JP2003202574A

JP2003202574A - 液晶装置用基板およびその製造方法、液晶装置、投射型表示装置

Info

Publication number: JP2003202574A
Application number: JP2002000152A
Authority: JP
Inventors: Shuhei Yamada; 周平山田; Hidefumi Sakata; 秀文坂田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-01-04
Filing date: 2002-01-04
Publication date: 2003-07-18

Abstract

(57)【要約】【課題】耐久性に優れた偏光子を備えた液晶装置を提
供する。【解決手段】本発明の液晶装置は、ＴＦＴアレイ基板
１０、対向基板２０がともに、液晶層５０に入射する光
の波長よりも小さいピッチでストライプ状に配列された
複数の光反射体１６ａ，２２ａと、液晶層５０を構成す
る液晶材料より屈折率が小さく、かつ自身が液晶分子に
対して配向規制力を発揮し得る有機材料からなる埋込層
１６ｂ，２２ｂとを有する構造複屈折体１６，２２を備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶装置用基板お
よびその製造方法、液晶装置、投射型表示装置に関し、
特に消光比の高い反射型偏光子として機能するのと同時
に配向膜としての機能も有する構造複屈折体を備えた液
晶装置の構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶プロジェクタ等の投射型表示装置に
搭載される光変調手段として用いられる液晶装置は、液
晶層を挟持して対向配置され、液晶層に電圧を印加する
ための電極を具備する一対の基板からなる液晶セルから
構成されている。例えば、投射型表示装置の光変調手段
に用いられる液晶ライトバルブとしては、一方の基板側
から入射し、液晶層を透過した後、他方の基板側から出
射された光を投射光学系に導入する透過型液晶装置が知
られている。透過型液晶装置においては、一対の基板の
外側に一方向の振動方向を有する偏光のみを透過する偏
光子（検光子）をそれぞれ設けることにより、電圧無印
加時、電圧印加時における液晶層内の液晶分子の配列を
光学的に識別し、表示を行う構成になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の透過型液晶装置
では、偏光子として、特定の偏光のみを透過する一方、
それ以外の偏光を吸収する光吸収型の偏光子が広く用い
られている。しかしながら、光源として高輝度の光源を
用いた場合、偏光子に吸収される光量が多くなって偏光
子の温度が上昇し、その結果、偏光子が劣化して液晶装
置の耐久性が低下するという問題があった。この問題
は、液晶装置を特に強い光源を用いる投射型表示装置に
搭載する場合に顕著な問題であった。また、偏光子の劣
化の問題は、黒（暗）表示時において、液晶層を透過し
た光のほとんど全てを吸収する必要があり、検光子とし
て機能する光出射側の偏光子において顕著な問題であっ
た。

【０００４】また、光出射側の偏光子を、特定の偏光の
みを透過し、それ以外の偏光を反射する光反射型の偏光
子で構成した場合には、偏光子での光吸収が起こらない
ため、上述の問題を回避することができるが、トランジ
スタ素子を用いたアクティブマトリクス型液晶装置にお
いては、光出射側の偏光子により反射された光がトラン
ジスタ素子の半導体層に入射し、光リーク電流を生じさ
せ、素子のスイッチング特性が低下する恐れがあった。

【０００５】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、例えば投射型表示装置の液晶ライ
トバルブ等に用いて好適な耐久性に優れた偏光子を備え
た液晶装置用基板、およびこの基板を備えた液晶装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の液晶装置用基板は、対向配置された一対
の基板間に液晶層が挟持された液晶装置に用いられ、前
記一対の基板のうちのいずれか一方の基板をなす液晶装
置用基板であって、前記液晶層に入射する光の波長より
も小さいピッチでストライプ状に配列された複数の光反
射体と、隣接する２つの前記光反射体の間に埋め込ま
れ、前記液晶層を構成する液晶材料より屈折率が小さ
く、かつ自身が前記液晶層の液晶分子に対して配向規制
力を発揮し得る有機材料からなる埋込層とを有する構造
複屈折体を備えたことを特徴とする。ここで、「構造複
屈折体」とは、「入射する光の偏光方向により、有効屈
折率が異なる構造体」のことであり、構造複屈折体に入
射する光の偏光方向により有効屈折率が異なることを利
用し、特定の偏光のみを透過させ、特定の偏光のみを反
射させることができるものである。

【０００７】本出願人は、液晶層に入射する光の波長よ
りも小さいピッチでストライプ状に配列された複数の光
反射体を有する構造複屈折体を基板上に作り込んだ構成
の液晶装置を既に出願している。上述したように、構造
複屈折体は、入射光の偏光方向による有効屈折率の差異
により、特定の偏光のみを透過し、特定の偏光のみを反
射する機能を有するため、反射型偏光子として機能させ
ることができ、構造複屈折体を形成した基板を、液晶装
置を構成する一対の基板の少なくともいずれか一方に用
いることによって偏光子を内蔵した液晶装置を実現する
ことができる。構造複屈折体からなる反射型偏光子は、
従来の光吸収型偏光子に比較して吸収される光量がはる
かに少なく、耐久性に優れるものである。

【０００８】ところが、既に出願済みの上記液晶装置に
おいて、構造複屈折体からなる偏光子を基板上に形成し
た場合、以下のような問題点があった。例えば構造複屈
折体からなる偏光子を内蔵する場合、例えば基板の最表
面側、すなわち液晶層に接する面上に構造複屈折体を形
成すると、隣接する光反射体に挟まれた空間にはポリイ
ミド等からなる配向膜や液晶層が存在することになる。
この場合、光反射体を構成するアルミニウム等の金属と
ポリイミドや液晶との屈折率差がそれ程大きくないた
め、偏光子として充分な消光比を得ることができない。
その結果、結局、液晶セルの外部に貼付する従来の光吸
収型偏光子の寿命を満足できるレベルまで伸ばすことが
できなかった。

【０００９】上記問題点が生じる理由を説明するため
に、ここで構造複屈折体の作用について具体的に説明す
る。本発明の液晶装置に備えられる構造複屈折体として
は、液晶層に入射する光の波長よりも小さいピッチでス
トライプ状に配列された複数の光反射体を具備する構造
のものが好適である。図８に基づいて、このような構造
を有する構造複屈折体が特定の偏光のみを透過し、特定
の偏光のみを反射することができる理由について説明す
る。

【００１０】図８に示すように、入射する光の波長より
も小さいピッチで、ストライプ状に配列された複数の媒
質Ａ１０１を具備した構造の構造複屈折体１００におい
て、隣接する媒質Ａ１０１間の間隙には、媒質Ａ１０１
と異なる屈折率を有する媒質Ｂ１０２が充填されている
ことが必要である。なお、媒質Ｂ１０２としては、固
体、液体、気体を問わない。

【００１１】このような構造の構造複屈折体１００にお
いては、媒質Ａ１０１の屈折率ｎ₁と媒質Ｂ１０２の屈
折率ｎ₂が異なるため、構造複屈折体１００に入射した
光の偏光方向により有効屈折率が異なる。例えば、媒質
Ａ１０１の屈折率ｎ₁が媒質Ｂ１０２の屈折率ｎ₂よりも
大きい場合には、各媒質Ａ１０１の延在方向に対して略
平行方向に振動する偏光Ａについての有効屈折率が、各
媒質Ａ１０１の延在方向に対して略垂直方向に振動する
偏光Ｂについての有効屈折率よりも大きくなる。

【００１２】媒質Ａ、媒質Ｂが誘電体からなる場合、媒
質Ａ１０１の幅をａ、媒質Ｂ１０２の幅をｂとすると、
構造複屈折体１００に入射する光のうち、偏光Ａについ
ての有効屈折率Ｎａ、偏光Ｂについての有効屈折率Ｎｂ
は、それぞれ下記式（１）、（２）により表されること
が知られている（例えば、M.Born and E.Wolf : Princi
ples of Optics, 1st ed. (Pergamon Press, New York,
1959) p.705-708）。下記式（１）、（２）から分かる
ように、媒質Ａ１０１の厚みａと媒質Ｂ１０２の厚みｂ
の比により、有効屈折率をｎ₁〜ｎ₂の範囲で変化させる
ことができる。

【００１３】

【数１】

【００１４】以上、構造複屈折体が光の偏光状態によっ
て異なる光学的性質を示すことを述べた。ここで、媒質
Ａとして金属や半導体のような光反射体を用いる場合、
誘電率を複素数として扱うことで、誘電体に対する有効
屈折率を求める場合と同様に扱うことができる。ただ
し、有効屈折率は複素数となる。Effective Medium The
ory（例えば、Dominique Lemercier−lalanne:Journal
of Modern Optics,1996,vol43,no.10,2063-2085）、よ
り厳密にはRigorous Coupled-Wave Analysis(M.G.Mohar
am:J.Opt.Soc.Am.A,12(1995)1077 )を用いた数値計算に
より、媒質Ａとして金属を用いた場合、偏光Ａに対する
構造複屈折体の有効屈折率の虚数部が大きな値となり、
その結果、入射した偏光Ａは構造複屈折体により反射さ
れることが知られている。一方、偏光Ｂに対する有効屈
折率の虚数部は小さい値となり、偏光Ｂは構造複屈折体
を透過することが知られている。

【００１５】このように、２種類の媒質で、波長よりも
小さい周期構造を形成することにより、光反射型偏光子
と同じ作用、すなわち、構造複屈折体の光軸（透過軸）
と平行な偏光に対しては透過させ、垂直な偏光に対して
は反射させる作用を持たせることができる。

【００１６】また、媒質Ａ（光反射体）の屈折率と媒質
Ｂの屈折率の差は大きい程、媒質Ａのピッチは小さい程
好ましく、そうすることにより、偏光Ａと偏光Ｂについ
ての有効屈折率の差を大きくすることができる。その結
果、偏光Ａの反射率を高く、偏光Ｂの透過率を高くする
ことができ、消光比を大きくすることができるので、コ
ントラストに優れた液晶装置を提供することができる。
なお、消光比とは、「光軸（透過軸）に平行な偏光の透
過率／光軸（透過軸）に垂直な偏光の透過率」で定義さ
れるものである。ただし、製造プロセス上、光反射体の
ピッチを小さくするのは限界があるため、消光比を大き
くするためには媒質Ａと媒質Ｂの屈折率差をできるだけ
大きくすることが望ましい。

【００１７】しかしながら、上述したように、構造複屈
折体からなる偏光子を備えた液晶装置を実現しようとす
ると、光反射体を構成する金属（媒質Ａ）、例えばアル
ミニウムの屈折率が１．８〜２．２であり、その間に介
在する配向膜材料（媒質Ｂ）、例えばポリイミドの屈折
率が１．５〜１．６、あるいは液晶材料（媒質Ｂ）の屈
折率が約１．５であり、媒質Ａ、媒質Ｂ間の屈折率差が
それ程大きくないため、充分な消光比が得られない。

【００１８】そこで、本発明者らは、各種の有機材料の
中に上記のポリイミドや液晶材料の屈折率（１．５程
度）よりも小さい屈折率を示すものがあることに着目
し、隣接する光反射体の間の空間をそのような有機材料
で埋め込むことによって、高い消光比が得られることを
見出した。つまり、光反射体を構成する金属材料（上記
の媒質Ａ）は同じであっても、少なくとも液晶材料の屈
折率よりも小さい屈折率を持つ有機材料（上記の媒質
Ｂ）を介在させることによって、構造複屈折体を構成す
る両媒質間の屈折率差を大きくすることができ、消光比
を高めることができる。

【００１９】さらに有機材料の選択に際しては、自身が
液晶分子に対して配向規制力を発揮し得るような材料を
選択することによって、構造複屈折体自身に液晶分子を
配向させる機能を持たせることができる。したがって、
このような構成の構造複屈折体を基板上に形成すること
によって、構造複屈折体が配向膜の機能も兼ねることが
できる。なぜならば、光反射体は極めて微細なピッチ
（入射光の波長よりも小さいピッチ）で形成されている
ので、光反射体の上面にはたとえ有機材料が存在しなく
ても、隣接する光反射体の間の部分に有機材料が存在
し、この部分で液晶分子の配向が規制されれば、構造複
屈折体全体としても配向規制力を充分に発揮できるから
である。

【００２０】前記有機材料として、例えば結晶性含フッ
素高分子を主体として構成されているものを用いること
ができる。結晶性含フッ素高分子は化学的に安定で高い
結晶性を備えており、構造複屈折体を構成する複数の光
反射体上に形成することで、隣接する光反射体間の微細
な部分（以下の説明では溝という）に沿って自身が配向
するため、液晶分子を配向規制することが可能となる。

【００２１】また、前記有機材料としては、ポリオレフ
ィンを主体として構成されているものを採用することも
できる。ポリオレフィンも構造複屈折体の微細な溝に沿
って高い配向規制力を備えた状態で形成することが可能
である。なお、ポリオレフィンとしては、例えば配向規
制力の高いポリエチレン等を例示することができる。

【００２２】さらに、前記有機材料としては、液晶性モ
ノマーを重合してなる液晶性モノマー由来高分子を主体
として構成されているものを採用することができる。な
お、この場合、「液晶性モノマー」とは、それ自身が液
晶相を取り得るもの、あるいはそれ自身は液晶相をとら
ないが、液晶相内に混入した際に混合物の液晶状態を失
わさせることのないものを意味している。このような液
晶性モノマー由来高分子は、構造複屈折体の微細な溝に
沿って自身も配向可能なため、このような有機材料を構
造複屈折体上に形成すると液晶分子を配向規制すること
が可能となる。

【００２３】具体的に、上記液晶性モノマーは、下記一
般式（１）、（２）、（３）のいずれかで表される１種
もしくは複数種の化合物を主体として構成されているも
のとすることができる。

【００２４】

【化４】

【００２５】

【化５】

【００２６】

【化６】

【００２７】上記一般式（１）、（２）、（３）で表さ
れる化合物はいずれも棒状の分子構造を有し、それ自身
が液晶相を形成する液晶性モノマーまたは液晶分子に類
似した性質を有するモノマーである。また、構造複屈折
体上にイオン蒸着法によりこれらのモノマーを蒸着する
と、重合反応が進行し、その重合体が構造複屈折体の微
細な溝に沿って配向しながら形成される。しかも、上記
一般式（１）、（２）、（３）で表される化合物はアク
リレート系またはメタクリレート系のモノマーであるた
め、重合反応性にも優れており、構造複屈折体上にイオ
ン蒸着法によりこれらのモノマーを蒸着すると、モノマ
ーが自然に重合してポリマー化する。

【００２８】また、上記有機材料は、ポリアルキルアク
リレートもしくはポリアルキルメタクリレートを主体と
して構成することができる。具体的には、アルキル鎖の
炭素数が５以上のポリ長鎖アルキルアクリレートもしく
はポリ長鎖アルキルメタクリレートを主体として構成す
ることができる。この場合、ポリアルキルアクリレート
もしくはポリアルキルメタクリレートは、構造複屈折体
の微細な溝に沿って配向するため、液晶分子を配向規制
することが可能となる。

【００２９】なお、アルキルアクリレートもしくはアク
リルメタクリレートは下記の一般式（１）で表されるも
のである。

【００３０】

【化７】

【００３１】本発明の液晶装置用基板の製造方法は、前
記液晶層に入射する光の波長よりも小さいピッチでスト
ライプ状に配列された複数の光反射体を基板上に形成す
る工程と、前記液晶層を構成する液晶材料より屈折率が
小さく、かつ自身が前記液晶層の液晶分子に対して配向
規制力を発揮し得る有機材料を蒸着することにより、隣
接する２つの光反射体の間を前記有機材料で埋め込んだ
埋込層を形成する工程とを備えたことを特徴とする。

【００３２】有機材料の中でも、特に本発明の構造複屈
折体に用いて好適な上記のポリオレフィン、液晶性モノ
マー等の有機材料は蒸着法を用いて成膜することができ
る。したがって、本発明特有の隣接する光反射体間の部
分を有機材料で埋め込む構造を実現する際に蒸着法を用
いることができる。本発明にとってこの方法が特に好ま
しいのは、例えばスピンコート法などで有機膜を成膜し
た場合には光反射体のある所とない所の段差が表面に反
映されてしまうのに対し、蒸着法を用いた場合には基板
上に到達した有機材料分子の表面マイグレーション効果
により有機材料分子が基板表面（光反射体表面）を移動
し、溝の中に落ち込むように配向しながら蒸着されてい
く。この過程で光反射体の上面よりも溝の内部の方で優
先的に蒸着が進行するため、溝が有機材料で埋め込まれ
た構造を実現することができる。さらに、溝の幅が微細
であるために有機材料分子の長鎖方向が溝の延在方向に
沿うように配向するので、配向機能をより良く発揮する
ことができる。

【００３３】また、上記の液晶性モノマー由来高分子
は、液晶性モノマーのイオン蒸着により構造複屈折体上
に形成することが可能で、具体的には液晶性モノマーを
イオン化して蒸着させ、構造複屈折体上で重合反応を進
行させて形成することが可能である。したがって、この
ような液晶性モノマー由来高分子は構造複屈折体の溝に
沿って配向し、その配向に基づいて液晶分子に対し高い
配向規制力を付与することが可能となる。ポリアルキル
アクリレートやポリアルキルメタクリレートについて
も、同様にイオン蒸着により形成することが可能であ
る。

【００３４】本発明の液晶装置は、上記本発明の液晶装
置用基板を第１の基板とし、該第１の基板の前記構造複
屈折体が形成された側の面が第２の基板側に向くように
前記第１の基板と前記第２の基板とが対向配置され、こ
れら基板間に液晶層が挟持されたことを特徴とする。

【００３５】上述したように、本発明特有の構造複屈折
体を備えた液晶装置用基板を用いて液晶装置を構成した
場合には、構造複屈折体が反射型偏光子として機能し、
従来のものに比べて高い消光比が得られるため、従来用
いていた外付けの光吸収型の偏光子で吸収される光量を
大幅に少なくすることができる。また、構造複屈折体が
配向膜としても機能するので、ポリイミド等を用いた従
来の配向膜を不要とすることができる。その結果、耐久
性に優れた液晶装置が得られる。

【００３６】さらに、前記第２の基板側にも本発明の液
晶装置用基板を用い、第２の基板の前記構造複屈折体が
形成された側の面が第１の基板側に向くように第２の基
板を配置してもよい。

【００３７】すなわち、液晶装置を構成する一対の基板
の片方のみならず、双方の基板に、構造複屈折体を備え
た本発明の液晶装置用基板を用いてもよい。この構成に
よれば、液晶セルの両面ともに、外付けの偏光板および
配向膜が不要となり、装置構成をより簡略化することが
できる。

【００３８】本発明の投射型表示装置は、光源と、前記
光源からの光を変調する上記本発明の液晶装置からなる
光変調手段と、前記光変調手段により変調された光を投
射する投射手段とを備えたことを特徴とする。この構成
によれば、高強度の光を出射する光源を用いた場合でも
耐久性に優れ、信頼性の高い投射型表示装置を実現する
ことができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１〜図６を参照して説明する。本実施の形態の液晶装置
は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ThinFi
lm Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）を用いたア
クティブマトリクス型の液晶装置の例である。そして、
本実施の形態では、液晶装置を構成する一対の基板の双
方に、構造複屈折体を備えた本発明の液晶装置用基板を
適用した例を示す。

【００４０】以下、図１〜図６に基づいて、本実施の形
態の液晶装置の構造について説明する。図１は本実施の
形態の液晶装置の画像表示領域を構成するマトリクス状
に配置された複数の画素の等価回路図、図２はＴＦＴア
レイ基板の相隣接する複数の画素の構造を示す平面図、
図３は同、液晶装置の構造を示す断面図であって、図２
のＡ−Ａ’線に沿う断面図、図４は構造複屈折体のみを
取りだして示す斜視図、図５は同、液晶装置の製造方法
を説明するための工程断面図、図６は同、液晶装置の製
造工程で用いるイオン蒸着装置の概略構成図、である。
これらの各図においては、各層や各部材を図面上で認識
可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺
を異ならせてある。

【００４１】本実施の形態の液晶装置において、図１に
示すように、画像表示領域を構成するマトリクス状に配
置された複数の画素には、画素電極９と当該画素電極９
を制御するためのスイッチング素子であるＴＦＴ３０が
それぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ
線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されて
いる。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、
…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは
相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供
給される。また、走査線３ａがＴＦＴ３０のゲートに電
気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査
信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス
的に線順次で印加される。また、画素電極９はＴＦＴ３
０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング
素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオンすることによ
り、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、
…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。

【００４２】画素電極９を介して液晶に書き込まれた所
定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する
共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加さ
れる電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化する
ことにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここ
で、保持された画像信号がリークすることを防止するた
めに、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容
量と並列に蓄積容量７０が付加されている。なお、符号
３ｂは容量線である。

【００４３】次に、図２に基づいて、本実施の形態の液
晶装置を構成するＴＦＴアレイ基板の平面構造について
説明する。図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、
複数の矩形状の画素電極９（点線部９Ａにより輪郭を示
す）がマトリクス状に設けられており、画素電極９の縦
横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａおよび
容量線３ｂが設けられている。本実施の形態において、
各画素電極９および各画素電極９を囲むように配設され
たデータ線６ａ、走査線３ａ、容量線３ｂ等が形成され
た領域の内側が画素であり、マトリクス状に配置された
各画素毎に表示が可能な構造になっている。

【００４４】データ線６ａは、ＴＦＴ３０を構成する、
例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち、後
述のソース領域にコンタクトホール５を介して電気的に
接続されており、画素電極９は、半導体層１ａのうち、
後述のドレイン領域にコンタクトホール８を介して電気
的に接続されている。また、半導体層１ａのうち、後述
のチャネル領域（図中左上がりの斜線の領域）に対向す
るように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはチ
ャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能す
る。

【００４５】容量線３ｂは、走査線３ａに沿って略直線
状に延びる本線部（すなわち、平面的に見て、走査線３
ａに沿って形成された第１領域）と、データ線６ａと交
差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中上向
き）に突出した突出部（すなわち、平面的に見て、デー
タ線６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。そ
して、図２中、右上がりの斜線で示した領域には、複数
の第１遮光膜１１ａが設けられている。

【００４６】より具体的には、第１遮光膜１１ａは、各
々、半導体層１ａのチャネル領域を含むＴＦＴ３０をＴ
ＦＴアレイ基板側から見て覆う位置に設けられており、
さらに、容量線３ｂの本線部に対向して走査線３ａに沿
って直線状に延びる本線部と、データ線６ａと交差する
箇所からデータ線６ａに沿って隣接する後段側（すなわ
ち、図中下向き）に突出した突出部とを有する。第１遮
光膜１１ａの各段（画素行）における下向きの突出部の
先端は、データ線６ａ下において次段における容量線３
ｂの上向きの突出部の先端と重なっている。この重なっ
た箇所には、第１遮光膜１１ａと容量線３ｂとを相互に
電気的に接続するコンタクトホール１３が設けられてい
る。すなわち、本実施の形態では、第１遮光膜１１ａ
は、コンタクトホール１３によって前段あるいは後段の
容量線３ｂに電気的に接続されている。

【００４７】次に、図３に基づいて本実施の形態の液晶
装置の断面構造について説明する。図３に示すように、
本実施の形態の液晶装置においては、ＴＦＴアレイ基板
１０と、これに対向配置される対向基板２０との間にＴ
Ｎ（Twisted Nematic）液晶からなる液晶層５０が挟持
されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、石英、ガラス等
の透光性材料からなる基板本体１０Ａとその液晶層５０
側表面に形成されたインジウム錫酸化物（Indium Tin O
xide, 以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電膜からな
る画素電極９、ＴＦＴ３０等を主体として構成されてお
り、対向基板２０は、ガラスや石英等の透光性材料から
なる基板本体２０Ａとその液晶層５０側表面に形成され
た第２遮光膜２３や共通電極３１を主体として構成され
ている。

【００４８】より詳細には、ＴＦＴアレイ基板１０にお
いて、基板本体１０Ａの液晶層５０側表面には画素電極
９が設けられ、各画素電極９に隣接する位置にＴＦＴ３
０が設けられている。ＴＦＴ３０は、ＬＤＤ（Lightly
Doped Drain）構造を有しており、走査線３ａ、当該走
査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体
層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１
ａとを絶縁するゲート絶縁膜２、データ線６ａ、半導体
層１ａの低濃度ソース領域１ｂおよび低濃度ドレイン領
域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄおよび高
濃度ドレイン領域１ｅを備えている。

【００４９】また、上記走査線３ａ上、ゲート絶縁膜２
上を含む基板本体１０Ａ上には、高濃度ソース領域１ｄ
へ通じるコンタクトホール５、および高濃度ドレイン領
域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開口した第２層間
絶縁膜４が形成されている。つまり、データ線６ａは、
第２層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール５を介し
て高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。さ
らに、データ線６ａ上および第２層間絶縁膜４上には、
高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が
開口した第３層間絶縁膜７が形成されている。つまり、
高濃度ドレイン領域１ｅは、第２層間絶縁膜４および第
３層間絶縁膜７を貫通するコンタクトホール８を介して
画素電極９に電気的に接続されている。

【００５０】また、本実施の形態では、ゲート絶縁膜２
を走査線３ａに対向する位置から延設して誘電体膜とし
て用い、半導体膜１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆ
とし、さらにこれらに対向する容量線３ｂの一部を第２
蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量７０が構成さ
れている。

【００５１】また、ＴＦＴアレイ基板１０の基板本体１
０Ａの液晶層５０側表面において、各ＴＦＴ３０が形成
された領域には、ＴＦＴアレイ基板１０を透過し、ＴＦ
Ｔアレイ基板１０の図示下面（ＴＦＴアレイ基板１０と
空気との界面）で反射されて、液晶層５０側に戻る戻り
光が、少なくとも半導体層１ａのチャネル領域１ａ’お
よび低濃度ソース、ドレイン領域（ＬＤＤ領域）１ｂ、
１ｃに入射することを防止するための第１遮光膜１１ａ
が設けられている。また、第１遮光膜１１ａとＴＦＴ３
０との間には、ＴＦＴ３０を構成する半導体層１ａを第
１遮光膜１１ａから電気的に絶縁するための第１層間絶
縁膜１２が形成されている。

【００５２】そして、本発明の最大の特徴点である構造
複屈折体１６が、画素電極９および第３層間絶縁膜７を
覆うように、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層側の最表面
に設けられている。構造複屈折体１６は、光反射性の高
い導電性材料、例えば、アルミニウム、銀、銀合金等か
らなる複数の光反射体１６ａを有している。さらに、図
４に示すように、ストライプ状に配列された隣接する光
反射体１６ａの間には有機材料が埋め込まれ、埋込層１
６ｂを形成している。この有機材料は、液晶層５０を構
成する液晶材料より屈折率が小さく、かつ自身が液晶分
子に対して配向規制力を発揮し得るものである。なお、
図面上は光反射体１６ａの幅およびピッチを大きく図示
しているが、光反射体１６ａは液晶層５０に入射する光
の波長よりも小さいピッチで多数配列されており、例え
ば、光反射体１６ａの幅は８０ｎｍ程度、ピッチは７０
ｎｍ程度、光反射体１６ａの厚さは１００ｎｍ程度に設
定されている。

【００５３】埋込層１６ｂの材料としては、例えばアク
リル系モノマー（メタクリル系モノマーを含む）をイオ
ン蒸着法により薄膜形成した高分子膜を挙げることがで
きる。具体的には、下記の一般式（１）、（２）、
（３）、（４）に示す液晶相を形成し得るモノマー、も
しくは自身の液晶層５０への添加により液晶状態を失わ
せることのないモノマー、もしくは長鎖アルキルアクリ
ルモノマー（長鎖アルキルメタクリルモノマー）をイオ
ン蒸着してポリマー化した高分子膜を主体として構成さ
れている。

【００５４】

【化８】

【００５５】

【化９】

【００５６】

【化１０】

【００５７】

【化１１】

【００５８】このように、構造複屈折体１６を、液晶層
５０に入射する光の波長よりも小さいピッチでストライ
プ状に配列された多数の光反射体１６ａを有し、隣接す
る光反射体１６ａ間に有機材料からなる埋込層１６ｂを
介在させた構成としたことにより、画素電極９に入射し
た光のうち、光反射体１６ａの延在方向に対して略平行
方向に振動する偏光については反射させ、光反射体１６
ａの延在方向に対して略垂直方向に振動する偏光につい
ては透過させることができ、画素電極９を反射型偏光子
として機能させることができる。しかも、埋込層１６ｂ
に一般の液晶材料よりも屈折率が小さい有機材料を選択
したことにより、消光比の高い反射型偏光子を実現する
ことができる。

【００５９】さらに、埋込層１６ｂに自身が液晶分子に
対して配向規制力を発揮し得るような有機材料を選択し
たことによって、構造複屈折体１６自身が液晶分子を配
向させる機能を持つことができる。例えば液晶分子の長
軸方向が光反射体１６ａの延在方向に向くように、液晶
分子を配向させることができる。したがって、この複屈
折体１６をＴＦＴアレイ基板１０の最表面に形成するこ
とによって、構造複屈折体１６が配向膜の機能も兼ねる
ことができる。光反射体１６ａは入射光の波長よりも小
さいピッチで形成されているので、光反射体１６ａの上
面にはたとえ有機材料が存在しなくても、隣接する光反
射体１６ａの間の部分に有機材料が存在し、この部分で
液晶分子の配向が規制されれば、構造複屈折体１６全体
としても配向規制力を充分に発揮できる。

【００６０】他方、対向基板２０においては、基板本体
２０Ａの液晶層５０側表面に第２遮光膜２３が形成さ
れ、その上にほぼ全面にわたってＩＴＯ等の透明導電膜
からなる共通電極３１が形成されている。そして、その
液晶層５０側には、ＴＦＴアレイ基板１０側と同様、反
射型偏光子として機能するとともに、配向膜としても機
能する構造複屈折体２２が形成されている。構造複屈折
体２２の具体的な構成については、ＴＦＴアレイ基板１
０側の構造複屈折体１６と全く同様であり、ストライプ
状に配置された複数の光反射体２２ａと、その間に埋め
込まれた有機材料からなる埋込層２２ｂとを有してい
る。ただし、図３においては、双方の構造複屈折体１
６，２２がともに複数の光反射体１６ａ，２２ａを有し
ていることを示すために、双方の構造複屈折体１６，２
２の光反射体１６ａ，２２ａがともに紙面を貫通する方
向に延在しているように図示したが、実際にはＴＦＴア
レイ基板１０側の光反射体１６ａと対向基板２０側の光
反射体２２ａの延在方向が直交するように配置する必要
があり、そうすることにより、双方の基板の配向方向が
９０°をなし、ＴＮモードの液晶層５０を実現すること
ができる。

【００６１】次に、上記構成の本実施の形態の液晶装置
を製造する方法の一例についてＴＦＴアレイ基板１０の
製造工程を例に挙げ、図５、図６を参照して説明する。
ただし、ＴＦＴアレイ基板１０上に画素電極９を形成す
るまでの工程は従来の工程と全く変わるところはないた
め、説明を省略する。

【００６２】図５（ａ）に示すように、石英等からなる
透明基板上に第１遮光膜１１ａ、第１層間絶縁膜１２、
半導体層１ａ、チャネル領域１ａ’、低濃度ソース領域
１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃ、高濃度ソース領域１
ｄ、高濃度ドレイン領域１ｅ、蓄積容量電極１ｆ、ゲー
ト絶縁膜２、走査線３ａ、容量線３ｂ、第２層間絶縁膜
４、データ線６ａ、第３層間絶縁膜７、コンタクトホー
ル５，８，１３、画素電極９等を従来と同様の方法によ
り形成したＴＦＴアレイ基板１０を用意し、その基板に
対して構造複屈折体１６を形成する。

【００６３】具体的には、図５（ｂ）に示すように、画
素電極９および第３層間絶縁膜７の上に、スパッタリン
グ法等によりアルミニウム、銀、銀合金等の光反射性を
有する金属材料を約５０〜２００ｎｍの厚さに堆積し
て、金属薄膜を成膜した後、フォトリソグラフィー法を
用いて金属薄膜をパターニングし、ストライプ状の光反
射体１６ａを形成する。

【００６４】次に、図５（ｃ）に示すように、本実施の
形態ではイオン蒸着法により有機材料を蒸着し、隣接す
る光反射体間に埋込層を形成する。図６は、イオン蒸着
装置１００の構造を模式的に示したものである。イオン
蒸着装置１００には、真空ポンプに接続され、内部空間
が減圧可能な蒸着室１０１が備えられており、この蒸着
室１０１内の下方に、［化８］〜［化１１］に示した一
般式（１）〜（４）で表されるアクリルモノマー等の蒸
着材料２０１を入れる蒸着材料容器１０２が備えられて
いると共に、その容器１０２の上方に、上述の光反射体
が形成された被蒸着基板２００（ＴＦＴアレイ基板１
０）を設置することができるように構成されている。な
お、ＴＦＴアレイ基板１０は、光反射体１６ａが形成さ
れた側を容器１０２側に向けて設置するものとされてい
る。

【００６５】蒸着材料容器１０２内の蒸着材料２０１は
加熱されて蒸発（揮発）し、蒸発した蒸着材料２０１は
図示上方に導かれ、イオン化部１０３を通過する際に蒸
着材料２０１の一部がイオン化される。また、イオン化
部１０３と被蒸着基板２００との間には電界が印加され
ており、イオン化された蒸着材料２０１は電界により加
速されて被蒸着基板２００に蒸着されるように構成され
ている。なお、イオン化部１０３では、蒸着材料２０１
に電圧を印加することにより、蒸着材料２０１をイオン
化することができるようになっている。

【００６６】すなわち、イオン蒸着法は、蒸着材料２０
１を蒸発させた後、イオン化し、イオン化された蒸着材
料２０１を加速させて被蒸着基板２００に蒸着する方法
である。この方法によれば、イオン化部１０３でのイオ
ン化条件や、イオン化された蒸着材料２０１の加速条件
を制御することにより、蒸着材料２０１の被蒸着基板２
００（詳しくはＴＦＴアレイ基板２００上の光反射体）
への蒸着を制御することができるため、他の蒸着法に比
較して蒸着材料２０１の被蒸着基板２００への蒸着条件
を制御しやすい。

【００６７】この際、被蒸着基板２００上に到達した蒸
着材料分子の表面マイグレーション効果によって蒸着材
料分子が基板表面（光反射体１６ａ表面）を移動し、隣
接する光反射体１６ａ間の溝の中に配向しながら蒸着さ
れていく。この過程で光反射体１６ａの上面よりも溝の
内部の方で優先的に蒸着が進行するため、図５（ｃ）に
示すように、隣接する光反射体１６ａ間の溝が有機材料
で埋め込まれ、埋込層１６ｂが形成された構造を実現す
ることができる。

【００６８】ここで、蒸着材料として、上記［化８］〜
［化１１］に示した一般式（１）〜（４）で表されるア
クリルモノマーを用い、このアクリルモノマーを蒸発さ
せた後、イオン化し、イオン化されたモノマーを蒸着す
るものとしている。イオン化されたモノマーは活性が高
いので、蒸着されたモノマーの重合反応が自然に進行し
てポリマー化し、上記一般式（１）〜（４）で表される
モノマーを重合したポリマーを主体として構成される埋
込層１６ｂが形成される。

【００６９】また、上記［化８］〜［化１０］に示した
一般式（１）〜（３）で表されるアクリルモノマーは、
液晶相を示すか、もしくは液晶相への添加により液晶状
態を失わせない液晶性モノマーとされている。これら液
晶性モノマーは光反射体１６ａの形状に沿って配向しな
がら蒸着してポリマー化するので、配向規制力の高い埋
込層１６ｂを形成することができる。したがって、埋込
層１６ｂを構成する有機高分子と液晶分子との分子間相
互作用をより高くすることができ、液晶配向制御機能に
より優れた構造複屈折体１６を形成することができる。

【００７０】なお、上記［化８］に示した一般式（１）
で表される化合物としては、具体的には、［表１］また
は［表２］に示す化合物Ｍ１〜Ｍ２５（大日本インキ化
学工業（株）のＵＶキュアラブル液晶）等を例示するこ
とができる。また、上記［化９］に示した一般式（２）
で表される化合物としては、具体的には、［表３］また
は［表５］に示す化合物Ｍ２６〜Ｍ３３、Ｍ３８〜Ｍ４
５等を例示することができる。上記［化１０］に示した
一般式（３）で表される化合物としては、具体的には、
［表４］または［表６］に示す化合物Ｍ３４〜Ｍ３７、
Ｍ４６〜Ｍ５１等を例示することができる。

【００７１】

【表１】

【００７２】

【表２】

【００７３】

【表３】

【００７４】

【表４】

【００７５】

【表５】

【００７６】

【表６】

【００７７】一方、対向基板２０については、ガラス等
からなる基板本体２０Ａを用意し、遮光性材料を成膜、
パターニングすることにより第２遮光膜２３を形成した
後、基板本体２０Ａ表面の全面に、スパッタリング法等
によりＩＴＯ等の透明導電性材料を堆積し、フォトリソ
グラフィー法を用いてパターニングすることにより、基
板本体２０Ａのほぼ全面に共通電極３１を形成する。さ
らに、上記と同様の方法を用いて、共通電極３１の全面
に構造複屈折体２２を形成し、対向基板２０が完成す
る。

【００７８】次に、上述のように製造されたＴＦＴアレ
イ基板１０と対向基板２０とを、構造複屈折体１６，２
２が互いに対向するようにシール材（図示略）を介して
貼り合わせ、真空注入法などの方法により両基板間の空
間に液晶を注入し、液晶層５０を形成する。このように
して、本実施の形態の液晶装置が完成する。

【００７９】本実施の形態の液晶装置においては、ＴＦ
Ｔアレイ基板２０、対向基板１０の双方に形成した構造
複屈折体１６，２２が単に反射型偏光子として機能する
だけでなく、隣接する光反射体１６ａ、２２ａの間に液
晶材料よりも屈折率の小さい有機材料からなる埋込層１
６ｂ、２２ｂを形成したことで従来のものに比べて高い
消光比が得られるため、これだけで充分な偏光機能を果
たすことができ、従来用いていた外付けの光吸収型の偏
光子を不要とすることができる。また、埋込層１６ｂ、
２２ｂが液晶分子に対する配向規制力を有しており、構
造複屈折体１６，２２が配向膜としても機能するので、
ポリイミド等を用いた従来の配向膜を不要とすることが
できる。その結果、耐久性に優れた液晶装置が得られる
とともに液晶装置の構成を簡略化することができ、部品
点数も削減することができる。

【００８０】なお、本実施の形態では、ＴＦＴアレイ基
板１０と対向基板２０の双方に構造複屈折体１６，２２
を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、
少なくとも一方の基板に上述の構造複屈折体を設けるこ
とにより、従来に比べて耐久性に優れた液晶装置を提供
することができる。ただし、双方の基板を上述の構成と
することにより、耐久性により一層優れた液晶装置を提
供することができることは言うまでもない。

【００８１】また、本実施の形態では、ＴＦＴ素子を用
いたアクティブマトリクス型液晶装置についてのみ説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＴＦ
Ｄ（Thin-Film Diode）素子を用いたアクティブマトリ
クス型液晶装置やパッシブマトリクス型液晶装置等にも
適用可能である。また、本実施の形態では、透過型液晶
装置についてのみ説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、反射型や半透過反射型の液晶装置にも
適用可能である。このように、本発明は、いかなる構造
の液晶装置にも適用することができる。

【００８２】また、本実施の形態では、埋込層１６ｂ、
２２ｂの形成工程においてはイオン蒸着法を用いてお
り、蒸着材料として上記アクリルモノマーを用いて光反
射体１６ａ、２２ａ上で重合を進行させるため、形成さ
れる埋込層１６ｂ、２２ｂを構成する高分子の高分子量
化が可能である。高分子は分子量が大きくなる程、配向
性を高くすることが可能となり、しかも高分子量のもの
程、熱や光などに対して安定になるので、蒸着材料とし
て上記アクリルモノマーを用いるイオン蒸着法を採用す
ることにより、配向規制力に優れ、光や熱に対する安定
性により優れた構造複屈折体１６，２２を形成すること
ができる。

【００８３】埋込層１６ｂ、２２ｂの形成方法として
は、上記アクリルモノマーのイオン蒸着法以外にも、例
えば有機高分子を直接蒸着させることもできる。この場
合、有機高分子の分子量が大きくなると蒸着が困難とな
るため、使用する高分子の分子量は数千程度、具体的に
は２０００〜１００００程度が好ましい。このような有
機高分子としては、例えばポリスチレン、ポリエチレン
等のポリオレフィンや、ポリテトラフルオロエチレン
（以下、ＰＴＦＥと略記する）等のフッ素系高分子を例
示することができる。特に、フッ素系高分子は結晶性が
高いため、好適である。

【００８４】［投射型表示装置］次に、上記実施の形態
の液晶装置を光変調手段として備えた投射型表示装置の
構成について、図７を参照して説明する。図７は、上記
実施の形態の液晶装置を液晶ライトバルブ（光変調手
段）として用いた投射型表示装置の要部を示す概略構成
図である。図７において、符号８１０は光源、８１３、
８１４はダイクロイックミラー、８１５、８１６、８１
７は反射ミラー、８１８は入射レンズ、８１９はリレー
レンズ、８２０は出射レンズ、８２２、８２３、８２４
は液晶ライトバルブ、８２５はクロスダイクロイックプ
リズム、８２６は投射レンズを示す。

【００８５】光源８１０はメタルハライド等のランプ８
１１とランプの光を反射するリフレクタ８１２とからな
る。青色光、緑色光反射のダイクロイックミラー８１３
は、光源８１０からの光束のうちの赤色光を透過させる
とともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色
光は反射ミラー８１７で反射されて、上記実施形態の液
晶装置を備えた赤色光用液晶ライトバルブ８２２に入射
される。一方、ダイクロイックミラー８１３で反射され
た色光のうち緑色光は緑色光反射のダイクロイックミラ
ー８１４によって反射され、上記実施形態の液晶装置を
備えた緑色光用液晶ライトバルブ８２３に入射される。
なお、青色光は第２のダイクロイックミラー８１４も透
過する。青色光に対しては、光路長が緑色光、赤色光と
異なるのを補償するために、入射レンズ８１８、リレー
レンズ８１９、出射レンズ８２０を含むリレーレンズ系
からなる導光手段８２１が設けられ、これを介して青色
光が上記実施形態の液晶装置を備えた青色光用液晶ライ
トバルブ８２４に入射される。また、各色光用液晶ライ
トバルブ８２２，８２３，８２４の入射側および出射側
には偏光板８３２ａ，８３２ｂ，８３３ａ，８３３ｂ，
８３４ａ，８３４ｂがそれぞれ設けられている。

【００８６】各液晶ライトバルブにより変調された３つ
の色光はクロスダイクロイックプリズム８２５に入射す
る。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わさ
れ、その内面に赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反
射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これ
らの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カ
ラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射
光学系である投射レンズ８２６によってスクリーン８２
７上に投射され、画像が拡大されて表示される。

【００８７】上記構成の投射型表示装置は、上記実施の
形態の液晶装置を備えたものであるので、高強度の光を
出射する光源を用いた場合でも耐久性に優れ、信頼性の
高い投射型表示装置を実現することができる。

【００８８】

【実施例】以下、本発明者が、本発明の構造複屈折体を
実際に試作し、液晶配向の信頼性（耐久性）の向上の効
果を検証したので、その結果について報告する。以下の
４種類の液晶セルを試作した。

【００８９】（従来例１の液晶セル）上記実施の形態で
例示した幅、ピッチ、膜厚を有するアルミニウムからな
る複数の光反射体をストライプ状に形成したガラス基板
に、溶剤に溶かしたポリイミドをスピンコート法により
塗布し、８０℃、１０分のプレベークにより溶剤を揮発
させた。その後、ポリイミド膜を１８０℃で１時間焼成
し、ポリイミド膜を５０ｎｍ程度（好ましくは１０〜１
００ｎｍ、より好ましくは３０〜６０ｎｍ）の膜厚とな
るように塗布し、ラビング処理（ラビング密度：４５
０）を行った。このようにして作製した２枚の配向膜付
き基板を、上下基板の配向方向を９０°ずらしてセルギ
ャップ５μｍで貼り合わせ、その間にフッ素系の液晶を
注入し、封止した。

【００９０】（従来例２の液晶セル）上記実施の形態で
例示した幅、ピッチ、膜厚を有するアルミニウムからな
る複数の光反射体をストライプ状に形成した２枚のガラ
ス基板を、ストライプの方向を９０°ずらしてセルギャ
ップ５μｍで貼り合わせ、その間にフッ素系の液晶を注
入し、封止した。

【００９１】（実施例１の液晶セル）上記実施の形態で
例示した幅、ピッチ、膜厚を有するアルミニウムからな
る複数の光反射体をストライプ状に形成したガラス基板
に、分子量２０００〜１００００のＰＴＦＥ（屈折率：
１．３８）を、隣接する光反射体間の溝が埋まるまで蒸
着した。このようにして作製した２枚の構造複屈折体付
き基板を、ストライプの方向を９０°ずらしてセルギャ
ップ５μｍで貼り合わせ、その間にフッ素系の液晶を注
入し、封止した。

【００９２】（実施例２の液晶セル）上記実施の形態で
例示した幅、ピッチ、膜厚を有するアルミニウムからな
る複数の光反射体をストライプ状に形成したガラス基板
に、ＵＶキュアラブル液晶（商品名、大日本インキ化学
工業（株）社製、液晶性モノアクリレート）を、イオン
蒸着法によって隣接する光反射体間の溝が埋まるまで蒸
着した。なお、この方法では蒸着時にアクリレートモノ
マーが重合し、アクリレートポリマーとして基板上に蒸
着される。このようにして作製した２枚の構造複屈折体
付き基板を、ストライプの方向を９０°ずらしてセルギ
ャップ５μｍで貼り合わせ、その間にフッ素系の液晶を
注入し、封止した。

【００９３】上記の４種類の液晶セルにおいて、構造複
屈折体の偏光子としての消光比と、液晶配向の信頼性
（一定強度の光を照射したときの配向不良が発生するま
での時間）を測定した。その結果、従来例１の液晶セル
の消光比が１：２０であったのに対し、実施例１の液晶
セルにおける消光比は１：４０に向上した。信頼性は従
来例１の２倍に向上した。また、従来例１の液晶セルの
消光比が１：２０であったのに対し、実施例２の液晶セ
ルにおける消光比は１：３０に向上した。信頼性は従来
例１の１．５倍に向上した。また、従来例２の液晶セル
の消光比が１：２０であったのに対し、実施例１の液晶
セルにおける消光比は１：４０、実施例２の液晶セルに
おける消光比は１：３０に向上した。このように、隣接
する光反射体間の溝を屈折率の小さい有機材料で埋める
本発明の構成を採用することによって、消光比が高く
（すなわち、偏光機能が高く）、信頼性の高い液晶装置
が得られることが確認された。

【００９４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、構造複屈折体を構成する光反射体の間を液晶材
料よりも屈折率の小さい有機材料で埋め込んだ埋込層を
設けたことで従来のものに比べて高い消光比が得られる
ため、出射側外付けの偏光子に吸収される光が少なくな
り、外付けの偏光子の寿命を伸ばすことがことができ
る。また、有機材料が液晶分子に対する配向規制力を有
しており、構造複屈折体が配向膜としても機能するの
で、ポリイミド等を用いた従来の配向膜を不要とするこ
とができる。その結果、耐久性に優れた液晶装置が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の液晶装置の画像表示領
域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素の等
価回路図である。

【図２】同、液晶装置のＴＦＴアレイ基板の相隣接す
る複数の画素の構造を示す平面図である。

【図３】同、液晶装置の構造を示す断面図であって、
図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。

【図４】同、液晶装置の構造複屈折体を取りだして示
す斜視図である。

【図５】同、液晶装置の製造方法を説明するための工
程断面図である。

【図６】同、液晶装置の製造工程で用いるイオン蒸着
装置の概略構成図である。

【図７】本発明の一実施の形態の投射型表示装置の概
略構成図である。

【図８】構造複屈折体の作用を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１０ＴＦＴアレイ基板２０対向基板１０Ａ，２０Ａ基板本体１ａ半導体層１１ａ第１遮光膜２３第２遮光膜１２第１層間絶縁膜４第２層間絶縁膜７第３層間絶縁膜３０画素スイッチング用ＴＦＴ素子（トランジスタ素
子）９画素電極３１共通電極１６，２２構造複屈折体１６ａ，２２ａ光反射体１６ｂ，２２ｂ埋込層６ａデータ線３ａ走査線５０液晶層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５１０Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５１０４Ｊ１００５２０５２０ 1/1368 1/1368 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０３Ｂ 21/00 ＥＦターム(参考） 2H049 BA02 BA24 BA43 BC02 BC05 BC09 BC22 2H088 EA14 EA15 GA02 HA03 HA13 HA18 HA24 HA28 JA05 KA05 KA30 MA06 MA20 2H090 HA15 HB15 HC19 KA05 LA09 2H091 FA07Y FA14Y FB02 FB08 FC02 FC18 GA06 GA13 HA07 KA01 KA10 LA04 MA07 2H092 JA24 NA25 PA02 PA11 QA07 RA05 4J100 AL08P AL46P AT08P BA20P BA40P BB01P BB07P BC04P BC43P BC44P BC74P CA01 DA66 JA39

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向配置された一対の基板間に液晶層が
挟持された液晶装置に用いられ、前記一対の基板のうち
のいずれか一方の基板をなす液晶装置用基板であって、前記液晶層に入射する光の波長よりも小さいピッチでス
トライプ状に配列された複数の光反射体と、隣接する２
つの前記光反射体の間に埋め込まれ、前記液晶層を構成
する液晶材料より屈折率が小さく、かつ自身が前記液晶
層の液晶分子に対して配向規制力を発揮し得る有機材料
からなる埋込層とを有する構造複屈折体を備えたことを
特徴とする液晶装置用基板。
【請求項２】前記有機材料が、結晶性含フッ素高分子
を主体として構成されていることを特徴とする請求項１
に記載の液晶装置用基板。
【請求項３】前記有機材料が、ポリオレフィンを主体
として構成されていることを特徴とする請求項１に記載
の液晶装置用基板。
【請求項４】前記有機材料が、液晶性モノマーを重合
してなる液晶性モノマー由来高分子を主体として構成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置用
基板。
【請求項５】前記液晶性モノマーが、下記一般式
（１）、（２）、（３）のいずれかで表される１種もし
くは複数種の化合物を主体として構成されていることを
特徴とする請求項４に記載の液晶装置用基板。【化１】【化２】【化３】
【請求項６】前記有機材料が、ポリアルキルアクリレ
ートもしくはポリアルキルメタクリレートを主体として
構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶
装置用基板。
【請求項７】請求項１に記載の液晶装置用基板の製造
方法であって、前記液晶層に入射する光の波長よりも小さいピッチでス
トライプ状に配列された複数の光反射体を基板上に形成
する工程と、前記液晶層を構成する液晶材料より屈折率が小さく、か
つ自身が前記液晶層の液晶分子に対して配向規制力を発
揮し得る有機材料を蒸着することにより、隣接する２つ
の光反射体の間を前記有機材料で埋め込んだ埋込層を形
成する工程とを備えたことを特徴とする液晶装置用基板
の製造方法。
【請求項８】前記有機材料を蒸着する際にイオン蒸着
法を用いることを特徴とする請求項７に記載の液晶装置
用基板の製造方法。
【請求項９】請求項１ないし６のいずれか一項に記載
の液晶装置用基板を第１の基板とし、該第１の基板の前
記構造複屈折体が形成された側の面が第２の基板側に向
くように前記第１の基板と前記第２の基板とが対向配置
され、これら基板間に液晶層が挟持されたことを特徴と
する液晶装置。
【請求項１０】前記第２の基板側にも請求項１ないし
６のいずれか一項に記載の液晶装置用基板が用いられ、
該第２の基板の前記構造複屈折体が形成された側の面が
前記第１の基板側に向くように前記第２の基板が配置さ
れたことを特徴とする請求項９に記載の液晶装置。
【請求項１１】対向配置された一対の基板間に液晶層
が挟持された液晶装置であって、偏光子として機能するとともに配向膜としても機能する
構造複屈折体を備えたことを特徴とする液晶装置。
【請求項１２】光源と、前記光源からの光を変調する
請求項９ないし１１のいずれか一項に記載の液晶装置か
らなる光変調手段と、前記光変調手段により変調された
光を投射する投射手段とを備えたことを特徴とする投射
型表示装置。