JP2007052316A - 液晶装置用基板、液晶装置用基板の製造方法、液晶装置、投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶装置を構成する基板に関して、耐熱性及び耐光性に優れたものを提供する。
【解決手段】 本発明の液晶装置用基板２０は、透光性の誘電体無機材料からなる基板本体１１Ａと、前記基板本体１１Ａ上に形成され、可視光の波長以下のピッチで縞状パターンに形成されてなる複数の金属層１２を含む偏光層１２Ａと、前記偏光層１２Ａ上に形成され、当該縞状パターンを構成する各金属層１２と隙間なく形成されてなり且つ無機材料からなる保護膜１４と、前記保護膜１４上に形成され、透光性導電材料からなる電極２３と、前記電極２３上に形成され、無機材料からなる複数の柱状物が所定角度で配列してなる配向膜２１と、を具備してなることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液晶装置用基板、液晶装置用基板の製造方法、液晶装置、投射型表示装置に関する。

プロジェクタ等の投射型表示装置における光変調装置として、液晶装置が用いられている。このような液晶装置としては、対向配置された一対の基板間に液晶層を具備した液晶パネルからなるものが知られており、この一対の基板の内側には、液晶層に電圧を印加するための電極が形成されている。また、この電極の内側には、電圧無印加時において液晶分子の配列を制御する配向膜が形成され、配向膜としてはポリイミド膜の表面にラビング処理を施したものが公知である。

一方、液晶パネルの両側、つまり一対の基板の外側には偏光板が配設されており、液晶層に対して所定の偏光が入射される構成となっている。偏光板としては、有機化合物の樹脂フィルムを一方向に延伸することによってヨウ素や二色性染料を一定方向に配向させて製造される偏光フィルムの他、ガラス基板上に金属からなる微細パターンを形成してなるワイヤーグリッド型の偏光素子（光学素子）が知られている。

ところが、部品点数、及び液晶パネルの高機能化（差別化）を考えた場合、偏光板を液晶パネル内へ組み込むことができれば大きなメリットとなり得る。偏光板を液晶パネルへ組み込む際、従来の樹脂フィルムの延伸による偏光板は事実上実現することはできない。また、プロジェクタに応用する場合は、光、熱による劣化を極力抑える必要があり、有機材料を使用する点においても不利である。他方、ワイヤーグリッド型偏光板は、フォトリソ工程を用いて作製することができるため、液晶パネルへの組み込みを考えた際、実現性が高い。さらに、無機材料のみで構成できる点も有利であり、このような技術としては、例えば特許文献１〜３が公知である。
特開２００３−５１７０号公報 特開２００３−７５８５１号公報 特開２００３−１６７２４６号公報

上記特許文献１〜３は、いずれもワイヤーグリッド型偏光板を液晶パネルへ組み込む手法を示している。なお、ワイヤーグリッドの光学特性に関し、グリッド間の材質は大きく影響する。計算によると、屈折率が低い材料が好ましく、空気（ｎ＝１）が理想的である。

特許文献１及び特許文献２では、配向膜材料及び液晶がグリッド間に充填されているため、偏光板の光学特性は低くなることが予想される。一方、特許文献３はグリッド間材料に着目しており、空気（もしくは真空）で充填された構造であるため、光学特性維持できると考えられる。なお、その製造方法としては、詳細な説明に開示された通りであって、概略として以下の工程が必要となっている。１）ワイヤーグリッド作製、２）犠牲層としてアモルファスシリコン成膜（グリッド間に充填）、３）余分なアモルファスシリコンをグリッドの表面が露出するまで研磨（ＣＭＰ）する。４）シリコン酸化膜を成膜、５）等方性ドライエッチングによって、アモルファスシリコンを除去する。これらによって、犠牲層であるアモルファスシリコンのみが除去され、シリコン酸化膜がグリッド表面に残り、グリッド間にはトンネル状の空間が形成される。しかしながら、このような煩雑な工程が必要であり、本手法では歩留まりの低下、製造コストの増加が危惧される。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、液晶装置を構成する基板に関して、耐熱性及び耐光性に優れたものを提供することを目的とし、また、該液晶装置用基板の簡便な製造方法について提供することも目的としている。
また、本発明は、このような液晶装置用基板により構成した液晶装置であって、部品点数の削減、及び液晶装置の高機能化（差別化）を実現可能な構成を提供することを目的としている。また、本発明はそのような液晶装置を備えた投射型表示装置について提供することも目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の液晶装置用基板は、透光性の誘電体無機材料からなる基板本体と、前記基板本体上に形成され、可視光の波長以下のピッチで縞状パターンに形成されてなる複数の金属層を含む偏光層と、前記偏光層上に形成され、当該縞状パターンを構成する各金属層と隙間なく形成されてなり且つ無機材料からなる保護膜と、前記保護膜上に形成され、透光性導電材料からなる電極と、前記電極上に形成され且つ無機材料からなる配向膜と、を具備してなることを特徴とする。

このような液晶装置用基板によると、有機材料を用いないため、耐熱性及び耐光性に優れた液晶装置を提供することが可能となる。また、当該液晶装置用基板では、いわゆるワイヤーグリッド型の偏光素子を基板内に組み込んだ構成であるため、これを用いて構成する液晶装置においては部品点数の削減を実現することができ、従来のような偏光板と液晶パネルの位置合わせ等も必要なくなる。さらに、保護膜と金属層との間には隙間ができない構成としたため、偏光層の気密性が向上し、例えば水分等の浸入を防止することができ、液晶装置の信頼性を向上することが可能となり得る。また、配向膜がラビング配向膜ではないため、従来、問題となっていたラビングに起因するスジ状の画質不良、光による劣化が解消される。

本発明の液晶装置用基板において、前記偏光層は、前記基板本体、前記保護膜、及び前記金属層に囲まれてなる空間層を含むものとすることができる。このような液晶装置用基板によれば、金属層間（グリッド間）を空間層として、これを屈折率１の空気層とすることができるため、当該偏光層の光学特性を高めることが可能となる。

また、前記保護膜は、酸化ケイ素を主体とするガラス質セラミックスにより構成されてなるものとすることができる。このようなガラス質セラミックスは、例えばシリル化剤を含む化学増幅型レジストを酸素によるドライエッチングにより処理することで、当該レジストをＳｉＯ_２化して生成することができる。

また、前記配向膜は、斜方蒸着膜とすることができる。このように配向膜を斜方蒸着法で形成することで、無機材料からなる配向膜を好適に生成することができる。

次に、上記課題を解決するために、本発明の液晶装置用基板の製造方法は、透光性の誘電体無機材料からなる基板本体と、前記基板本体上に形成され、可視光の波長以下のピッチで縞状パターンに形成されてなる複数の金属層を含む偏光層と、前記偏光層上に形成され、当該縞状パターンを構成する各金属層と隙間なく形成されてなり且つ無機材料からなる保護膜と、前記保護膜上に形成され、透光性導電材料からなる電極と、前記電極上に形成され、無機材料からなる複数の柱状物が所定角度で配列してなる配向膜と、を具備してなることを特徴とする。

このような製造方法によると、縞状の金属層間を空気とした偏光層を備えるとともに、保護機能に優れた保護膜を当該金属層上に備え、さらに該保護膜上に配向膜を備えた液晶装置用基板を簡便に製造することができるようになる。つまり、従来のような保護部材を後付けするような場合に比して、本発明では気密性が高い保護膜を形成することができるのである。具体的には、従来、縞状パターンを構成する各金属層の高さが不均一の場合、これに平らな保護部材を後付けしたとしても、金属層の高さが低い部分では当該金属層と保護部材の間に隙間ができてしまうのに対して、本発明では金属層上に濡れ広がった溶解レジストをシリル化させて保護膜としているため、縞状パターンを構成する各金属層の高さによらず、各金属層のそれぞれに密着した形の保護膜を形成することができるため、非常に気密性が高いものとなる。また、保護膜を形成したことにより、当該偏光層の表面は平坦なものとなる。その結果、該偏光層上に形成する配向膜においても配向不良等の不具合が生じ難いものとなる。

また、本発明の製造方法において、シリル化剤はレジストのＯＨ基と反応して、レジスト表面にＳｉ原子を導入する。シリル化剤としては、トリメチルシリルジメチルアミン、ジメチルシリルジメチルアミン、トリメチルシリルジエチルアミン、ジメチルシリルジエチルアミン、1,1,3,3-トリメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザンのいずれかを用いることができる。

本発明の製造方法の前記レジスト形成工程において、前記金属層上にベタ状のレジストを形成する工程と、形成したレジストに対して縞状の照射パターンとなるレーザー光を照射する工程と、照射後のレジストに対してエッチングを行う工程と、を含むものとすることができる。このようなレーザー光照射、及びエッチングにより、微細な縞状パターンのレジストを簡便に形成することが可能となる。なお、縞状の照射パターンを実現するためには、干渉露光法を用いた多光束干渉光を照射することができる。例えば、２光束干渉による照射の場合、その光束間の角度を制御することにより、周期の間隔を制御することができる。

また、前記加工工程において、前記レジストよりも前記金属層を選択的にエッチングする条件で当該エッチングを行うものとすることができる。このようなエッチング加工により、非マスク部の金属層を確実にエッチング除去できる一方、該金属層上に形成されたレジストを好適に残存させることができるようになり、ひいては後の保護膜形成を確実に行うことができるようになる。

また、前記溶解工程において、当該基板を回転させながら、前記残渣レジストをリンスするものとすることができる。このようなスピンリンスにより残渣レジストを好適に溶解させ、さらに該溶解レジストを金属層上に好適に濡れ広がらせることができるようになる。その結果、後の保護膜形成を確実に行うことができるようになる。

あるいは前記溶解工程において、当該基板を回転させながら、前記残渣レジストをＨ_２Ｏアッシングした後、Ｏ_２アッシングを行うものとすることができる。このような基板回転を伴ってのアッシングにより、残渣レジストを好適に溶解させ、さらに該溶解レジストを金属層上に好適に濡れ広がらせることができるようになる。その結果、後の保護膜形成を確実に行うことができるようになる。

また、前記配向膜形成工程において、斜方蒸着法を用いることができる。具体的には、ＳｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３の斜方蒸着を行うことで、無機材料からなる複数の柱状物が所定角度で配列してなる配向膜を形成することができるようになる。

なお、本発明において、金属層を構成する材料としては、例えば銀、金、銅、パラジウム、白金、アルミニウム、ロジウム、シリコン、ニッケル、コバルト、マンガン、鉄、クロム、チタン、ルテニウム、ニオブ、ネオジウム、イッテルビウム、イットリウム、モリブデン、インジウム、ビスマス、若しくはその合金のいずれかを用いることができる。

次に、上記課題を解決するために、本発明の投射型表示装置は、光源装置と、該光源装置から射出された光を変調する光変調装置と、該光変調装置により変調された光を投射する投射装置とを備える投射型表示装置であって、前記光変調装置が上記基板を用いた液相装置よりなることを特徴とする。

このような投射型表示装置は信頼性が非常に高いものとなる。つまり、上述した液晶装置用基板を用いた液晶装置は耐光性や耐熱性に優れるとともに、透過率及びコントラスト等の光学特性が優れ、しかも製造効率が良いため、当該投射型表示装置を安価に提供することができるようになる。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

［プロジェクタ］
図１は、本発明の投射型表示装置の一実施形態として、プロジェクタの要部を示す概略構成図である。本実施形態のプロジェクタは、光変調装置として液晶装置を用いた液晶プロジェクタである。

図１において、８１０は光源、８１３、８１４はダイクロイックミラー、８１５、８１６、８１７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は液晶装置からなる光変調装置、８２５はクロスダイクロイックプリズム、８２６は投射レンズである。

光源８１０は、メタルハライド等のランプ８１１とランプの光を反射するリフレクタ８１２とからなる。なお、光源８１０としては、メタルハライド以外にも超高圧水銀ランプ、フラッシュ水銀ランプ、高圧水銀ランプ、Ｄｅｅｐ ＵＶランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ等を用いることも可能である。

ダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの白色光に含まれる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、赤色光用液晶光変調装置８２２に入射される。また、ダイクロイックミラー８１３で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー８１４によって反射され、緑色光用液晶光変調装置８２３に入射される。さらに、ダイクロイックミラー８１３で反射された青色光は、ダイクロイックミラー８１４を透過する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９及び出射レンズ８２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段８２１が設けられている。この導光手段８２１を介して、青色光が青色光用液晶光変調装置８２４に入射される。

各光変調装置８２２〜８２４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。このクロスダイクロイックプリズム８２５は４つの直角プリズムを貼り合わせたものであり、その界面には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Ｘ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜により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８２７上に投写され、画像が拡大されて表示される。

ここで、本実施形態のプロジェクタにおいては、光変調装置８２２〜８２４として図２に示すような液晶装置を採用している。図２は液晶装置８２２〜８２４の断面模式図であって、該液晶装置８２２〜８２４は、一対の基板１０，２０間に液晶層５０が挟持された構成を有している。

基板１０は素子基板であって、透光性基板（基板本体）１１Ａ上に、偏光層１２Ａと、保護膜１４と、画素電極９と、配向膜１１とを備えた構成となっている。なお、基板１０は、画素電極９に対する電圧印加をスイッチング駆動するＴＦＴ素子（図示略）を備えている。一方、基板２０は対向基板であって、透光性基板（基板本体）１１Ａ上に、偏光層１２Ａと、保護膜１４と、対向電極２３と、配向膜２１とを備えた構成となっている。

図２の構成においては、一対の基板１０，２０が、シール材（図示略）を介して貼り合わせられ、その内部に液晶が封入されている。この場合、液晶層５０の液晶モードとしてＴＮ（Twisted Nematic）モードが採用されているが、その他にもＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード等を採用することができる。

以下、各基板１０，２０の構成について図３〜図６を参照しつつ詳細に説明する。
図３は基板（液晶装置用基板）１０，２０を模式的に示す斜視図、図４は基板１０，２０を模式的に示す平面図、図５は基板１０，２０を模式的に示す断面図である。

まず、基板１０，２０は、ガラス等の透光性の誘電体無機材料からなる透光性基板（基板本体）１１Ａ上に偏光層１２Ａを有している。偏光層１２Ａは、ワイヤーグリッド型の偏光素子であって、透光性基板１１Ａ上に縞状の平面パターンを有する金属層１２が複数形成されてなるものである。具体的には、入射光（つまり可視光）の波長以下のピッチ、例えば１４０ｎｍ以下のピッチで縞状に形成されてなり、その金属層１２の平面幅は７０ｎｍ以下に設定されている。このような偏光層１２Ａにより、光源８１０から射出された各色光を偏光選択して直線偏光のみを液晶層５０に透過させることが可能となっている。

また、金属層１２の高さは１００ｎｍ〜２００ｎｍ（例えば１５０ｎｍ）となっている。さらに、金属層１２を構成する金属材料としては、アルミニウムのほか、銀、金、銅、パラジウム、白金、ロジウム、シリコン、ニッケル、コバルト、マンガン、鉄、クロム、チタン、ルテニウム、ニオブ、ネオジウム、イッテルビウム、イットリウム、モリブデン、インジウム、ビスマス、又はこれらの合金などを用いることができる。なお、各金属層１２の間は空間であって空気層１３となっている。

このような偏光層１２Ａは、図６に示すように、金属層１２の屈折率ｎ_Ａと、金属層１２間に介在する空間１１Ｂの屈折率ｎ_Ｂとが異なるため、当該偏光層１２Ａに入射した光の偏光方向により、偏光選択が行なわれる。具体的には、偏光層１２Ａの延在方向と垂直な方向に偏光軸を有する直線偏光Ｘを透過させ、偏光層１２の延在方向と平行な方向に偏光軸を有する直線偏光Ｙを反射する。したがって、偏光層１２Ａは、光反射型偏光子と同じ作用、すなわち光軸（透過軸）と平行な偏光を透過させ、垂直な偏光に対しては反射させる作用を有している。

一方、基板１０，２０は、偏光層１２Ａ上に金属層１２を覆う保護膜１４を備えている。保護膜１４は、ＳｉＯ_２を主体とするガラス質セラミックスからなるもので、当該保護膜１４上は平坦面とされている。さらに、保護膜１４は基材１１Ａ上に形成された各金属層１２にそれぞれ密着して形成されており、該金属層１２と保護膜１４との間には隙間が形成されていない。つまり、保護膜１４の外側面は平坦に構成されてなる一方、保護膜１４の内側面（金属層側面）は、各金属層１２の高さに応じた凸凹を有している。

さらに、基板１０，２０は、保護膜１４上に電極２３（９）を有している。ここで、電極２３（９）はＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の透光性且つ導電性の材料からなるもので、膜厚が膜厚が５０ｎｍ〜１００ｎｍ程度（例えば８５ｎｍ）とされている。なお、共通電極２３は保護幕１４の全面にベタ状に形成されてなる一方、画素電極９は画素毎にマトリクス状に形成されている。

また、電極２３（９）上には配向膜２１（１１）が形成されている。配向膜２１（１１）は、ＳｉＯ_２の斜方蒸着膜から構成されており、液晶分子の配向を規制している。なお、配向膜２１（１１）の膜厚は１０ｎｍ〜１００ｎｍ（例えば２５ｎｍ）とされている。

以上のような基板（液晶装置用基板）１０，２０は、無機材料からなるものを採用している。従来、有機材料を用いた液晶装置用基板では、メタルハライドランプ８１１からなる光源８１０は高エネルギーの発光が行われるものであるため、該有機材料では当該高エネルギーの光により分解ないし変形が生じる惧れがある。そこで、耐光性及び耐熱性の高い無機材料（金属材料を含む）で液晶装置用基板を構成している。

このような液晶装置８２２〜８２４では、基板１０（２０）の内側に組み込まれた偏光層１２Ａを介して液晶層５０に直線偏光が入射され、該液晶層５０において位相制御が行われる。つまり、電極９，２３に対する印加電圧により液晶層５０の駆動制御を行い、当該入射光の位相を制御するものとしている。位相制御された光は、反対側の基板２０（１０）の内側に組み込まれた偏光層１２Ａを選択透過して、変調される。

液晶装置８２２〜８２４で変調された各色光は、上述した通り、クロスダイクロイックプリズム８２５に入射して形成される。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８２７上に投写され、画像が拡大されて表示される。

本実施の形態では、液晶装置８２２〜８２４に関して、偏光層１２Ａ、配向膜１１（２１）に関して有機材料を用いないものとしている。つまり、メタルハライドランプから供給される高エネルギー光により劣化する惧れのある有機材料を排除して、無機材料及び／又は金属材料から偏光層１２Ａ及び配向膜１１（２１）を構成している。

なお、図１５は、保護膜１４を備えないワイヤーグリッド型の偏光板であって、大気中に金属層が露出している比較例１の偏光板について、透過率及びコントラストの値を示すグラフである。図中「ＴＴＭ」は金属層の長手方向に対し垂直な方向に振動する偏光成分の透過率を示している。また、図中「ＣＲ」はＴＭ偏光の透過率をＴＥ偏光（金属層の長手方向に振動する偏光成分）の透過率で割った値である。偏光板としては両者の値が大きい程良好な性能を有していることとなる。図から明らかなように、可視域において、良好な特性を有していることが分かる。

一方、図１６は、偏光板を液晶装置内に組み込んだ場合を想定し、屈折率１．６の液晶で金属層を囲んだ比較例２の偏光板について、透過率及びコントラストの値を示すグラフである。図から明らかなように、可視域全域においてＴＭ偏光の透過率は減少しており、特に青領域（４４０ｎｍ付近）の落ち込みが激しい。高い屈折率を持つ物質で金属層間を充填することによる不具合が表されている。

これに対し図１７は、厚さ１００ｎｍの保護膜１４を付与した偏光板（本実施形態の偏光層１２及び保護膜１４と同等なもの）について透過率及びコントラストの値を示すグラフである。図１６に比べ透過率、コントラストの落ち込みは見られず、特性の改善が見られる。
さらに、図１８は、図１７に対応する偏光板について、保護膜１４をＭｇＦにより構成した場合について透過率及びコントラストの値を示すグラフである。この場合も同様に良好な透過率及びコントラスト値が得られた。

［液晶装置用基板の製造方法］
以下、図２〜図４に示した液晶装置用基板１０，２０の製造方法の一例について、図７〜図１４を参照して説明する。図７〜図１３は工程説明図であって、図１４は製造工程中に生じるシリル化反応について模式的に示す説明図である。

まず、図７に示すように、透光性の誘電体材料であるＳｉＯ_２からなる基板１１Ａに対して、アルミニウムからなる金属ベタ膜１２ａを形成する。ここでは、蒸着法或いはスパッタ法等の成膜手段を用いることができる。なお、金属ベタ膜１２ａを構成する金属としては、アルミニウム以外にも、例えば金、銅、パラジウム、白金、ロジウム、シリコン、ニッケル、コバルト、マンガン、鉄、クロム、チタン、ルテニウム、ニオブ、ネオジウム、イッテルビウム、イットリウム、モリブデン、インジウム、ビスマス、若しくはその合金のいずれかを用いることができる。

次に、金属ベタ膜１２ａ上にシリル化剤（シリコン化合物）を含むポジ型の化学増幅型レジスト（東京応化社製ＴＤＵＲ−３３８ＥＭ）をスピンコートにより塗布し、これをベークして、レジストベタ膜を形成する。その後、レジストベタ膜に対して、選択的にレーザー照射を行う。ここでは、図８に示すように、形成されるレジスト１４ａが縞状となるように選択照射するものとしている。具体的には、干渉露光法（ここでは二光束干渉露光）を用いてピッチが可視光の波長以下（例えば１４０ｎｍ）の微細な縞状パターンとなるように露光を行っている。このような露光を行った後、ベーク（ＰＥＢ）を行い、さらにエッチングによりレジストベタ膜の露光部分を取り除いて、図８に示したパターンを有するレジスト１４ａを形成する。

ここで、シリル化剤とは、図１４に示すように、レジスト１４ａのＯＨ基と反応して、レジスト１４ａ表面にＳｉ原子を導入する材料のことである。例えば、ポジ型の化学増幅レジストを用いた場合、これを選択的に露光した際、未露光部ではポリマー中のＯＨ基がシリル化されるが、露光部では発生した酸によりポリマーが架橋するためシリル化されにくい。よって、このような露光部と未露光部のシリル化コントラストの差により、ドライ現像でパターンが形成されることになる。これに対してネガ型レジストの場合は、未露光部のＯＨ基が酸脱離基によりブロックされているために、シリル化されず露光部がドライ現像される。このようなシリル化剤としては、例えばトリメチルシリルジメチルアミン、ジメチルシリルジメチルアミン、トリメチルシリルジエチルアミン、ジメチルシリルジエチルアミン、1,1,3,3-トリメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン等を用いることができる。

続いて、形成したレジスト１４ａをマスクとして、金属ベタ膜１２ａをエッチングして、図９に示すような金属層１２を形成する。ここで、エッチングは金属ベタ膜１２ａ上に形成したレジスト１４ａが残存する条件で行うものとしている。つまり、図９に示すように金属層１２上にレジストの残渣（残渣レジスト）１４ｂが形成されるように、レジスト材料、エッチング液を選択して当該エッチングを行うものとしている。

次に、残渣レジスト１４ｂを溶解させて、図１０に示すように、各金属層１２上に溶解したレジスト（溶解レジスト）１４ｃが濡れ広がるようにする。ここでは、スピン式のリンサーで、基板全体を回転させながら、アッシングを行うものとしている。具体的には、基板全体を１０００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍの速度で回転させつつ、流量３００ｓｃｃｍ、圧力６０Ｐａ、処理時間１０秒〜６０秒でＨ_２Ｏアッシングした後、同じく基板全体を１０００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍの速度で回転させつつ、流量１５００ｓｃｃｍ、圧力１３０Ｐａ、処理時間１０秒〜６０秒でＯ_２アッシングすることで、図１０に示したように、各金属層１２上の全体に跨って濡れ広がる溶解レジスト１４ｃを形成することができる。

溶解レジスト１４ｃとした後、酸素によるドライエッチングにより、金属層１２上に濡れ広がって形成された溶解レジスト１４ｃをシリル化させ（図１４参照）、図１１に示すような保護膜１４とする。なお、シリル化により形成された保護膜１４は、酸化珪素を主体とするガラス質セラミックスから構成されている。

その後、図１２に示すように、真空蒸着法或いはスパッタリング法等によりＩＴＯからなる共通電極２３を保護膜１４上に形成する。なお、画素電極９とする場合には、所定のフォトリソグラフィ法によりマトリクス状のパターンとするものとしている。

さらに、図１３に示すように、電極２３上に配向膜２１を形成する。ここでは、斜方蒸着法を用いており、具体的にはＳｉＯ_２からなる蒸着材料２４を基板に対して斜め方向から蒸着し、所定角度で傾斜する柱状物２５を電極２３上に形成するものとしている。この場合、柱状物２５の傾斜方向に沿って液晶分子が配向することとなる。

以上のような工程により、本実施形態のプロジェクタに搭載した液晶装置８２２〜８２４に好適な液晶装置用基板１０，２０が製造される。当該方法によれば、縞状の金属層１２間を空気とした偏光層１２Ａを備えるとともに、保護機能に優れた保護膜１４を当該金属層１２上に備え、さらに該保護膜１４上に無機材料からなる配向膜２１を備えた液晶装置用基板を簡便に製造することができるようになる。つまり、保護部材を後付けするような場合に比して、上記方法では気密性が高い保護膜１４を形成することができるのである。具体的には、縞状パターンを構成する各金属層１２の高さが不均一の場合、これに平らな保護部材を後付けしたとしても、金属層１２の高さが低い部分では当該金属層１２と保護部材の間に隙間ができてしまうのに対して、上記方法では金属層１２上に濡れ広がった溶解レジストをシリル化させて保護膜１４としているため、縞状パターンを構成する各金属層１２の高さによらず、各金属層１２のそれぞれに密着した形の保護膜１４を形成することができるため、非常に気密性が高いものとなるのである。

また、本実施形態の液晶装置用基板１０，２０を用いた液晶装置８２２〜８２４によりプロジェクタの光変調装置を構成すれば、偏光層が液晶パネルの基板内に組み込まれてなるため、液晶パネルと偏光板とを別途必要とする従来の構成に比して、部品点数の削減、構成の簡略化を図ることが可能となる。なお、本実施の形態では、プロジェクタとして投射型のものを例示したが、直視型のプロジェクタに対しても、上記液晶装置用基板１０，２０を用いた液晶装置により光変調装置を構成することが可能である。

本実施形態のプロジェクタの概略構成を示す模式図。 光変調装置として用いた液晶装置の一実施形態を模式的に示す断面図。 液晶装置用基板の一実施形態を模式的に示す斜視図。 液晶装置用基板の一実施形態を模式的に示す平面図。 液晶装置用基板の一実施形態を模式的に示す断面図。 偏光層の作用を示す説明図。 液晶装置用基板の製造方法における一工程を示す説明図。 図７に続く一工程を示す説明図。 図８に続く一工程を示す説明図。 図９に続く一工程を示す説明図。 図１０に続く一工程を示す説明図。 図１１に続く一工程を示す説明図。 図１２に続く一工程を示す説明図。 シリル化反応について模式的に示す説明図。 比較例１の偏光板について、透過率及びコントラストの値を示すグラフ。 比較例２の偏光板について、透過率及びコントラストの値を示すグラフ。 実施形態の偏光板（偏光層）について、透過率及びコントラストの値を示すグラフ。 偏光板（偏光層）の一変形例について、透過率及びコントラストの値を示すグラフ。

符号の説明

８２２〜８２４…液晶装置、１１Ａ…基板（基板本体）、１２…金属層、１２Ａ…偏光層、１４…保護膜、２３…電極、２１…配向膜

Claims (13)

1. 透光性の誘電体無機材料からなる基板本体と、
   前記基板本体上に形成され、可視光の波長以下のピッチで縞状パターンに形成されてなる複数の金属層を含む偏光層と、
   前記偏光層上に形成され、当該縞状パターンを構成する各金属層と隙間なく形成されてなり且つ無機材料からなる保護膜と、
   前記保護膜上に形成され、透光性導電材料からなる電極と、
   前記電極上に形成され且つ無機材料からなる配向膜と、を具備してなることを特徴とする液晶装置用基板。
2. 前記偏光層は、前記基板本体、前記保護膜、及び前記金属層に囲まれてなる空間層を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置用基板。
3. 前記保護膜は、酸化ケイ素を主体とするガラス質セラミックスにより構成されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置用基板。
4. 前記配向膜は、斜方蒸着膜であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶装置用基板。
5. 透光性の誘電体無機材料からなる基板上に金属層を形成する金属層形成工程と、
   形成した金属層上に、可視光の波長以下のピッチでなる縞状の平面パターンを有し、且つシリル化剤を含む化学増幅型のレジストを形成するレジスト形成工程と、
   前記レジストをマスクとしたエッチングにより、前記金属層を縞状の平面パターンに加工する加工工程と、
   前記エッチング後、前記金属層上に残存する残渣レジストを溶解させ、当該金属層の全面に濡れ広がる溶解レジストとする溶解工程と、
   酸素によるドライエッチングにより、前記溶解レジストをシリル化させ、保護膜を形成する保護膜形成工程と、
   形成した保護膜上に、透光性導電材料からなる電極を形成する工程と、
   形成した電極上に、無機材料からなる複数の柱状物が所定角度で配列して、配向膜を形成する配向膜形成工程と、を含むことを特徴とする液晶装置用基板の製造方法。
6. 前記レジスト形成工程において、前記金属層上にベタ状のレジストを形成する工程と、形成したレジストに対して縞状の照射パターンとなるレーザー光を照射する工程と、照射後のレジストに対してエッチングを行う工程と、を含むことを特徴とする請求項５に記載の液晶装置用基板の製造方法。
7. 前記レジスト形成工程において、前記シリル化剤として、トリメチルシリルジメチルアミン、ジメチルシリルジメチルアミン、トリメチルシリルジメチルアミン、ジメチルシリルジエチルアミン、1,1,3,3-トリメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザンのいずれかを用いることを特徴とする請求項５又は６に記載の液晶装置用基板の製造方法。
8. 前記加工工程において、前記レジストよりも前記金属層を選択的にエッチングする条件で当該エッチングを行うことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載の液晶装置用基板の製造方法。
9. 前記溶解工程において、当該基板を回転させながら、前記残渣レジストをリンスすることを特徴とする請求項５ないし８のいずれか１項に記載の液晶装置用基板の製造方法。
10. 前記溶解工程において、当該基板を回転させながら、前記残渣レジストをＨ_２Ｏアッシングした後、Ｏ_２アッシングを行うことを特徴とする請求項５ないし９のいずれか１項に記載の液晶装置用基板の製造方法。
11. 前記配向膜形成工程において、斜方蒸着法を用いることを特徴とする請求項５ないし１０のいずれか１項に記載の液晶装置用基板の製造方法。
12. 一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶装置であって、前記基板として請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液晶装置用基板を用いてなることを特徴とする液晶装置。
13. 光源装置と、該光源装置から射出された光を変調する光変調装置と、該光変調装置により変調された光を投射する投射装置とを備える投射型表示装置であって、
    前記光変調装置が請求項１２に記載の液晶装置により構成されてなることを特徴とする投射型表示装置。
    

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