事は特に効率的である。勿論四隅だけでなくその他の場所にも設けても良い。
【０１３７】
次に、１つのパネルを製作後、切断して複数のパネルを得る本発明の光変調装置用パネルの製造方法の一実施の形態について図１６を参照しながら説明する。図１６は本実施の形態の製造方法を模式的に描いた概略平面図である。
【０１３８】
図１６に示す通り、最初に第１の基板１と第２の基板２とスペーサー５と図示しない樹脂膜とによって形成されるパネルを後述する製造方法により製作する。このパネルでは、注入口４、注入路６、画素領域２３の部分を除いて、第１の基板１と第２の基板２とが重なる範囲のほぼ全域にスペーサー５を設けている。また、スペーサー５は第１の基板１と図示しない樹脂膜によって第２の基板２とに固着しており、画素領域２３と注入路６と注入口４とがつながった空間がパネル内に複数形成されている。この様なパネルを製作した後、任意の場所を切断して複数のパネルに分割する。
【０１３９】
本実施の形態の製造方法によれば、予め大きなパネルを製作しておいて、後程それを切断する事により、複数の任意の大きさのパネルを得る事が出来る。例えば数を表すパネルの場合には、数字を表す画素領域を多数設けた大きなパネルを製作しておいて、後程それを切断する事によって任意の桁数の数を表すパネルを得る事が出来る。また、パネルの一部に不良が発生した場合には、分割する際に不良部分を切り落として良い部分だけを用いる事により歩留まりを高める事が出来る。例えば数を表すパネルの場合には、１桁分や２桁分など、限られた部分だけを取り除く事が出来るため効率的である。
【０１４０】
シール剤をパネルの外壁としてパネルの外周付近に設ける従来技術のパネルでは、パネルを切断するとパネルの外壁がなくなるため、パネルを切断して分割する事が出来ない。これは、パネルの外壁としてのシール剤がパネルの外周周辺だけに設けられていて、パネル内が１つの空間になっている事による。また、シール剤を使用領域にも塗布する事によりパネル内に複数の空間に設ける場合には、シール剤が観察される事を避けるために遮光
膜を用いる等の対策を講じる事が必要である。
【０１４１】
本実施の形態のパネルでは、画素領域２３と注入路６と注入口４との部分を除いてパネルのほぼ全域に設けたスペーサー５がパネルの外壁としての機能を果たしていると共に、パネル内の画素領域２３と注入路６と注入口４とがつながった空間がスペーサー５によって複数に分けられている。この様な構造である事から、パネルを切断した後もスペーサー５によってパネルの外壁の機能が維持されるため、パネルを切断して分割する事が可能となっている。
【０１４２】
スペーサーを離間して設ける場合の実施の形態について図１７、図１８を参照しながら説明する。図１７はスペーサーを離間して設ける場合の一実施の形態を模式的に描いた概略平面図、図１８は別の一実施の形態を模式的に描いた概略平面図である。
【０１４３】
図１７に示す通り、第１の基板１と第２の基板２とスペーサー５と図示しない樹脂膜とによってパネルが形成されている。画素領域２３、注入路６、注入口４の周りにスペーサー５を設け、それぞれの画素領域２３と注入路６と注入口４との集合毎にスペーサー５とスペーサー５との間を離す様にしている。スペーサー５は第１の基板１と図示しない樹脂膜によって第２の基板２とに固着していて、画素領域２３と注入路６と注入口４とがつながった空間がパネル内に複数形成されている。
【０１４４】
図１８に示す通り、本実施の形態では、スペーサー５の形状をより画素領域２３と注入路６との形状に近い形状にしている。また、一部でスペーサー５が連続している様にしている。その他の構成は図１７のパネルと同じである。
【０１４５】
図１７の実施の形態では、それぞれの画素領域２３と注入路６と注入口４との集合毎にスペーサー５を離す様にしているが、複数の集合毎にスペーサー５の間を空ける様にしても良い。また、１つの集合につき１つの注入口を設けているが、複数の集合に対して１つの注入口を設ける様にしても良い。また図示しないが、ドット状のスペーサー５を他に設けても良い。
【０１４６】
図１８の本実施の形態ではスペーサー５が連続しているが、スペーサー５は完全に離間していても良い。光変調する物質が注入口４以外の場所から基板間に入るのを防ぐため、特に注入口４の付近ではスペーサー５を連続させておくと効果的である。
【０１４７】
図１７および図１８の形態のパネルでは、スペーサー５が設けられていない箇所を切り出しする事によりパネルを容易に切断分割する事が出来る。偏光機能を有する基板を用いて、両基板の偏向方向が直交する様に両基板を配置する場合には、光が遮断されスペーサー５間の隙間も観察されないため特に有効である。また、画素領域以外に遮光膜を設ける場合に用いても良い。
【０１４８】
次に基板に電極を設ける場合の一実施の形態について図１９〜図２１を参照しながら説明する。図１９〜図２１は基板に電極を設ける場合の一実施の形態を模式的に描いた概略平面図である。図１９は本実施の形態のパネルのセグメント電極と注入路電極とについて模式的に描いた概略平面図、図２０は本実施の形態のパネルのコモン電極について模式的に描いた概略平面図、図２１は本実施の形態のパネルの一部を拡大して模式的に描いた概略拡大平面図である。
【０１４９】
図１９に示す通り、本実施の形態のパネルでは、第１の基板１にセグメント電極１１とセグメント電極用配線１２、注入路用電極１７と注入路用電極用配線１８とを設け、図２０に示す通り、第２の基板２にコモン電極１３とコモン電極用配線１４とを設けている。
また、図２１に示す通り、セグメント電極１１は画素領域２３から若干はみ出るように、大きめに設けられていて、一部スペーサー５と重なっている。
【０１５０】
セグメント電極用配線１２はセグメント電極１１とパネル外部との間を電気的に接続するために、コモン電極用配線１４はコモン電極１３とパネル外部との間を電気的に接続するために、注入路用電極用配線１８は注入路用電極１７とパネル外部との間を電気的に接続するために、それぞれ設けている。
【０１５１】
セグメント電極１１は画素領域毎に個別に設けていて、コモン電極１３は全ての画素領域に共通となる様に設けている。注入路用電極１７は、セグメント電極１１と接触しない様にしながら、図４で図示した注入路領域２６の大よそ全体とスペーサー領域２５の一部とに設けている。本実施の形態では注入路用電極１７を、２つの「８」のセグメント部２箇所と、「８」のセグメント部とシール剤３との間の１箇所、計３箇所に別体で設けているが、これらがつながる様な形状でパターニングして注入路用電極１７を１つとすることも可能である。
【０１５２】
セグメント電極用配線１２とコモン電極用配線１４とを通じて、コモン電極１３と選択したセグメント電極１１との間に電位差を設けることによって、選択したセグメント電極１１の位置にある画素領域２３に選択的に電圧をかけることが出来る。同様に、注入路用電極用配線１８とコモン電極用配線１４とを通じて、コモン電極１３と選択した注入路用電極１７との間に電位差を設けることによって、選択した注入路用電極１７の位置にある注入路６に選択的に電圧をかけることが出来る。
【０１５３】
従来技術のパネルでは、光変調する物質をパネル内の全域に設け、セグメント電極とコモン電極とが重なる部分において基板間に電圧をかけて電気光学効果を生じさせる様にしていた。このため、セグメント電極とコモン電極とが重なる部分が画素領域になっている。一方で、光変調する物質がパネル内の全域に設けられているため、コモン電極とセグメント電極用配線、或いはセグメント電極とコモン電極用配線とが重なると、これら配線の設けられている場所でも基板間に電圧がかかって電気光学効果が発生していた。
【０１５４】
しかし、本実施の形態のパネルでは、図４に図示するように、使用領域２１の内、画素領域２３と注入路領域２６とを除いたスペーサー領域２５の全域にスペーサーを設けている。このため、画素領域２３と注入路領域２６とにだけ光変調する物質が設けられ、スペーサー領域２５には光変調する物質が存在しない。この様な構成のため、本実施の形態のパネルでは、画素領域２３と注入路領域２６とにおいてのみ電気光学効果が発生し、スペーサー領域２５では電気光学効果が発生しない。
【０１５５】
本実施の形態では、スペーサー領域２５内で電気光学効果が発生しないことから、セグメント電極１１やコモン電極１３、セグメント電極用配線１２、コモン電極用配線１４等をスペーサー領域２５内に自由に設けることが出来る。即ち、例えばコモン電極１３とセグメント電極用配線１２、或いはセグメント電極１１とコモン電極用配線１４とがスペーサー領域２５において重なる様に設けることが可能である。また、セグメント電極１１とコモン電極１３とが重なる部分を画素領域２３にみに一致させる必要が無いため、画素領域２３から非画素領域２４にはみ出す様にして、セグメント電極１１やコモン電極１３を画素領域２３よりも大きく設けることも出来る。
【０１５６】
以上のことから分かる通り、従来技術のパネルでは電極の形状によって画素領域の形状が決められるのに対して、本実施の形態の場合には、セグメント電極１１やコモン電極１３の形状ではなく、スペーサー５の形状によって画素領域２３の形状が決められている。よって、画素領域の形状や対向する基板の配線の配置に大きく左右されることなく電極を
設けることが出来る。このため、例えば図２０に示す様に、コモン電極１３をパネル内のほぼ全域に設ける様な単純な形状とすることが出来る。また、図示しないが、例えばパターニングを行わずに第２の基板２の全面に電極を設ける様にして（いわゆる電極を「べた」の状態で設けて）用いることも可能となる。この様に、コモン電極１３を画素領域２３と非画素領域２４とに連続して設ける場合には、セグメント電極１１とコモン電極１３との位置関係をほとんど気にしなくて良いため、パネルの製造工程において第１の基板１と第２の基板２とを重ね合わせる時の両者のずれやアライメントの精度が問題とならなくなる。
【０１５７】
また、セグメント電極に関しても、スタティック駆動の場合には画素領域毎に独立していることが、ダイナミック駆動の場合には幾つかの画素領域毎に独立していることが必要であるが、画素領域の形状と完全に一致する様に設けることは必要とされない。このため、例えば図２１に示す様に、セグメント電極１１についても画素領域２３よりも大きく設けることが出来る。この場合にも、画素領域２３とセグメント電極１１とのずれについて余裕が生じるため、やはりパネルの製造工程において第１の基板１と第２の基板２とを重ね合わせる時の両者のずれやアライメントの精度の問題を緩和することが出来る。
【０１５８】
これらのずれに対する余裕に関しては、通常、コモン電極１３の方がセグメント電極１１よりも大きく設けることが出来るため、コモン電極１３の方が大きくセグメント電極１１の方が小さい。このため、コモン電極１３と画素領域２３との間のずれよりも、セグメント電極１１と画素領域２３との間のずれを出来るだけ小さくする方法を考えることが重要である。この場合、両基板を重ね合わせる際に生じるずれの方が大きい場合には、本実施の形態の様に、セグメント電極１１を設ける基板（第１の基板１）の方にスペーサー５を設ける様にすると良い。一方で、スペーサーを基板上に設ける際に生じるずれの方が大きい場合には、コモン電極１３を設ける基板（第２の基板２）の方にスペーサー５を設ける様にすると良い。フォトリソグラフィーの工法を用いてスペーサー５を設ける場合には、一般的には、スペーサー５を形成する際のずれよりも両基板を重ね合わせる際のずれの方が大きい。このため、この様な場合にはセグメント電極１１を設ける基板にスペーサー５を設けることが望ましい。
【０１５９】
セグメント型のパネルの場合には画素領域と画素領域との間が離れている場合も多い。この場合は、注入路領域２６の面積が大きくなるため、注入路領域２６内にある光変調する物質についてもコントロール出来ることが望ましい場合がある。勿論、例えば画素領域間が短い場合や他の理由がある場合等で、特に電圧をかける必要がない場合には、注入路用電極１７を設けない様にしても良い。
【０１６０】
なお、本実施の形態では、第２の基板２については画素領域２３と共通のコモン電極１３を用いる様にしているが、画素領域２３用のコモン電極とは別に注入路用の電極を設ける様にしても良い。
【０１６１】
パネルの端部で露出しているセグメント電極用配線１２やコモン電極用配線１４、注入路用電極用配線１８に周辺回路や駆動用ＩＣ等を接続して基板間に適切な電圧をかけられる様にすることにより、本発明のパネルを光変調装置に用いることが可能となる。
【０１６２】
なお、電気光学効果ではなく光書き込み方式や熱書き込み方式等の方式を用いる場合には電極並びに配線は必ずしも必要とされない。この場合には、パネルの画素領域に光や熱を加えることにより光変調装置として用いることが出来る。
【０１６３】
以下、図２２〜図２４を参照しながら、本発明のパネルを製造するための方法の一例について説明する。図２２〜図２４は本発明のパネルを製造するための方法の一部を模式的
に描いた概略断面図である。電極や配線の形成やスペーサーの形成に関しては、公知の技術を用いて実施することが出来る。以下では、スペーサーと基板とを樹脂膜を介して固着させる工程を中心に説明する。
【０１６４】
図２２に示す通り、最初に公知のフォトスペーサーを形成する方法を用いて第１の基板１にスペーサー５を設ける。このスペーサー５を設ける領域は、前述した非画素領域のスペーサー領域のほぼ全域である。続いて、図２３に示す通り、スペーサー５の上（第１の基板１と接する面の反対側に位置する面）に樹脂膜７を設ける。その後、図示しないが第１の基板１或いは第２の基板２にシール剤をパネルの外壁となる様に注入口となる場所を除いてパネルの外周周辺に設ける。その後、図２４に示す通り、樹脂膜７に接する様に第２の基板２を設ける他方基板配置工程を経た上で、樹脂膜７を硬化させる。
【０１６５】
図２２に示すスペーサー５を設ける工程では、従来のフォトスペーサーを設ける方法をそのまま用いることが出来る。本発明の場合には、樹脂材料を用いてスペーサー５を形成する場合でも、スペーサー５となる樹脂材料を仮硬化の状態に留めておく操作が必要とされない。このため、十分な熱や光を用いてスペーサー５の形成を行うことが出来る。また、図示しないが、このスペーサー５を設ける工程で画素領域内や非使用領域にも部分的なスペーサーを設けても良い。
【０１６６】
なお、例えばフォトレジストを材料として用いる場合には、例えば次の様な方法によりスペーサー５の形成を行うことが出来る。スピンナーを使い第１の基板にスペーサーとなる感光性樹脂のフォトレジストを塗布する。プリベークの後、露光機とフォトマスクを使いフォトレジストの露光をする。その後、現像によりスペーサーのパターンを形成した後、ポストベークを行ってスペーサーを硬化させる。
【０１６７】
図２３に示すスペーサー５に樹脂膜７を設ける工程では、例えば転写用基台の板やフィルム、ローラー等に樹脂を塗布し、それをスペーサー５の表面に押し当てた後離すことにより、スペーサー５に樹脂膜７を設けることが出来る。転写用の板やフィルム、ローラー等に樹脂を塗布する際には、例えばスピンコート法、ロールコート法、スプレイコート法、スリットコート法などの各種の塗布方法を用いることが出来る。
【０１６８】
樹脂膜７については、その量を所定の範囲内となる様にすることが重要である。特に、樹脂膜７の量が多い場合には、スペーサー５の面積や両基板を貼り合わせる時に加える圧力等の諸条件にもよるが、両基板を貼り合わせる際に樹脂膜７が押し潰されてスペーサー５の上部から横に広がってしまう可能性が高い。そして、例えば画素領域にまで樹脂膜７が及んでしまい表示品質低下等の問題につながる。一方で、樹脂膜７の量が少ない場合には、スペーサー５と第２の基板２との固着強度が弱くなると言う問題が生じる。このため、樹脂膜７については、スペーサー５と第２の基板２とを固着する機能は十分に果たしつつ、両基板の貼り合わせの工程で樹脂膜７が横に広がることによる問題が生じない様に、適切な量を設けることが重要である。
【０１６９】
そのために、転写用基台の板やフィルム、ローラー等に樹脂を塗布する際に、樹脂に溶媒を加えて粘性を調整することにより、塗布量の制御を行うと良い。この様に、樹脂に溶媒を加えて粘性を調整し、樹脂の塗布量の制御を行うことにより、適切な量の樹脂膜７を設けることが可能となる。
【０１７０】
シール剤３については、例えばスクリーン印刷版を用いる方法やディスペンサーを用いる方法等の公知の方法を用いることにより、第１の基板１或いは第２の基板２に設けることが出来る。また、シール剤３を硬化させる際には、第１の基板１と第２の基板２とを貼り合わせた後、両基板に外側から圧力をかけてその間の距離がスペーサー５の高さにほぼ
一致している状態にして、シール剤３に熱や紫外線を加え硬化させる。
【０１７１】
樹脂膜７を硬化させる工程では、樹脂膜７と第２の基板２との接着を確実にするために、パネルの外側から圧力を加えながら光や熱を加えて樹脂膜７の硬化を進めると良い。加圧にはエアバッグ、大気圧プレス、ばねによるプレス等の公知の方法を用いることが出来る。
【０１７２】
本発明においてスペーサー５の材料に樹脂材料を用いる場合には、硬化樹脂のスペーサー５の上に未硬化樹脂の樹脂膜７が設けられる。この場合、スペーサー５は既に本硬化の状態にあるため、第１の基板１と第２の基板２とを重ね合わせる際に、通常の樹脂スペーサーの場合と同様の圧力を加えることが出来る。一方で樹脂膜７は完全に未硬化のままの状態で設けられているので、第１の基板１に設けた際の樹脂スペーサー５と同じ位の基板に対する固着力を持っている。このため、通常の場合と同程度の圧力を使って第２の基板２を樹脂膜７に押し当てながら、未硬化の樹脂膜７を硬化させることが可能となるため、スペーサー５と第２の基板２とを強固に固着させることが出来る。
【０１７３】
２枚の基板を貼り合わせた後は、必要に応じて基板をカットし、例えばパネルとなる部分を切り出したり、電極との導通を取るために配線を露出させたりすることによって、パネルを完成させることが出来る。その後、特に限定しないが例えば発光物質や液晶、着色された粒子や液体、電解液などの光変調する物質をパネルの基板間に設けることにより、完成したパネルを表示装置や光変調装置に用いることが可能となる。光変調する物質をパネル内に設けるにあたっては、例えば公知技術の真空注入法等を用いることが出来る。
【０１７４】
第１の基板１と第２の基板２とに関しては、特に限定しないが、例えばガラスやプラスチック、シリコン等を素材とした主要部分となる層に加えて、必要に応じて透明電極やアクティブ素子、絶縁膜、遮光膜、カラーフィルター、保護膜、ガスバリア膜、配向膜、偏光板等の各種の機能を有する層を設けたものを用いることが出来る。
【実施例１】
【０１７５】
第１の基板と第２の基板としてプラスチックフィルムを用いる場合の製造方法を以下に説明する。最初に透明電極の膜が設けられたシート状のプラスチックフィルムを用意し、フォトリソグラフィーの工法を用いて透明電極を加工して、セグメント電極、セグメント電極用配線、注入路用電極、注入路用電極用配線を形成した。その後、蒸着装置を用いてＳｉＯ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｘｉｄｅ）の斜方蒸着を行ってプラスチックフィルムと透明電極との上に配向膜を設け、プラスチックフィルムと透明電極と配向膜とからなる第１の基板を用意した。
【０１７６】
プラスチックフィルムには、材質がＰＣ（ポリカーボネート）で、厚さが０．１ｍｍ程度、屈折率が１．５９程度のものを用い、透明電極には材質がＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）でシート抵抗値が６０Ω程度のものを用いた。セグメント電極については７つのセグメント電極で「８」の字を表現することが出来る様に設け、注入路用電極については後程の工程でスペーサーを設けることによって注入路が形成される場所に設けた。セグメント電極用配線と注入路用電極用配線とは、パネルの外部からセグメント電極や注入路用電極に電気的に接続できる様な形状で設けた。ＳｉＯの蒸着膜に関しては、蒸着を行う際に非使用領域をマスクして使用領域のみに配向膜を設ける様にした。
【０１７７】
次に、第１の基板上に、スピンナーを用いて膜厚１．７μｍ程度の第１のフォトレジストの膜を設けた。フォトレジストにはアクリル系材料で屈折率が１．５３のチッソ株式会社製ＰＭＡ−１８２Ｐ−００１を用いた。第１のフォトレジストの膜の加工は、第１の基板を９０℃のホットプレートの上に３分間置いてプリベークを行った後、露光装置とスペ
ーサー形成用のパターンの描かれたフォトマスクとを用いて、ｉ線換算１００ｍＪ／ｃｍ2の条件で第１のフォトレジスト膜を露光した。露光後、基板を現像液の中に１分間浸して現像処理を行った後、純水を用いて１分間洗浄した。現像液にはチッソ株式会社製のＤＥＶＥＬＯＰＥＲ  ＣＦＰ−Ｄ−１０２を用いた。その後、スペーサー５の設けられた第１の基板を炉の中に投入し、１３０℃の雰囲気の中に４０分間置いてスペーサーのポストベークを行った。以上のフォトリソグラフィーの工程を行った結果、図２２に図示するような第１の基板１上にスペーサー５のパターンが形成された。
【０１７８】
フォトマスクには、スペーサーを形成することによってパネルの使用領域に画素領域と注入路とが形成される様にスペーサー形成用パターンを描いたものを用いた。画素領域はセグメント電極よりも若干小さな大きさとし、注入路は画素領域と後の工程でシール剤を設けることによって形成される注入口とがつながる様な形状のものとした。また、後の工程でシール剤を設けるのに邪魔にならない範囲でスペーサーを非使用領域にも設ける様にすると共に、画素領域内にも細かなドット状のスペーサーを設ける様にした。
【０１７９】
続いて、下記の方法を用いてガラス板に樹脂膜となる第２のフォトレジストの膜を設けた。第１のフォトレジストの膜を設ける際に用いたものと同じフォトレジスト材料に同量程度の溶媒を混ぜた後撹拌し、第１のフォトレジストの膜に用いたフォトレジストよりも粘性の低い溶液を作成した。溶媒にはチッソ株式会社製のＳｏｌｖｅｎｔ  ＰＧＭＥＡ−Ｘを用いた。この様に溶媒を加えてフォトレジスト溶液の粘性を低くすることにより、非常に薄い樹脂膜を設けることが可能となる。この様にして作成した溶液をスピンナーにて転写用基台であるガラス板に塗布し、ガラス板上に０．２μｍ程度の膜厚の第２のフォトレジスト膜を設けた。
【０１８０】
その後、上記の方法によってガラス板に設けられた第２のフォトレジストの膜を第１の基板に形成されたスペーサーの上に配置した後、ローラーを使ってガラス板を押すことにより、第２のフォトレジストの膜をスペーサー上に転写させた。そして、第１の基板と第２のフォトレジストの膜が設けられたガラス板とを離れさせることにより、第１の基板のスペーサー上に未硬化のフォトレジストの溶液からなる樹脂膜を設け、図２３に図示するようなスペーサー５の上に樹脂膜７を配置した構成が得られた。
【０１８１】
次に、シール剤が設けられたプラスチックフィルムと透明電極と配向膜とからなる第２の基板を用意し、それをスペーサーと樹脂膜とが設けられた第１の基板と重ね合わせて他方基板配置工程を行った。その際、第１の基板における配向膜が設けられた面と第２の基板の配向膜が設けられた面とが向き合う様に配置した。第２の基板は第１の基板と同様のものを採用した。ただし、透明電極に関してはパターニングを行わず、基板の全面に設けてそのままコモン電極とした。配向膜については、第１の基板と同様に蒸着を行う際に非使用領域をマスクして使用領域のみに配向膜を設ける様にした。シール剤については、スクリーン印刷機と印刷版とを用いて、注入口となる部分を除いてパネルの外壁となる様に第２の基板のプラスチックフィルム上に設けた。
【０１８２】
その後、重ね合わせた第１の基板と第２の基板をエアバッグの中に設置し、第１の基板と第２の基板とが近づく様に１ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力をかけた。この様に圧力をかけることによって、第１の基板と第２の基板との間の距離はスペーサーの高さとほぼ同程度となる。また、第１の基板と第２の基板とがシール剤を介して接着し、第１の基板に設けられたスペーサーと第２の基板とが図２４のように樹脂膜を介して接着する。
【０１８３】
この状態でエアバッグを炉に投入し、１３０℃の雰囲気の中で３時間の焼成を行った。この焼成により、シール剤が硬化し、また樹脂膜についてもその中に含まれる溶媒が揮発すると共に硬化が進む。その結果、第１の基板と第２の基板との間がスペーサーの高さと
ほぼ同じ距離で固定される。
【０１８４】
最後に、パネルが適当な大きさとなる様に、また電極に電圧をかけるための配線の端子が露出するように、第１の基板と第２の基板とをカッターでカットしてパネルを完成させた。
【０１８５】
製作したパネルにメモリ性を示す強誘電性液晶のクラリアントジャパン株式会社製ＦＥＬＩＸ−５０１を真空注入法によりパネル内に注入し、最後に封口剤を用いて注入口を封口した。パネルを炉の中に入れ１００℃の雰囲気の中で３０分加熱し、液晶を一旦等方性液体の相にした後、炉から取り出して液晶をスメクチック相に戻した。
【０１８６】
完成した液晶パネルについて偏光板を通して観察を行った。液晶パネルを２枚の偏光板の間に置くと共に、パネルの電極を周辺回路に接続して基板間に電圧をかけられる様にし、観察を行いながら適宜液晶を駆動して画素領域や注入路の光変調状態を変える様にした。なお、パネルの大きさに関しては、２枚の基板が重なる部分が５０ｍｍ×２０ｍｍ程度の大きさである。また、画素領域に関しては、各画素領域が３ｍｍ×０．８ｍｍ程度の大きさの六角形で、７つの画素領域によって構成される「８」の字をパネル内に６桁分並べる様にしている。
【０１８７】
パネルを２枚の偏光板の間に置いて観察を行った所、スペーサーは背景と同化していて、スペーサーとして識別することが全く出来なかった。２枚の偏光板の偏光方向が直交する様に偏光板を配置すると、スペーサーを設けている背景の部分が黒色となり、非常に美しいネガ型の表示体が得られた。２枚の偏光板の偏光方向が平行となる様に偏光板の配置を変えると、観察用のバックライトの光が透過してきて、スペーサーを設けている背景の部分がバックライトの白色光と同じ白色となった。その結果、通常の見慣れたポジ型の表示体が得られた。
【０１８８】
その後、パネルを指で押してみたが、液晶の配向の破壊（配向の乱れ）は起こらなかった。従来の技術では、２μｍ以下の基板間距離をパネル全体に渡って得ること自体が難しかったが、このパネルではみごとに制御できていた。従来のパネルでは両基板が所々でくっついてしまう様なことがあったが、今回のパネルではその様な問題は全く見られなかった。また、パネルを手で曲げてみたが、やはり表示の乱れも液晶の配向の破壊も起こらず、またスペーサーと基板とのはがれも生じなかった。
【０１８９】
表面安定化強誘電性液晶の駆動モードのパネルでは、電圧をかける前は液晶の向きが一方向に揃わないため、今回のパネルでも、２枚の偏光板の偏光方向が直交する様にした際に注入路の部分から光が漏れてきていた。その後、注入路用電極とコモン電極とを通じて基板間に電圧をかけることにより、注入路内についても液晶の向きを揃えて遮光領域とすることが出来た。また、２枚の偏光板の偏光方向が平行となる様にした際にも同様の操作を行い、液晶の向きを変えて注入路を透光領域とした。この様にして、注入路についてもスペーサーを設けている背景の色に合わせることにより、更に表示品位を向上させることが出来る。
【０１９０】
なお、上記実施例の説明では省略したが、基板を清浄な状態に保つため、パネルの製作にあたっては、適宜洗浄剤や純水、超音波を用いて基板の洗浄を行った。
【０１９１】
また、上記実施例の説明では、配向膜を設けた基板上に樹脂スペーサーを設ける場合について述べたが、樹脂スペーサーを設けた後に蒸着を行って配向膜を設けた場合でも同様にパネルを作ることが可能である。また、配向膜については無機膜だけでなく例えばポリイミド膜等の有機膜を用いても良い。
【０１９２】
また、本実施例では第１の基板と第２の基板とにＰＣ（ポリカーボネート）製のプラスチックフィルムを用いたが、基板の材質は特には限定されないので、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）や、より耐熱性の高いＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）やＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等他の材質のものを用いても勿論良い。
【実施例２】
【０１９３】
第１の基板と第２の基板とのプラスチックフィルムの替わりにガラス板を用いて、実施例１と同様の方法によりパネルの製造を行った。ガラス板には厚みが０．５ｍｍ程度で屈折率が１．５４程度の無アルカリガラスを用いた。ガラスの場合はＰＣ樹脂よりも耐熱の限界が高いため、スペーサー形成時のポストベークや第１の基板と第２の基板とを重ねあわせた後の焼成の際に２２０℃程度の熱を加えた。本実施例においても、実施例１と同様に、基板間距離の精度や機械的強度に優れると共に、且つ表示品位にも優れた表示体を作ることが出来た。
【実施例３】
【０１９４】
両基板に固着したスペーサーをシール剤のかわりにパネルの外壁として用いた図１４に図示したようなパネルを、シール剤を用いない他は実施例１と同様の方法により製作した。
【０１９５】
本実施例のパネルでは、注入口もスペーサーで形成し、スペーサーの先端が０．３ｍｍ程度両基板の重なる範囲から外に出る様にした。また、注入口を複数設け、パネル内に画素領域と注入路からなる空間を複数設けた。注入口付近の注入路の幅は０．６ｍｍとし、平面形状が１０μｍ角のスペーサーを注入路内に設けた。その他の注入路の幅は０．２ｍｍとした。また、基板間距離の精度を高めるため画素領域内にも平面形状が１０μｍ角のスペーサーを形成した。
【０１９６】
パネルをカットした後、液晶を注入する前に透明紫外線硬化型の接着剤をパネル外周付近の基板間に浸透させて設け、主に３６５ｎｍの波長の紫外線を照射して接着剤を硬化させた。接着剤には紫外線透過性の悪い材料の接着に適したヘンケルジャパン株式会社製３１０５を用いた。その後、実施例１と同様にパネル内に真空注入法により液晶を注入し液晶パネルを製作した。
【０１９７】
本実施例では、シール剤が無く、非画素領域となる画素領域の端からパネルの端まで光が一様に透過する美しいパネルが得られた。また、基板間に接着剤を更に設けているため、パネルの基板を剥がす様な力を加えても基板の剥離が生じなかった。このため、特に外装を設ける事なくパネル単体で扱う事の出来るパネルを製作する事が出来た。
【０１９８】
なお、本実施例では電極形状がセグメント型のものを用いて説明したが、図２８、図２９で図示したような、マトリクス形状の電極を備えた光変調装置用パネルにも採用することが出来る。ただし、本発明は大きな面積のスペーサー領域を備えるパネルにより効果が高いため、画素領域の面積よりも非画素領域の面積が大きい光変調装置用パネルに対して、より好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図１５】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図１６】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図１７】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図１８】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図１９】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図２０】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図２１】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図２２】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図２４】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図２５】セグメント型の従来技術のパネルを示す平面図である。
【図２６】セグメント型の従来技術のパネルを示す平面図である。
【図２７】セグメント型の従来技術のパネルを示す平面図である。
【図２８】マトリックス型の従来技術のパネルを示す平面図である。
【図２９】マトリックス型の従来技術のパネルを示す平面図である。
【図３０】内部シール剤を用いる従来技術のパネルを示す平面図である。
【符号の説明】
【０２００】
１  第１の基板
２  第２の基板
３  シール剤
４  注入口
５  スペーサー
６  注入路
７  樹脂膜
８  外装
１１  セグメント電極
１２  セグメント電極用配線
１３  コモン電極
１４  コモン電極用配線
１５  走査電極
１６  信号電極
１７  注入路用電極
１８  注入路用電極用配線
２１  使用領域
２２  非使用領域
２３  画素領域
２４  非画素領域
２５  スペーサー領域
２６  注入路領域
３１  内部シール剤
３２  外部シール剤
３３  通気口
【図１】
2006309117.tif 000003
【図２】
2006309117.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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