JP2018049231A - 液晶セル及び液晶セルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ラビング処理を適切に行うことができる液晶セル及びそのような液晶セルの製造方法を提供する。またラビング処理時の配向部材等の異物の散乱を抑えることができる液晶セル及びそのような液晶セルの製造方法を提供する。【解決手段】液晶セル１１は、第１フィルム基材２３及び第２フィルム基材２４と、第１フィルム基材２３と第２フィルム基材２４との間に設けられる第１電極２５及び第２電極２６と、第１電極２５と第２電極２６との間に設けられる第１配向膜２７及び第２配向膜２８と、第１配向膜２７と第２配向膜２８との間に配置される液晶層２９と、第２配向膜２８及び液晶層２９のうちの少なくとも一部を貫通する複数のスペーサー３０とを備える。各スペーサー３０は、少なくとも第１配向膜２７と第２配向膜２８との間において、第２配向膜２８から第１配向膜２７に向かう方向へ徐々に細くなるテーパー形状を有する。【選択図】図２

Description

本発明は液晶セル及び液晶セルの製造方法に係り、特に一対の配向膜間に液晶層とともにスペーサーが配置される液晶セル及びそのような液晶セルの製造方法に関する。

例えば窓やドア等に調光セル（調光材）を設置し、当該調光セルによって外来光の透過を制御する電子ブラインド等が知られている。そのような調光セルとして、例えば液晶を好適に利用することができる。

液晶を利用した調光セルは、例えば、透明電極を形成する一対の透明フィルム材や一対の配向膜によって液晶層を挟み込むことにより液晶セルを作り、直線偏光を取り出す直線偏光板によってこの液晶セルを挟み込むことにより作製される。液晶を利用した調光セルを使って調光を行う場合、液晶層に印加する電界を制御して液晶層中に含まれる液晶分子の配向を変えることで光の透過が制御され、調光セルは、例えば外来光の遮断及び透過を切り換えたり、透過光量を連続的に変えたりすることができる。

例えば特許文献１は、住宅の窓やドア等に設けられる液晶パネルであって、透明状態及び不透明状態を制御できる液晶パネルを開示する。この液晶パネルによれば、複数枚の分割液晶パネルが並設され、各分割液晶パネルを個別に透明状態及び不透明状態に制御することができる。

また特許文献２は、日照状況の変化に応じて光透過度を多様なパターンで調整可能な調光ガラス窓を開示する。この調光ガラス窓によれば、２枚の透明ガラス板間に封入される液晶に作用する電圧を変えて液晶の光学特性を変化させることで、光透過度を調整できる。

上述のような調光セルで用いられる液晶セルでは、液晶が封入される一対の配向膜間の間隔を一定に保持するために、複数のスペーサーが好適に使用される。例えば特許文献３は、スペーサーが混入された液晶を基板上に滴下することで基板間にスペーサーを配置する液晶パネルの製造方法を開示する。また特許文献４は、電極基板間の全ての非画素部のみに黒色スペーサーを散布する液晶表示素子の製造方法を開示する。

特開平０３−０４７３９２号公報 特開平０８−１８４２７３号公報 特開平０５−２８１５５７号公報 特開平０７−０７７６９４号公報

上述のように調光セルで用いられる液晶セルでは、液晶層を挟持する配向膜間に複数のスペーサーを設けることによって液晶層を所望の厚みに保持することができる。一方、液晶層の液晶分子群を一定方向に配列させるための配向膜の作製には、ポリイミド等の薄膜に対してナイロンの布等のラビング材を一方向に擦りつけて当該薄膜に筋を付与するラビング処理が広く利用されている。

スペーサーが設けられる配向膜に対してラビング処理を行う場合、通常は、配向膜に対してスペーサーが固定された状態で、当該スペーサーの上から配向膜に対してラビング材が擦りつけられる。例えば、複数のスペーサーを電極上において相互に離隔した状態で形成し、各スペーサーの頂部が突出するように当該電極上に配向部材を積層して配向膜を形成し、各スペーサーの頂部が配向膜から突出した状態で当該配向膜に対してラビング材を擦りつけることでラビング処理が行われる。この場合、通常は、各スペーサーの頂部が被覆部によって被覆されている状態でラビング処理が行われるため、ラビング材は、配向膜の表面のみならず、スペーサーの頂部を被覆する被覆部に対しても擦りつけられる。

しかしながら、各スペーサーの頂部が配向膜から突出した状態でラビング処理を行う場合、ラビング材が各スペーサーの頂部に引っかかってしまう懸念がある。ラビング材が各スペーサーの頂部に引っかかってしまうと、ラビング処理自体が適切に行われない虞があるだけではなく、各スペーサーの頂部を構成する被覆部が剥がれて散乱する虞がある。ラビング処理が適切に行われないと液晶層の液晶分子を適切に配向させることができず、液晶セルによって光の透過及び遮断を適切に制御できなくなる。また各スペーサーから剥がれた被覆部が散乱すると、散乱した被覆部によって本来意図していない箇所で光の透過が邪魔され、液晶セルを透過する光の視認性が悪化する。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、ラビング処理を適切に行うことができる液晶セル及びそのような液晶セルの製造方法を提供することを目的とする。また本発明の別の目的は、ラビング処理時の配向部材等の異物の散乱を抑えることができる液晶セル及びそのような液晶セルの製造方法を提供することである。

本発明の一態様は、第１フィルム基材及び第２フィルム基材と、第１フィルム基材と第２フィルム基材との間に配置される第１電極及び第２電極であって、第１フィルム基材側に設けられる第１電極及び第２フィルム基材側に設けられる第２電極と、第１電極と第２電極との間に配置される第１配向膜及び第２配向膜であって、第１電極側に設けられる第１配向膜及び第２電極側に設けられる第２配向膜と、第１配向膜と第２配向膜との間に配置される液晶層と、第２配向膜及び液晶層の少なくとも一部を貫通する複数のスペーサーと、を備え、複数のスペーサーの各々は、少なくとも第１配向膜と第２配向膜との間において、第２配向膜から第１配向膜に向かう方向へ徐々に細くなるテーパー形状を有する液晶セルに関する。

本態様によれば、複数のスペーサーが設けられた状態で第２配向膜のラビング処理が行われる場合であっても、ラビング材を第２配向膜上でスムーズに摺動させることができ、ラビング処理を適切に行うことができる。また、ラビング処理時にスペーサー等が第２配向膜から突出していても、スペーサー等の突出部にラビング材から過度な力が局所的に作用することを防ぐことができる。そのため、ラビング処理時に当該突出部が削られることを防ぐことができ、また削られた部分が異物として散乱することを防ぐことができる。

複数のスペーサーの各々は、被覆部によって被覆されていてもよい。

本態様によれば、被覆部の削り取り及び削り取られた部分の散乱を防ぐことができる。

被覆部は、第２配向膜と同じ部材によって構成されてもよい。

本態様によれば、被覆部を構成する第２配向膜と同じ部材の散乱を防ぐことができる。

複数のスペーサーの各々のテーパー角度は、７５°以上８５°以下であってもよい。

本態様によれば、ラビング処理を特に適切に行うことができる。

第１フィルム基材及び第２フィルム基材は、樹脂によって構成されていてもよい。

本態様によれば、液晶セルを比較的簡単に湾曲させることができ、応用性に優れた液晶セルを提供できる。

液晶セルは、第１フィルム基材及び第２フィルム基材を挟み込むように設けられる第１偏光板及び第２偏光板であって、第１フィルム基材側に設けられる第１偏光板及び第２フィルム基材側に設けられる第２偏光板を更に備えてもよい。液晶セルにおける第１偏光板および第２偏光板は第１フィルム基材及び第２フィルム基材を挟み込むように設けられており、液晶層２９に応じて第１偏光板及び第２偏光板のうちの片方又は両方を設けなくてもよい。

本態様によれば、光の透過及び遮断を適切に調整できる液晶セルを提供できる。

複数のスペーサーの各々のビッカース硬度値をＸｓで表し、複数のスペーサーの各々の先端が当接する第１配向膜の部位のビッカース硬度値をＸｆで表した場合、１６．９≦Ｘｓ≦４０．２が満たされ、且つ、１１．８≦Ｘｆ≦３５．９が満たされてもよい。

複数のスペーサーの各々及び被覆部のビッカース硬度値をＸｓで表し、複数のスペーサーの各々の先端を被覆する被覆部が当接する第１配向膜の部位のビッカース硬度値をＸｆで表した場合、１６．９≦Ｘｓ≦４０．２が満たされ、且つ、１１．８≦Ｘｆ≦３５．９が満たされてもよい。

本発明の他の態様は、順次積層された第１フィルム基材、第１電極、第１配向膜、液晶層、第２配向膜、第２電極及び第２フィルム基材と、第２配向膜及び液晶層を貫通する複数のスペーサーであって、それぞれが少なくとも第１配向膜と第２配向膜との間において第２配向膜から第１配向膜へ向かって徐々に細くなるテーパー形状を有する複数のスペーサーと、を備える液晶セルの製造方法であって、第２電極上に複数のスペーサーを設ける工程と、第２電極及び複数のスペーサー上に配向部材を付与し、第２電極上に第２配向膜を形成するとともに複数のスペーサーを配向部材によって被覆する工程と、第２配向膜に対して配向性を付与するラビング処理を行う工程と、第２配向膜上における複数のスペーサー間に液晶材料を付与し、第２配向膜上に液晶層を形成する工程と、を含む液晶セルの製造方法に関する。

本発明によれば、複数のスペーサーの頂部がいわゆる順テーパー形状を有する。そのため、複数のスペーサーが設けられた状態で第２配向膜のラビング処理が行われる場合であっても、ラビング材を第２配向膜上でスムーズに摺動させることができ、ラビング処理を適切に行うことができる。また、ラビング処理時にスペーサー等が第２配向膜から突出していても、ラビング材からスペーサー等の突出部に過度な力が局所的に作用することを防ぐことができる。そのため、ラビング処理時に当該突出部が削られることを防ぐことができ、また削られた部分が異物として散乱することを防ぐことができる。また順テーパー形状を有する複数のスペーサーは圧縮力を受けても潰れにくく、そのようなスペーサーを備える液晶セルは優れた耐圧性能を有する。また逆テーパー形状を有するスペーサーに比べて順テーパー形状を有するスペーサーは、変形量（すなわち変形前後の差）に対する戻り量（すなわち変形後の状態からの回復量）の比率を示す弾性変形率（すなわち弾性変形率＝戻り量／変形量）が大きく、この弾性変形率は各スペーサーの形状因子の影響を大きく受ける。そのため、順テーパー形状を有する複数のスペーサーを備える液晶セルは、変形回復性能に優れており、比較的大きな圧力を受けて変形しても元の状態に戻りやすい。

図１は、調光システムの一例を示す概念図である。 図２は、調光セルで使われる液晶セルの断面例を示す図である。 図３は、各スペーサーのテーパー角度θを説明するための図である。 図４は、順テーパー形状のスペーサーに関するラビング処理の一例を説明するための図であり、（ａ）は第１のタイミングにおけるスペーサー、被覆部及びラビング材の配置関係を概略的に示す断面図であり、（ｂ）は第２のタイミングにおけるスペーサー、被覆部及びラビング材の配置関係を概略的に示す断面図である。 図５は、逆テーパー形状のスペーサーに関するラビング処理の一例を説明するための図であり、（ａ）は第１のタイミングにおけるスペーサー、被覆部及びラビング材の配置関係を概略的に示す断面図であり、（ｂ）は第２のタイミングにおけるスペーサー、被覆部及びラビング材の配置関係を概略的に示す断面図である。 図６は、順テーパー形状のスペーサー上に被覆された被覆部及び第２配向膜の拡大写真であって、ラビング処理後の状態を示す。 図７は、図６の符号「Ａ」で示される範囲に含まれる単一のスペーサー及び被覆部の近傍を電子顕微鏡で観察して得られたＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）画像である。 図８は、逆テーパー形状のスペーサー上に被覆された被覆部及び第２配向膜の拡大写真であって、ラビング処理後の状態を示す。 図９は、図８の符号「Ａ」で示される範囲に含まれる単一のスペーサー及び被覆部の近傍（ラビング処理前）を電子顕微鏡で観察して得られたＳＥＭ画像である。 図１０は、図８の符号「Ａ」で示される範囲に含まれる単一のスペーサー及び被覆部の近傍（ラビング処理後）を電子顕微鏡で観察して得られたＳＥＭ画像である。 図１１は、図８の符号「Ａ」で示される範囲に含まれる単一のスペーサー及び被覆部とは別のスペーサー及び被覆部の近傍（ラビング処理後）を電子顕微鏡で観察して得られたＳＥＭ画像である。 図１２は、スペーサーの形成〜液晶層の形成までの処理プロセスの概略を示すフローチャートである。 図１３は、ラビング押し込み量、スペーサーのテーパー角度及び配向特性の関係例を示した表である。 図１４は、スペーサー及び被覆部のテーパー角度を説明するための図である。 図１５は、スペーサー及び被覆部のテーパー角度を説明するための図である。 図１６は、調光セルの製造工程の概略を示すフローチャートである。 図１７は、スペーサー構造体に関する構成の確認に供した試験結果を示す図表である。 図１８は、スペーサー構造体に関する構成の確認に供した試験結果を示す図表である。 図１９は、スペーサー構造体の製造条件を示す図表である。 図２０は、配向膜の製造条件を示す図表である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお本件明細書に添付する図面では、図示及び理解を容易にするために便宜的に、各要素の縮尺及び寸法比等が、実物の縮尺及び寸法比等から誇張及び変更されている。また本明細書において、「膜」、「シート」及び「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて互いから区別されるものではない。例えば「膜」という用語は、シートやフィルムと呼ばれうるような部材も含む概念である。また、本明細書において用いられる形状、幾何学的条件、及びそれらの程度を特定する用語（例えば「平行」、「直交」及び「同一」等の用語や長さや角度の値等）は、厳密な意味に縛られず、実質的に同等及び同様の機能を期待しうる程度の範囲を意味しうるものとして解釈される。

図１は、調光システム５の一例を示す概念図である。

本例の調光セル１０は、後述のように液晶分子を含んだ液晶材料からなる液晶層を有し、光の遮断及び透過を切り換えたり光の透過度（透過率）を変えたりすることができる。調光セル１０の適用対象は特に限定されず、典型的には窓及びドア等に対して調光セル１０を適用できる。とりわけ、後述の柱状のスペーサーは、位置固定性能に優れており、振動等の外力によって位置が変動しにくい。したがって、後述の柱状スペーサーを有する調光セル１０は、振動等の外力が加えられる環境下でも好適に使用可能であり、例えば家に設置される窓（例えば天窓）等に対しても適用されうる。

調光セル１０は調光コントローラ１２に接続され、調光コントローラ１２にはセンサ装置１４及びユーザ操作部１６が接続される。調光コントローラ１２は、調光セル１０の調光状態を制御し、調光セル１０による光の遮断及び透過を切り換えたり、調光セル１０における光の透過度を変えたりすることができる。具体的には、調光コントローラ１２は、調光セル１０の液晶層に印加する電界を調整して液晶層中の液晶分子の配向を変えることで、調光セル１０による光の遮断及び透過を切り換えたり、光の透過度を変えたりすることができる。

調光コントローラ１２は、任意の手法に基づいて液晶層に印加する電界を調整できる。例えばセンサ装置１４の測定結果やユーザ操作部１６を介してユーザにより入力される指示（コマンド）に応じて、調光コントローラ１２は、液晶層に印加する電界を調整し、調光セル１０による光の遮断及び透過を切り換えたり、光の透過度を変えたりすることができる。したがって調光コントローラ１２は、液晶層に印加する電界を、センサ装置１４の測定結果に応じて自動的に調整してもよいし、ユーザ操作部１６を介したユーザの指示に応じて手動的に調整してもよい。なおセンサ装置１４による測定対象は特に限定されず、例えば使用環境の明るさを測定してもよく、この場合、調光セル１０による光の遮断及び透過の切り換えや光の透過度の変更が使用環境の明るさに応じて行われる。また調光コントローラ１２には、必ずしもセンサ装置１４及びユーザ操作部１６の両方が接続されている必要はなく、センサ装置１４及びユーザ操作部１６のうちのいずれか一方のみが接続されていてもよい。

図２は、調光セル１０で使われる液晶セル１１の断面例を示す図である。以下に詳述する本実施形態によれば、いわゆる順テーパー形状のスペーサー３０を用いることで、ラビング処理時における配向部材の剥離が抑制され、高品位の液晶セル１１を提供できる。なお、ここでいう「逆テーパー形状」及び「順テーパー形状」は、光の進行方向（図２の符号「Ｌ」参照）を基準としており、本実施形態では第２配向膜２８側から第１配向膜２７側へ向かう方向を基準としている。

本例の液晶セル１１は、一対の偏光板（第１偏光板２１及び第２偏光板２２）と、一対の偏光板間に配置される一対のフィルム基材（第１偏光板２１側に設けられる第１フィルム基材２３及び第２偏光板２２側に設けられる第２フィルム基材２４）と、一対のフィルム基材間に配置される一対の透明電極（第１フィルム基材２３側に設けられる第１透明電極２５及び第２フィルム基材２４側に設けられる第２透明電極２６）と、一対の透明電極間に配置される一対の配向膜（第１透明電極２５側に設けられる第１配向膜２７及び第２透明電極２６側に設けられる第２配向膜２８）と、一対の配向膜間に配置される液晶層２９とを備える。

このように液晶セル１１では、第１偏光板２１、第１フィルム基材２３、第１透明電極２５、第１配向膜２７、液晶層２９、第２配向膜２８、第２透明電極２６、第２フィルム基材２４及び第２偏光板２２が順次積層されている。これらの積層体の積層方向は、図面中で符号「Ｄ」によって表されている。

また、第２配向膜２８及び液晶層２９の少なくとも一部（本例では第２配向膜２８の全部及び液晶層２９の一部）を貫通する複数のスペーサー３０が設けられている。複数のスペーサー３０の各々は、図示の例では全体として円錐台形状を有し、少なくとも第１配向膜２７と第２配向膜２８との間において（本例では第１配向膜２７と第２透明電極２６との間において）、第２配向膜２８から第１配向膜２７に向かう方向へ徐々に細くなるテーパー形状を有する。したがって、第２配向膜２８から第１配向膜２７に向かう方向を基準とした場合、或いは第２配向膜２８からスペーサー３０が突出する方向（すなわちスペーサー３０の頂部が向く方向）を基準とした場合、各スペーサー３０は順テーパー形状を有する。そのため、各スペーサー３０の第１配向膜２７側の端面（平坦状の第１底部３１）の面積は、第２透明電極２６側の端面（平坦状の第２底部３２）の面積よりも小さく、第１底部３１の断面幅は第２底部３２の断面幅よりも小さい。また液晶層２９と第２配向膜２８との間の境界面Ｓｂ１が横切る各スペーサー３０の断面の面積及び断面幅は、第１底部３１の面積及び断面幅よりは大きく、第２底部３２の面積及び断面幅よりは小さい。

また複数のスペーサー３０の各々の頂部は、被覆部３４によって被覆されている。具体的には、第１配向膜２７と第２配向膜２８との間において、各スペーサー３０の第１底部３１及び側面が被覆部３４によって覆われている。この被覆部３４は、第２配向膜２８と同じ部材によって構成され、典型的には、ラビング処理によって所望の配向性を簡単に付与可能な樹脂等の配向部材によって構成される。

第１偏光板２１及び第２偏光板２２は、上述のように第１フィルム基材２３及び第２フィルム基材２４を挟み込むように設けられ、第１偏光板２１が第１フィルム基材２３側に設けられ、第２偏光板２２が第２フィルム基材２４側に設けられる。第１偏光板２１及び第２偏光板２２は、それぞれ固有の偏光軸及び吸収軸を有し、ある特定の方向に偏光した光のみを通過させる。例えば、第２偏光板２２から第１偏光板２１に向かう方向（図２の矢印「Ｌ」参照）に進行する光が液晶セル１１に入射する場合、当該光のうち第２偏光板２２の偏光軸と同じ方向に偏光した光のみが第２偏光板２２を通過して第２フィルム基材２４に進入し、また第１フィルム基材２３から第１偏光板２１に向かって進行する光のうち第１偏光板２１の偏光軸と同じ方向に偏光した光のみが第１偏光板２１を通過し外部に向かって進行する。第１偏光板２１及び第２偏光板２２の配置形態は特に限定されず、液晶層２９に含まれる液晶分子の配向状態と関連して第１偏光板２１及び第２偏光板２２の配置形態は決定される。代表的には、偏光軸が互いに直交するように第１偏光板２１及び第２偏光板２２が配置される「クロスニコル」と呼ばれる状態、或いは偏光軸が互いに平行になるように第１偏光板２１及び第２偏光板２２が配置される「パラレルニコル」と呼ばれる状態がある。

第１フィルム基材２３及び第２フィルム基材２４を樹脂によって構成し、柔軟性に富んだフィルム状の第１フィルム基材２３及び第２フィルム基材２４を使用することで、ガラス基材を用いる場合では難しかった「曲面への液晶セル１１の貼り合わせ」が容易になる。このように第１フィルム基材２３及び第２フィルム基材２４のうちの少なくともいずれか一方は、全部又は一部が湾曲していてもよい。

第１透明電極２５及び第２透明電極２６は、調光コントローラ１２（図１参照）によって電圧が印加されることで、液晶層２９に所望の電界を印加する。第１透明電極２５及び第２透明電極２６を構成する部材や、第１透明電極２５及び第２透明電極２６の配置形態は特に限定されない。例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の可視光透過率及び導電性に優れた部材によって、第１透明電極２５及び第２透明電極２６を構成できる。

液晶層２９を構成する液晶部材は、第１配向膜２７と第２配向膜２８との間において複数のスペーサー３０間（より厳密には被覆部３４間）に充填される。第１配向膜２７及び第２配向膜２８は、液晶層２９に含まれる液晶分子群を所望方向に配向させるための部材である。第１配向膜２７及び第２配向膜２８による液晶層２９の配向方式は特に限定されず、例えばＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式やＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式を採用することができる。

なお第１配向膜２７と第２配向膜２８との間において、液晶層２９の外側にはシール材（図示省略）が配置される。液晶層２９はそのシール材によって囲まれるスペースに封入され、また当該シール材を介して第１配向膜２７と第２配向膜２８とは相互に固定的に貼り合わされる。

複数のスペーサー３０の各々は、液晶層２９が全体として均一の厚みを有するように、第１配向膜２７と第２配向膜２８との間の間隔を保持する役目を果たす。上述のように各スペーサー３０は、第１配向膜２７と第２配向膜２８との間において、被覆部３４によって被覆される。そのため各スペーサー３０は、被覆部３４を介して第１配向膜２７を支持し、また被覆部３４を介して液晶層２９に隣接する。

なお図２に示す例では、第１配向膜２７と第２透明電極２６との間（とりわけ第１配向膜２７と第２配向膜２８との間）において、スペーサー３０及び被覆部３４の径（断面幅）が第２配向膜２８からの距離に応じてほぼ線形に変化し、スペーサー３０及び被覆部３４は、側面の角度がほぼ一定の円錐台形状を有するが、当該形状に限定されない。スペーサー３０及び被覆部３４は、第２透明電極２６や第２配向膜２８からの距離に応じて径が非線形に変化してもよく、例えば第２透明電極２６や第２配向膜２８からの距離に対して径が指数関数的に変わってもよいし、第２透明電極２６や第２配向膜２８からの距離の平方根に比例して径が変わってもよい。

なお各スペーサー３０及び各被覆部３４のテーパー角度は、本例では、７５°以上８５°以下の範囲に設定されている。この範囲に各スペーサー３０及び各被覆部３４のテーパー角度を設定することで、とりわけ効果的に、被覆部３４（配向部材）の剥離を抑制した状態でラビン処理を行うことができる。

図３は、各スペーサー３０のテーパー角度θを説明するための図である。ここでいう各スペーサー３０のテーパー角度θは、各スペーサー３０の断面において、積層方向Ｄに関し、各スペーサー３０の両端部間（図３では、各スペーサー３０の最も上側の位置（第１底部３１）と最も下側の位置（第２底部３２）との間）の距離の３分の１（１／３）だけ、各スペーサー３０の最も下側の位置から離間した位置における各スペーサー３０の側部Ｌｐの接線Ｌｔが、積層方向Ｄへ延びるラインＶとの間で成す角度によって表される。すなわち、各スペーサー３０の側面のうち、積層方向Ｄに関する各スペーサー３０の全長の３分の１に相当する距離だけ第２底部３２から離間した箇所Ｌｐの接線Ｌｔと、積層方向Ｄへ延びるラインＶとの間で形成される角度によって、各スペーサー３０のテーパー角度θが表される。

なお各被覆部３４のテーパー角度も、上述の各スペーサー３０のテーパー角度と同様にして求められる。すなわち、各被覆部３４の側面のうち、積層方向Ｄに関する各被覆部３４の全長の３分の１に相当する距離だけ、第２配向膜２８側の底部から離間した箇所の接線と、積層方向Ｄへ延びるラインとの間で形成される角度によって、各被覆部３４のテーパー角度が表される。

次に、上述の液晶セル１１（とりわけ第２配向膜２８）に対するラビング処理について説明する。

図４は、順テーパー形状のスペーサー３０に関するラビング処理の一例を説明するための図であり、（ａ）は第１のタイミングにおけるスペーサー３０、被覆部３４及びラビング材４０の配置関係を概略的に示す断面図であり、（ｂ）は第２のタイミングにおけるスペーサー３０、被覆部３４及びラビング材４０の配置関係を概略的に示す断面図である。

ラビング材４０は、図４（ａ）及び（ｂ）において符号「Ｈ」で表されるラビング方向へ第２配向膜２８及び被覆部３４の表面上を摺動する。図４（ａ）はラビング材４０が被覆部３４に接触する前の状態を示し、図４（ｂ）はラビング材４０が被覆部３４に接触した後の状態を示す。本例のようにスペーサー３０及び被覆部３４が順テーパー形状を有することで、各被覆部３４は比較的滑らかな表面を形成し、被覆部３４の表面に対する第２配向膜２８の表面の角度は比較的なだらかになる。そのためラビング材４０の先端は、第２配向膜２８の表面から被覆部３４の表面にスムーズに進行し、被覆部３４の側面から頂面にスムーズに進行し、被覆部３４の頂面から側面にスムーズに進行し、被覆部３４の表面から第２配向膜２８の表面にスムーズに進行することができる。このように被覆部３４の表面及び第２配向膜２８の表面によって比較的滑らかな摺動面を形成することで、ラビング材４０から被覆部３４に対して局所的に過大な力が作用することを効果的に回避でき、被覆部３４がスペーサー３０から剥がされにくくなる。

図５は、逆テーパー形状のスペーサー３０に関するラビング処理の一例を説明するための図であり、（ａ）は第１のタイミングにおけるスペーサー３０、被覆部３４及びラビング材４０の配置関係を概略的に示す断面図であり、（ｂ）は第２のタイミングにおけるスペーサー３０、被覆部３４及びラビング材４０の配置関係を概略的に示す断面図である。

スペーサー３０が逆テーパー形状を有する場合、スペーサー３０を被覆する被覆部３４は全体として様々な形状を取ることが可能であり、一例として、図５（ａ）及び（ｂ）に示す被覆部３４は順テーパー形状を有する。すなわち被覆部３４の外周部は、第２配向膜２８から第１配向膜２７に向かう方向（スペーサー３０が第２配向膜２８から突出する方向）へ、徐々に細くなる（図５（ａ）参照）。ただし、逆テーパー形状のスペーサー３０を被覆する順テーパー形状の被覆部３４は比較的急峻なテーパー角度を有し、典型的には、被覆部３４は６５°以上８５°未満の範囲のテーパー角度を有する。

このような形状を有する被覆部３４の表面上をラビング材４０が摺動すると、図５（ｂ）に示すように、被覆部３４の一部がラビング材４０によって容易に削られる。これは、順テーパー形状のスペーサー３０を被覆する被覆部３４（図４参照）に比べ、逆テーパー形状のスペーサー３０を被覆する被覆部３４では、側面のテーパー角度が急峻になりやすいことや、側部の体積が大きくなって剥がれやすさが増大することに起因する。例えば、被覆部３４の側面のテーパー角度が急峻になると、突出部を構成するスペーサー３０及び被覆部３４にラビング材４０が引っかかりやすくなり、ラビング材４０から被覆部３４に対して局所的に過大な力が作用しやすい。また、被覆部３４を構成する部材の結合力が十分に高くない場合に被覆部３４の側部の体積が大きくなると、被覆部３４自体が比較的脆くなり、ラビング処理時にラビング材４０から加えられる力によって簡単に被覆部３４が削られてしまう。

なお第２配向膜２８及び被覆部３４を作製する際の焼成温度も被覆部３４の剥離のしやすさに影響を及ぼす。一般に、第１フィルム基材２３及び第２フィルム基材２４として樹脂フィルムを使用する場合にはその特性上、焼成温度を低くしなければならず、具体的には樹脂フィルムのガラス転移温度（ガラス転移点：Ｔｇ）未満に焼成温度を調整する必要がある。基材としてガラスを使用する場合には配向膜の焼成温度を通常は２００℃以上にすることができ、例えば２３０℃で３０分間にわたって焼成を行うことができるが、基材として樹脂を使用する場合には、例えば１２０℃程度の温度で３０分間にわたって配向膜の焼成を行うことが求められる。

このように第１フィルム基材２３及び第２フィルム基材２４として樹脂フィルムを使用する場合には、配向膜の焼成を比較低温で行う必要がある。一般に配向膜はポリイミドによって作られることが多い。このポリイミドは、熱反応によってイミド化するが、低温での反応性は低く、配向膜の硬化性も低くなる。またポリイミド製の配向膜に使用される主溶媒は一般的にＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン；沸点：２０４℃）が用いられるため、溶剤が膜内に残りやすい。したがって、樹脂製の第１フィルム基材２３及び第２フィルム基材２４上で作製した配向膜層（第１配向膜２７及び第２配向膜２８）はガラス基材に比べてラビング処理によって剥がれやすい。

なお逆テーパー形状のスペーサー３０（図５参照）において、例えば１２０℃の焼成温度で第２配向膜２８及び被覆部３４を作製する場合、スペーサー３０の裾野部（図５（ａ）の符号「Ｓ」参照）にも配向部材が溜まる。この場合、焼成温度が比較的低いことから配向部材の硬化性が悪く、且つ、溶剤の残りも平面に比較して多くなる（感材が多いため）ことから、被覆部３４は、平面部に比較し、裾野部において剥がれやすくなっている。なお、ガラス基材を用いて焼成温度を２３０℃にする場合、裾野部の硬化性も比較的高く、溶媒も蒸発しており、裾野部は平面部と同等の硬さを持っていると考えられる。したがって、被覆部３４の裾野部において剥離が生じやすいことは、樹脂製のフィルム基材（第１フィルム基材２３及び第２フィルム基材２４）を用いるために焼成温度を低くする必要があることに起因する。

ラビング材４０によって被覆部３４が削られると、スペーサー３０を被覆する被覆部３４の表面形状がいびつになり、被覆部３４は、様々な方向の面方向を持つことになるとともに表面積も増える。これにより、被覆部３４の周囲に配置される液晶層２９の液晶分子の配向性が乱され、被覆部３４自体の光透過性が不規則的になって、結果として光の透過率が下落する。また削り取られた被覆部３４は、第２配向膜２８及び被覆部３４上を摺動するラビング材４０に引きずられて最終的には意図しない箇所に配置され、光の透過を妨げる異物となる。このように被覆部３４がラビング材４０によって削られると、液晶層２９の配向性及び光の透過特性に悪影響を及ぼし、液晶セル１１全体の光の透過特性を悪化させる。

なお図５に示す例では被覆部３４の側部が順テーパー形状を有しているが、逆テーパー形状のスペーサー３０を被覆する被覆部３４の側部が逆テーパー形状や円筒形状を有する場合にも、被覆部３４はラビング材４０によって削られやすい。すなわち被覆部３４の側部が逆テーパー形状を有する場合や円筒形状を有する場合も、被覆部３４のテーパー角度は急峻になるため、ラビング材４０はスペーサー３０及び被覆部３４に引っかかりやすく、被覆部３４がスペーサー３０から剥がれやすい。

図６は、順テーパー形状のスペーサー３０上に被覆された被覆部３４及び第２配向膜２８の拡大写真であって、ラビング処理後の状態を示す。図７は、図６の符号「Ａ」で示される範囲に含まれる単一のスペーサー３０及び被覆部３４の近傍を電子顕微鏡で観察して得られたＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）画像である。

図６及び図７に示すように、順テーパー形状のスペーサー３０を使用した例では、ラビング処理を行っても被覆部３４は剥がれておらず、スペーサー３０が被覆部３４によって適切に被覆されている状態が保持されていた（図７参照）。また、被覆部３４の散乱も見られず（図６参照）、スペーサー３０及び被覆部３４がほぼ理想的な状態で配置されていた。

図８は、逆テーパー形状のスペーサー３０上に被覆された被覆部３４及び第２配向膜２８の拡大写真であって、ラビング処理後の状態を示す。図９は、図８の符号「Ａ」で示される範囲に含まれる単一のスペーサー３０及び被覆部３４の近傍（ラビング処理前）を電子顕微鏡で観察して得られたＳＥＭ画像である。図１０は、図８の符号「Ａ」で示される範囲に含まれる単一のスペーサー３０及び被覆部３４の近傍（ラビング処理後）を電子顕微鏡で観察して得られたＳＥＭ画像である。図１１は、図８の符号「Ａ」で示される範囲に含まれる単一のスペーサー３０及び被覆部３４とは別のスペーサー３０及び被覆部３４の近傍（ラビング処理後）を電子顕微鏡で観察して得られたＳＥＭ画像である。

図８〜図１１に示すように、逆テーパー形状のスペーサー３０を使用した例では、ラビング処理によって被覆部３４はスペーサー３０から剥がれてしまい、スペーサー３０が露出している箇所も見られた（図１０及び図１１参照）。また、スペーサー３０から剥がされた被覆部（図８における符号「３４ａ」参照）が不規則的に散乱し（図８参照）、剥離した被覆部３４ａが本来的には配置されないスペーサー３０間に散らばっていた。

図６〜図１１からも明らかなように、順テーパー形状のスペーサー３０を用いる場合（図６及び図７参照）の方が、逆テーパー形状のスペーサー３０を用いる場合（図８〜図１１参照）に比べ、配向部材の散乱を抑えつつラビング処理を適切に行うことができる。

＜液晶セル１１の製造方法＞
本実施形態に係る液晶セル１１を製造する方法は特に限定されず、任意の貼り合わせ技術やフォトリソグラフィ技術等を使って液晶セル１１を製造することができる。特に順テーパー形状の柱状のスペーサー３０は、フォトリソグラフィ技術によって好適に製造可能である。フォトリソグラフィ技術に基づいて各スペーサー３０を形成する場合、各スペーサー３０の配置に応じて定められるパターンが形成されたマスクを使用して、レジストに対する光照射（露光工程）が行われる。

例えば、スペーサー３０を構成する感光性樹脂（光硬化性樹脂）を第２透明電極２６上にコートし、フォトリソグラフィ技術によって当該感光性樹脂からテーパー形状のスペーサー３０を形成し、その後、第２透明電極２６上に第２配向膜２８を形成し、当該第２配向膜２８に対してラビング処理を施して配向規制力を付与することができる。この場合、スペーサー３０が形成された状態で第２配向膜２８の形成処理が行われるため、第２配向膜２８と同じ部材が各スペーサー３０を被覆して被覆部３４を構成する。また第２配向膜２８に対する配向付与処理は、スペーサー３０の頂部及び被覆部３４が第２配向膜２８から突出した状態で行われる（図４参照）。

図１０は、スペーサー３０の形成〜液晶層２９の形成までの処理プロセスの概略を示すフローチャートである。

まず、フォトリソグラフィ技術等を利用して第２透明電極２６上に複数のスペーサー３０が設けられる（図１０のＳ１１）。

そして、これらの複数のスペーサー３０及び当該複数のスペーサー３０が形成される第２透明電極２６の面上に、第２配向膜２８を構成する部材（配向部材）が付与される。これにより、第２透明電極２６上に第２配向膜２８が層状に形成され、また各スペーサー３０の頂部が層状の配向部材によって覆われて被覆部３４が形成される（Ｓ１２）。なお第２配向膜２８及び被覆部３４を構成する配向部材の付与は、任意の手法によって実施可能であり、均一な膜厚を実現可能な塗布技術が好適に用いられる。

そして、第２配向膜２８に対して配向性を付与するラビング処理が行われる（Ｓ１３）。上述のように本実施形態では、ラビング材４０（図４及び図５）を第２配向膜２８及び被覆部３４上で摺動させることで、所望の配向性が第２配向膜２８に付与される。

その後、第２配向膜２８上における複数のスペーサー３０間（厳密には被覆部３４間）に液晶材料が付与されて、液晶層２９が第２配向膜２８上に形成される（Ｓ１４）。なお、液晶材料の付与手法は特に限定されない。典型的には、第１配向膜２７と第２配向膜２８とを相互に重ね合わせた後に第１配向膜２７と第２配向膜２８との間のスペースを真空状態として、真空引きにより当該真空スペースに液晶材料を充填することで液晶層２９を形成できる。また別の手法としてＯＤＦ（Ｏｎｅ Ｄｒｏｐ Ｆｉｌｌｉｎｇ）と呼ばれる手法を好適に利用可能であり、例えば第２配向膜２８上に液晶層２９を付与（滴下）した後に第１配向膜２７と第２配向膜２８とを相互に重ね合わせることで、液晶層２９が形成されてもよい。

次に、比較例及び実施例について説明する。

＜比較例１＞
本例の調光セル１０は、図２に示すような構成を有する液晶セル１１を含み、液晶の配向性を利用して透過光を制御する。すなわち本例の液晶セル１１では、第１偏光板２１、第１フィルム基材２３、第１透明電極２５、第１配向膜２７、液晶層２９、第２配向膜２８、第２透明電極２６、第２フィルム基材２４及び第２偏光板２２が順次積層されている。

具体的には、液晶配向層用フィルム（第１配向膜２７及び第２配向膜２８）により液晶層２９を挟み込み、これらの第１配向膜２７、液晶層２９及び第２配向膜２８を直線偏光板（第１偏光板２１及び第２偏光板２２）によって挟み込むことで、本例の液晶セル１１（調光セル１０）を作製した。

本例の第１配向膜２７及び第２配向膜２８によって液晶層２９に付与される配向性（駆動方式）として、ＶＡ方式が採用された。したがって例えば、第１透明電極２５と第２透明電極２６との間に電界が作用しない状態では、液晶層２９の液晶分子が第１配向膜２７及び第２配向膜２８に対して垂直に並ぶ。また第１透明電極２５と第２透明電極２６との間に電界を作用させると、液晶層２９の液晶分子が第１配向膜２７及び第２配向膜２８に対して平行に並ぶ。

第１配向膜２７と第２配向膜２８との間には、液晶層２９の厚みを一定に保持するための複数のスペーサー３０を設けた。本例のスペーサー３０は逆テーパー形状を有し（図５参照）、第２配向膜２８を貫通するとともに、液晶層２９の一部を貫通するように配置されており、第１配向膜２７と第２配向膜２８との間において順テーパー形状の被覆部３４により覆われていた。

液晶配向層用フィルムは、フィルム材（基材）に対して電極（第１透明電極２５及び第２透明電極２６）及び配向層（第１配向膜２７及び第２配向膜２８）を順次作製することで形成した。第１偏光板２１及び第２偏光板２２は、偏光軸が互いに直交するクロスニコルの状態に置かれた。本例では更に、第１フィルム基材２３及び第２フィルム基材２４としてポリカーボネート製のフィルム材を用いた。

なお第１配向膜２７及び第２配向膜２８にはラビング処理により配向性を付与した。特に第２配向膜２８に対するラビング処理は、各スペーサー３０の頂部及び被覆部３４が第２配向膜２８から突出した状態で、ラビング材４０を第２配向膜２８及び被覆部３４の表面上で摺動させることで行った。

上述の構成を有する液晶セル１１を備える調光セル１０に対して第２偏光板２２側から光を照射したところ、後述の実施例１に係る調光セル１０（液晶セル１１）に比べ、２％程度の光の透過率の低下が見られ、また各スペーサー３０の周囲の液晶部材（液晶層２９）に比較的目立つディスクリネーション形状の変形が確認された。

＜実施例１＞
本例の液晶セル１１で用いられる各スペーサー３０は順テーパー形状を有し（図２参照）、第１配向膜２７と第２配向膜２８との間において各スペーサー３０の頂部は順テーパー形状の被覆部３４により覆われていた。

本例の液晶セル１１の他の構成は、上述の比較例１と同じである。

上述の構成を有する液晶セル１１を備える調光セル１０に対して第２偏光板２２側から光を照射したところ、上述の比較例１に係る調光セル１０（液晶セル１１）に比べ、光の透過率が２％程度優れており、また各スペーサー３０の周囲の液晶部材（液晶層２９）においてディスクリネーション形状の変形は見られなかった。

このように上述の比較例１及び実施例１の観察結果からも、第１配向膜２７と第２配向膜２８との間におけるスペーサー３０の形状を順テーパー形状とすることで、ラビング処理を適切に行うことができ、ラビング処理時に配向部材の散乱を効果的に抑えることができることが確認された。

＜最適なテーパー角度の範囲＞
図１３は、ラビング押し込み量、スペーサーのテーパー角度及び配向特性の関係例を示した表である。

本件発明者は、ラビング押し込み量及びスペーサー３０のテーパー角度θを変えながら、第２配向膜２８から突出するスペーサー３０に被覆部３４を被覆した後に、ラビング材４０によって第２配向膜２８及び被覆部３４に対してラビング処理を行った（図４及び図５参照）。

ここでいう「ラビング押し込み量」は、撓みのない状態のラビング材４０の先端が第２配向膜２８に接触した状態（すなわち「ラビング押し込み量＝０．０ｍｍ」）から、第２配向膜２８に向かってラビング材４０を近づけた距離（０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ）によって表される。またテーパー角度θについては図３が参照される。

図１３に示す例におけるラビング処理では、ラビング材４０の回転速度を４００ｒｐｍ（ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）に設定（固定）し、ラビング材４０の移動速度を５０ｍｍ／ｓｅｃに設定（固定）した。

図１３において、「×」はラビング処理によって被覆部３４が剥がれてしまって、第２配向膜２８の配向処理が適切に行われなかった場合を示す。「○」はラビング処理によって被覆部３４が剥がれておらず、被覆部３４の剥離の兆候も見られず、第２配向膜２８の配向処理が適切に行われた場合を示す。「△」は上述の「×」で表されるケースと「○」で表されるケースとの間の中間的な状態を示し、ラビング処理によって被覆部３４の剥離の兆候が見られた場合を示す。

また図１３の「配向性能」は、各サンプルを使って作製された液晶セル１１（調光セル１０）の、１０ボルト（１０Ｖ）の印加電圧下での全光線透過率を計測して評価し、この全光線透過率が高いほど液晶の配向性能が良好であることを示す。なお、全光線透過率の詳細は「ＪＩＳ（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ） ７３７５：２００８」に基づいて定めることができる。全光線透過率の測定には光源として「ダイクロミラー付ハロゲンランプ」を使用した。測定対象の液晶セル１１（調光セル１０）を透過する前の光のうち５５５ｎｍの波長の光強度を基準として得られる「調光セル１０を透過する光の割合」によって全光線透過率が算出される。したがって液晶セル１１（調光セル１０）を透過する前の５５５ｎｍ波長の光強度を「１００（％）」で表した場合の、液晶セル１１（調光セル１０）を透過した後の可視光波長の光強度の値（％）によって全光線透過率を表すことができる。測定に使用した液晶セル１１（調光セル１０）の厚さは約０．５５ｍｍであり、測定装置として村上色彩技術研究所のヘイズメーターＨＭ−１５０を用いた。図１３における「Ａ」は全光線透過率が最も高く、液晶の配向性能が非常に良好であることを示す。「Ｂ」の全光線透過率は「Ａ」の全光線透過率よりも低いが、液晶の配向性能が非常に良好であることを示す。「Ｃ」の全光線透過率は「Ｂ」の全光線透過率よりも低く、液晶の配向性能が若干劣ることを示す。「Ｄ」の全光線透過率は「Ｃ」の全光線透過率よりも低く、液晶の配向性能が非常に劣ることを示す。

図１３に示される評価結果からも明らかなように、被覆部３４の剥離に基づく評価（ラビング耐性）及び液晶の配向性能に基づく評価を勘案すると、スペーサー３０のテーパー角度θは７５°〜８５°（７５°及び８５°を含む）が非常に良好であることが分かる。なおスペーサー３０のテーパー角度θが８５°よりも直立方向に近づくにしたがって（すなわちスペーサー３０のテーパー角度θが８５°よりも大きくなるにしたがって）、ラビング耐性が悪化することが分かる。なお、スペーサー３０が順テーパー形状を有していても、極端なテーパー角度θを持つ順テーパー形状のスペーサー３０は好ましくなく、スペーサー３０のテーパー角度θが７５°程度までが好ましいことを本件出願人は確認した。

図１４は、スペーサー３０及び被覆部３４のテーパー角度を説明するための図である。図１４（ａ）及び（ｂ）に示すスペーサー３０及び被覆部３４は、下底径（「ＤＬ」）が等しいが、図１４（ｂ）に示すスペーサー３０及び被覆部３４の上底径は図１４（ａ）に示すスペーサー３０及び被覆部３４の上底径よりも極端に小さく、図１４（ｂ）に示すスペーサー３０及び被覆部３４のテーパー角度θが図１４（ａ）に示すスペーサー３０及び被覆部３４のテーパー角度θよりも小さくなっている。このようにスペーサー３０及び被覆部３４の下底径を一定にしつつ、スペーサー３０及び被覆部３４を極端に順テーパー化すると（すなわち上底径と下底径との差を大きくすると）、上底径が極端に小さくなって、基材との接触面積が小さくなるため、耐圧性能が悪くなる。

図１５は、スペーサー３０及び被覆部３４のテーパー角度を説明するための図である。図１５（ａ）及び（ｂ）に示すスペーサー３０及び被覆部３４は、上底径（「ＤＵ」）が等しいが、図１５（ｂ）に示すスペーサー３０及び被覆部３４の下底径は図１５（ａ）に示すスペーサー３０及び被覆部３４の下底径よりも極端に大きく、テーパー角度θが小さくなっている。このようにスペーサー３０及び被覆部３４の上底径を一定にしつつ、スペーサー３０及び被覆部３４を極端に順テーパー化すると、柱径が大きくなるため、液晶の配向不良領域が大きくなり、光透過率が悪くなる。

上述の事情に鑑みると、スペーサー３０が極端な順テーパー形状を有することは好ましくなく、スペーサー３０のテーパー角度は７５°程度までが好ましい。

＜スペーサー構造体の詳細構成＞
以下、「スペーサー構造体の硬度」と「スペーサー構造体の先端が当接する部位の硬度」との好ましい関係例について説明する。なお以下の説明において「スペーサー構造体」は、第１配向膜２７及び第２配向膜２８の間隔（セルギャップ）を保持するように第１配向膜２７及び第２配向膜２８を支持する単一又は複数の部材を指す。例えば図２に示す例では、実質的にスペーサー３０及び被覆部３４の組み合わせによってスペーサー構造体が構成されている。

以下で説明する実施形態では、図１６に示す調光セル１０の製造工程によりフォトレジストを使用して円柱形状又は円錐台形状によりスペーサー３０が形成される。すなわち調光セル１０の製造工程では、第１の積層体の製造（図１６の符号「ＳＰ１」参照）、第２の積層体の製造（図１６の符号「ＳＰ２」参照）、液晶セル１１の製造（図１６の符号「ＳＰ３」参照）、及びこれらの部材の積層（図１６の符号「ＳＰ４」参照）が順次行われる。なお第１の積層体の製造工程ＳＰ１には、電極（すなわち「第２透明電極２６」）の製造工程ＳＰ１−１、スペーサー３０の製造工程ＳＰ１−２及び配向層（すなわち「第２配向膜２８」）の製造工程ＳＰ１−３が含まれる。また図示は省略したが、第２の積層体の製造工程ＳＰ２には、電極（すなわち「第１透明電極２５」）の製造工程及び配向層（すなわち「第１配向膜２７」）の製造工程が含まれる。このようにしてスペーサー構造体を製造して、この実施形態では、各スペーサー構造体のビッカース硬度値Ｘｓが１６．９以上４０．２以下であり（すなわち「１６．９≦Ｘｓ≦４０．２」が満たされ）、スペーサー構造体の先端が当接する第１配向膜２７のビッカース硬度値Ｘｆが、１１．８以上３５．９以下であるように設定され（すなわち「１１．８≦Ｘｆ≦３５．９」が満たされ）、これによりスペーサー構造体に関する信頼性が従来に比して一段と向上する。なお、ビッカース硬度の値は、以下の実施例に記載の条件における測定値である。

例えば、被覆部３４が設けられず主としてスペーサー３０のみによってセルギャップが保持されている場合（すなわちスペーサー構造体がスペーサー３０を含むが被覆部３４を含まない場合）には、複数のスペーサー３０の各々のビッカース硬度値によって上記のＸｓが表され、複数のスペーサー３０の各々の先端が当接する第１配向膜２７のビッカース硬度値によって上記のＸｆが表される。一方、図２に示すように被覆部３４が設けられて主としてスペーサー３０及び被覆部３４の組み合わせによってセルギャップが保持されている場合（すなわちスペーサー構造体がスペーサー３０及び被覆部３４を含む場合）には、複数のスペーサー３０の各々及び被覆部３４のビッカース硬度値によって上記のＸｓが表され、複数のスペーサー３０の各々の先端を被覆する被覆部３４が当接する第１配向膜２７のビッカース硬度値によって上記のＸｆが表される。ここで言う「複数のスペーサー３０の各々及び被覆部３４のビッカース硬度値」は、各スペーサー３０が被覆部３４によって被覆された状態で計測されるビッカース硬度値を意味する。

スペーサー構造体の先端が当接する第１配向膜２７の部位のビッカース硬度値Ｘｆが１１．８未満の場合、使用中の押圧力により、スペーサー構造体の先端が対向する面に貫入し、その結果、セルギャップが不均一化したり、局所的な配向不良が発生したりする。またこの場合、スペーサー構造体の組み立て時の接触等により第１フィルム基材２３にキズが発生したり、全体を屈曲した際にクラックが生じたりする。

またスペーサー構造体のビッカース硬度値Ｘｓが１６．９未満の場合には、外圧によりスペーサー構造体が潰れてセルギャップが低減し、所望のセルギャップを得られなくなる。またスペーサー構造体のビッカース硬度値Ｘｓが４０．２を超える場合、又はスペーサー構造体の先端が当接する第１配向膜２７のビッカース硬度値Ｘｆが３５．９を超える場合にあっても、セルギャップが低減したり、キズやクラックが発生したりする場合がある。

しかしながらスペーサー構造体のビッカース硬度値Ｘｓが１６．９以上４０．２以下であり、スペーサー構造体の先端が当接する第１配向膜２７のビッカース硬度値Ｘｆが、１１．８以上３５．９以下であるように設定すれば、これらの問題を一挙に解決してスペーサー構造体に関する信頼性を従来に比して一段と向上することができる。

〔試験結果〕
図１７及び図１８は、このスペーサー構造体に関する構成の確認に供した試験結果を示す図表である。図１７及び図１８における実施例は、スペーサー構造体（スペーサー３０及び被覆部３４）及びこのスペーサー構造体が当接する配向層に関する構成が異なる点を除いて、同一に構成される。より具体的には、これらの実施例の調光セル１０は、下側積層体（第２透明電極２６及び第２配向膜２８参照）側にのみスペーサー構造体を設けるようにし、このスペーサー構造体に係る製造条件を調整することにより、スペーサー構造体のビッカース硬度値Ｘｓを変化させた。また第１配向膜２７を製造する際の条件を調整することにより、スペーサー構造体の先端が当接する第１配向膜２７のビッカース硬度値Ｘｆを変化させた。

すなわちスペーサー構造体に関しては、スペーサー３０に係る塗工液を塗工した後、乾燥させ、その後、露光装置を使用したマスク露光により、スペーサー３０を製造する部位を選択的に露光する。なおこれはネガ型のフォトレジストの場合であり、ポジ型のフォトレジストではこれとは逆にスペーサー構造体を配設する部位を除く部位が選択的に露光処理される。その後、スペーサー３０は、現像処理により未露光の部位又は露光処理した部位が選択的に除去されてリンス等の処理が実行され、必要に応じて乾燥等の処理が実行される。

この露光処理では、事前に加熱していわゆるハーフキュアーの状態のフォトレジストに対して露光処理を行ったり、加熱した環境下で露光処理を行ったりする場合がある。また現像処理において、リンス等の処理を実行した後、加熱処理を行って反応を促進する場合がある。スペーサー構造体の硬度値Ｘｓは、スペーサー構造体に係るフォトレジストの材料の選定、露光工程及びオーブンでの焼成における加熱の温度及び時間の設定、現像工程における加熱の温度及び時間の設定、露光光量及び露光時間、及びマスクキャップの設定に応じて決めることができる。

この実施形態では、露光工程及び現像工程における加熱の温度及び時間を調整することにより、スペーサー構造体のビッカース硬度値Ｘｓがそれぞれ１４．８、１６．９、２２．２、４０．２、或いは５１．４である下側積層体（第２透明電極２６及び第２配向膜２８参照）を製造した（図１９）。なおこの硬度は、スペーサー構造体の作製条件をそれぞれ調整して下側積層体（第２透明電極２６及び第２配向膜２８参照）を製造し、この下側積層体（第２透明電極２６及び第２配向膜２８参照）を使って調光セル１０を一旦製造した後、分解して計測した計測値である。またこの計測値は、各調光セル１０で１２点を計測し、最大値及び最小値を除いて残る１０点の平均値による計測結果である。

なおスペーサー構造体は、直径９μｍ、高さ６μｍの円柱形状により製造した。また第２フィルム基材２４の面内方向で直交する２方向に１１０μｍピッチにより規則的にスペーサー構造体を配置した。従って第２フィルム基材２４上においてスペーサー構造体の占める割合（占有率）は、０．５％（＝（（９／２）^２×３）／（１１０）^２）である。

なおスペーサー構造体の占有率を大きくすると、スペーサー構造体１個当たりに印加される応力が小さくなることにより、スペーサー構造体が潰れたり、先端が貫入したりする現象を軽減できるものの、透過率が劣化したり、遮光率が劣化したりする。しかしながらスペーサー構造体の占有率が小さい場合には、透過率及び遮光率等の光学特性を確保することができるものの、スペーサー構造体が潰れたり、先端が貫入したりする現象を避け得なくなる。これによりスペーサー構造体の占有率は、０．５％以上、１０％以下であることが望ましい。

これに対してこのスペーサー構造体が当接する面である第１配向膜２７は、塗工液を塗工して乾燥及び熱硬化することにより製造され、この熱硬化の条件（加熱温度及び加熱時間）等を調整することによりビッカース硬度値Ｘｆを所望値に設定した。これにより実施例では、ビッカース硬度値Ｘｆが１０．２、１１．８、２４．８、３５．９、或いは３８．５である第１配向膜２７を製造した（図２０）。なおこの硬度値Ｘｆは、第１配向膜２７の作製条件をそれぞれ調整してスペーサー構造体が当接する面である第１配向膜２７について硬さの異なる第１電極配向層（第１透明電極２５及び第１配向膜２７参照）を製造し、この第１電極配向層（第１透明電極２５及び第１配向膜２７参照）を使って調光セル１０を一旦製造した後、分解して計測した計測値である。またこの計測値は、１２点で計測を行い、最大値及び最小値を除いて残る１０点の平均値による計測結果である。

なおビッカース硬度値Ｘｓ、Ｘｆは、ヘルムートフィッシャー社製ＰＩＣＯＤＥＮＴＯＲ ＨＭ５００を使用して計測した。計測は、押し込み速度３００ｍＮ／２０ｓｅｃ、リリース速度３００ｍＮ／２０ｓｅｃ、クリープ時間５秒により、最大荷重を１００ｍＮの測定条件とした。

図１７及び図１８の各実施例では、このようにして製造した第１電極配向層（第１透明電極２５及び第１配向膜２７参照）及び第２電極配向層（第２透明電極２６及び第２配向膜２８参照）により調光セル１０を製造して試験した。図１７及び図１８の試験では、定盤による硬度の高い平滑面に調光セル１０を載置した状態で、０．８ＭＰａに相当する加重を印加した後、セルギャップを計測してセルギャップの減少を判断した。なお加重の時間は２４時間である。またこのように加重した後、第１配向膜２７を含む上側積層体及び第２配向膜２８を含む下側積層体を剥離してスペーサー構造体を顕微鏡により観察して、スペーサー構造体の潰れ（以下、「スペーサー潰れ」とも称する）を観察してセルギャップの減少を観察し、またスペーサー構造体が当接する部位を顕微鏡により観察してスペーサー構造体先端の貫入（フィルム貫入）の状態を観察した。

ここでこの顕微鏡による観察ではＳＥＭ等の手法を用いて正面視、斜視、及び断面を観察し、目視でスペーサー構造体の変形の有無を確認し、スペーサー構造体の変形が確認された場合にはその状況に応じて「セルギャップ減少、スペーサー潰れ」の有無を○△判定した。従って図１７及び図１８において「○」は、対応する項目に係る異常が見られない場合を示し、「△」は対応する項目に係る異常が見られる場合を示す。

また同様にスペーサー構造体が当接する部位をＳＥＭ等の手法を用いて斜視して、窪み（凹部）が確認された場合には「フィルム貫入」を「△」判定とし、凹部が認められない場合には「フィルム貫入」を「○」判定とした。

また第１電極配向層（第１透明電極２５及び第１配向膜２７参照）及び第２電極配向層（第２透明電極２６及び第２配向膜２８参照）を積層して０．１ＭＰａに相当する加重を印加した状態で、第１電極配向層及び第２電極配向層の相対位置を０．１ｃｍ／ｓｅｃにより変位させ、目視により傷の発生を確認した。ここで複数サンプルの半数以上で傷の発生が確認された場合には図１７及び図１８の「キズ」の項目を「△」により示し、これとは逆に、複数サンプルの半数以上で傷の発生が確認されない場合には「キズ」の項目を「○」により示す。

また調光セル１０の状態で、ＪＩＳ Ｋ５６００−５−１の曲げ試験の規定に従って、直径２ｍｍの円柱マンドレルに当該調光セルを巻き付けて、基材（第１フィルム基材２３及び第２フィルム基材２４）におけるクラックの発生の有無を確認した。この試験で、複数サンプルの半数以上で基材にクラックの発生が確認された場合には図１７及び図１８の「クラック」の項目を「△」により示し、これとは逆に、複数サンプルの半数以上で基材にクラックの発生が確認されない場合には「クラック」の項目を「○」により示す。

この図１７及び図１８の計測結果から明らかなように、スペーサー構造体のビッカース硬度値Ｘｓが１６．９未満である場合（実施例１９及び２１）、セルギャップの減少が観察され、また実施例１９では、フィルムへのスペーサー構造体先端の貫入、キズ及びクラックが観察された。またスペーサー構造体の先端が当接する第１配向膜２７のビッカース硬度値Ｘｆが、１１．８未満である場合（実施例９及び１１）、キズ及びクラックが観察され、また実施例１１では、フィルムへのスペーサー構造体先端の貫入が観察された。

またスペーサー構造体のビッカース硬度値Ｘｓが４０．２を超える場合（実施例２０及び２２）、実施例２０では、セルギャップの減少及びフィルムへのスペーサー構造体先端の貫入が観察され、実施例２２ではキズが観察された。またスペーサー構造体の先端が当接する第１配向膜２７の部位のビッカース硬度値Ｘｆが３５．９を超える場合（実施例１０及び１２）、セルギャップの減少及びキズが観察され、さらに実施例１２では、クラックが観察された。

しかしながら実施例２〜８及び１３〜１８では、これらの現象（図１７及び図１８に示す「セルギャップ減少」、「フィルム貫入」、「キズ」及び「クラック」）が観察されることが無く、これにより充分にスペーサー構造体に関して信頼性を確保できることが確認された。

本発明は上述の個々の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、上述の実施形態及び変形例の一部又は全部が組み合わされてもよいし、上述の実施形態及び変形例に対して種々の変形が加えられてもよい。また、本発明の効果も上述の内容に限定されない。このように特許請求の範囲において特定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。

５ 調光システム
１０ 調光セル
１１ 液晶セル
１２ 調光コントローラ
１４ センサ装置
１６ ユーザ操作部
２１ 第１偏光板
２２ 第２偏光板
２３ 第１フィルム基材
２４ 第２フィルム基材
２５ 第１透明電極
２６ 第２透明電極
２７ 第１配向膜
２８ 第２配向膜
２９ 液晶層
３０ スペーサー
３１ 第１底部
３２ 第２底部
３４ 被覆部
４０ ラビング材

Claims (9)

1. 第１フィルム基材及び第２フィルム基材と、
   前記第１フィルム基材と前記第２フィルム基材との間に配置される第１電極及び第２電極であって、前記第１フィルム基材側に設けられる第１電極及び前記第２フィルム基材側に設けられる第２電極と、
   前記第１電極と前記第２電極との間に配置される第１配向膜及び第２配向膜であって、前記第１電極側に設けられる第１配向膜及び前記第２電極側に設けられる第２配向膜と、
   前記第１配向膜と前記第２配向膜との間に配置される液晶層と、
   前記第２配向膜及び前記液晶層の少なくとも一部を貫通する複数のスペーサーと、を備え、
   前記複数のスペーサーの各々は、少なくとも前記第１配向膜と前記第２配向膜との間において、前記第２配向膜から前記第１配向膜に向かう方向へ徐々に細くなるテーパー形状を有する液晶セル。
2. 前記複数のスペーサーの各々は、被覆部によって被覆されている請求項１に記載の液晶セル。
3. 前記被覆部は、前記第２配向膜と同じ部材によって構成される請求項２に記載の液晶セル。
4. 前記複数のスペーサーの各々のテーパー角度は、７５°以上８５°以下である請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶セル。
5. 前記第１フィルム基材及び前記第２フィルム基材は、樹脂によって構成されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶セル。
6. 前記第１フィルム基材及び前記第２フィルム基材を挟み込むように設けられる第１偏光板及び第２偏光板であって、前記第１フィルム基材側に設けられる第１偏光板及び前記第２フィルム基材側に設けられる第２偏光板を更に備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶セル。
7. 前記複数のスペーサーの各々のビッカース硬度値をＸｓで表し、前記複数のスペーサーの各々の先端が当接する前記第１配向膜の部位のビッカース硬度値をＸｆで表した場合、１６．９≦Ｘｓ≦４０．２が満たされ、且つ、１１．８≦Ｘｆ≦３５．９が満たされる請求項１に記載の液晶セル。
8. 前記複数のスペーサーの各々及び前記被覆部のビッカース硬度値をＸｓで表し、前記複数のスペーサーの各々の先端を被覆する前記被覆部が当接する前記第１配向膜の部位のビッカース硬度値をＸｆで表した場合、１６．９≦Ｘｓ≦４０．２が満たされ、且つ、１１．８≦Ｘｆ≦３５．９が満たされる請求項２又は３に記載の液晶セル。
9. 順次積層された第１フィルム基材、第１電極、第１配向膜、液晶層、第２配向膜、第２電極及び第２フィルム基材と、前記第２配向膜及び前記液晶層を貫通する複数のスペーサーであって、それぞれが少なくとも前記第１配向膜と前記第２配向膜との間において前記第２配向膜から前記第１配向膜へ向かって徐々に細くなるテーパー形状を有する複数のスペーサーと、を備える液晶セルの製造方法であって、
   前記第２電極上に前記複数のスペーサーを設ける工程と、
   前記第２電極及び前記複数のスペーサー上に配向部材を付与し、前記第２電極上に前記第２配向膜を形成するとともに前記複数のスペーサーを前記配向部材によって被覆する工程と、
   前記第２配向膜に対して配向性を付与するラビング処理を行う工程と、
   前記第２配向膜上における前記複数のスペーサー間に液晶材料を付与し、前記第２配向膜上に前記液晶層を形成する工程と、
   を含む液晶セルの製造方法。