JP2009080387A - Liquid crystal device, projection-type display device and manufacturing method for the liquid crystal device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶装置、投射型表示装置、および液晶装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal device, a projection display device, and a method for manufacturing a liquid crystal device.
液晶ライトバルブを用いた投射型表示装置は、図9に示すように、光源部から出射された白色光を赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の色光に分離した後、各色の液晶ライトバルブ100(R)、(G)、(B)に入射させ、各液晶ライトバルブ100(R)、(G)、(B)から出射された変調光をクロスダイクロイックプリズム119によって合成した後、投射光学系によって投射する。ここで、液晶ライトバルブ100(R)、(G)、(B)は、液晶パネル101(R)、(G)、(B)と、液晶パネル101(R)、(G)、(B)の両側に貼られた防塵ガラス103(R)、(G)、(B)、104(R)、(G)、(B)と、入射側に位置する入射側偏光板108(R)、(G)、(B)と、出射側に位置する出射側偏光板105(R)、(G)、(B)とを有している。
As shown in FIG. 9, the projection display device using the liquid crystal light valve separates the white light emitted from the light source unit into red (R), green (G), and blue (B) color lights, and then displays each color. The liquid crystal light valves 100 (R), (G), and (B) are made incident and the modulated light emitted from the liquid crystal light valves 100 (R), (G), and (B) is synthesized by the cross
また、投射型表示装置では、液晶パネル101(R)、(G)、(B)に対して、図10(a)、(b)に示すような反射型無機偏光板を接合して一体化したものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In the projection type display device, a reflective inorganic polarizing plate as shown in FIGS. 10A and 10B is joined to the liquid crystal panels 101 (R), (G), and (B) to be integrated. Have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
図10(a)、(b)に示す反射型無機偏光板は、透光性基板10Aの基板面に複数列の金属格子20Aを備えており、金属格子20Aのピッチ(周期)が入射光の波長より短ければ、金属格子20Aの長手方向に対して垂直な方向に振動する偏光成分については透過する一方、金属格子20Aの長手方向に対して平行な方向に振動する偏光成分については反射する。かかるワイヤーグリッド型偏光素子107Aは、従来、透光性基板10Aの基板面に金属膜を形成した後、金属膜の表面に、金属格子20Aを形成すべき領域に溝状開口部を備えたエッチングマスクを形成し、この状態で、金属膜をパターニングすることにより、製造される。
The reflective inorganic polarizing plate shown in FIGS. 10A and 10B includes a plurality of rows of
また、エッチングマスクを形成するにあたっては、金属膜の表面に樹脂を塗布した後、型部材に形成した凹凸パターンを転写して、金属格子20Aを形成すべき領域に溝状開口部を備えたレジストマスクを得る方法もある。
In forming the etching mask, after applying a resin to the surface of the metal film, the concavo-convex pattern formed on the mold member is transferred to form a resist having groove-shaped openings in the region where the
ワイヤーグリッド型偏光素子107Aでは、金属格子20Aは入射光の一部を吸収するため、金属格子20Aのピッチが入射光の波長より短い場合でも、金属格子20Aの長手方向に対して垂直な方向に振動する偏光成分を100%透過することができない。このため、ワイヤーグリッド型偏光素子107Aの性能は、「透過率(Transmittance)」および「コントラスト(Contrast)」で表される。「透過率」は、金属格子20A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であり、「コントラスト」は、金属格子20Aの長手方向に対して垂直な方向に振動する偏光成分の透過率を、金属格子20Aの長手方向に対して並行な方向に振動する偏光成分の透過率で割った値である。
In the wire grid
ここで、「コントラスト」を高めるには、金属格子20のピッチが入射光の波長に比べてかなり短くなければならず、「透過率」を高めるには、金属格子20の幅寸法を狭くし、かつ、金属格子20の幅寸法と厚さ寸法とが所定の条件を満たす必要がある。
しかしながら、従来技術では、以下の問題点がある。まず、特許文献1のように、液晶パネルに対して反射型無機偏光板を接合して一体化したものでは、部品点数の削減を図ることができない。
However, the conventional technique has the following problems. First, as in
また、図10(a)、(b)に示す反射型無機偏光板のように、透光性基板10Aの基板面に複数列の金属格子20Aを形成したものでは、表面に多数の凹凸があるため、表面を平坦化するには、別途、分厚い保護膜を形成した後、研磨するなどの工程が必要である。
Further, in the case where a plurality of rows of
さらに、図10(a),(b)に示す反射型無機偏光板では、金属膜に対するエッチングにより金属格子20Aを形成する必要があり、かかる方法では、金属格子20Aの幅寸法や厚さ寸法が金属膜に対するエッチング精度、金属膜を成膜した際の膜厚精度の双方の影響を受ける。このため、例えば、金属格子20Aのピッチを140nm程度とするのが限界であるなどの制約があるため、「透過率」および「コントラスト」については、図11に示す性能を得るのが限界であり、「透過率」は、可視光帯域内で大きな差があるなどの問題点がある。それ故、従来のワイヤーグリッド型偏光素子107Aを用いた液晶装置を投射型表示装置において赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の光に対するライトバルブとして用いた場合、赤色(R)の光については光量が低下するなどの問題点がある。
Furthermore, in the reflective inorganic polarizing plate shown in FIGS. 10A and 10B, it is necessary to form the
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、部品点数を削減可能な液晶装置、投射型表示装置、および液晶装置の製造方法を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a liquid crystal device capable of reducing the number of parts, a projection display device, and a method for manufacturing the liquid crystal device.
また、本発明の課題は、ワイヤーグリッド型偏光素子を形成した時点で、ワイヤーグリッド型偏光素子の表面が平坦化されている液晶装置、投射型表示装置、および液晶装置の製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a liquid crystal device, a projection display device, and a method of manufacturing the liquid crystal device in which the surface of the wire grid type polarizing element is flattened when the wire grid type polarizing element is formed. It is in.
さらに、本発明の課題は、ワイヤーグリッド型偏光素子の「透過率」および「コントラスト」の双方を向上可能な液晶装置、投射型表示装置、および液晶装置の製造方法を提供することにある。 Furthermore, the subject of this invention is providing the manufacturing method of the liquid crystal device which can improve both the "transmittance" and "contrast" of a wire grid type polarizing element, a projection type display apparatus, and a liquid crystal device.
上記課題を解決するために、本発明では、画素電極および画素スイッチング素子が形成された素子基板と、該素子基板に対向配置された対向基板と、前記素子基板と前記対向基板との間に保持された液晶とを有する液晶装置において、前記素子基板および前記対向基板のうちの少なくとも一方には、基板面に複数列の溝状凹部が形成されているとともに、当該溝状凹部内に埋め込まれた金属格子によってワイヤーグリッド型偏光素子が形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, in the present invention, an element substrate on which a pixel electrode and a pixel switching element are formed, a counter substrate disposed opposite to the element substrate, and the element substrate and the counter substrate are held between the element substrate and the counter substrate. In at least one of the element substrate and the counter substrate, a plurality of rows of groove-like recesses are formed on the substrate surface and embedded in the groove-like recesses. A wire grid type polarizing element is formed by a metal lattice.
本発明では、素子基板および対向基板のうちの少なくとも一方にワイヤーグリッド型偏光素子が形成されているため、偏光板を少なくとも1枚省略でき、部品点数の削減を図ることができる。また、ワイヤーグリッド型偏光素子では、透光性基板の基板面に複数列の溝状凹部が形成され、当該複数列の溝状凹部内に金属格子が埋め込まれているため、ワイヤーグリッド型偏光素子を構成した時点で既に基板面が平坦である。従って、ワイヤーグリッド型偏光素子を形成した後、厚い透光膜を形成した後、その表面を研磨する必要がない。また、本発明を適用したワイヤーグリッド型偏光素子では、透光性基板の基板面に複数列の溝状凹部が形成され、当該複数列の溝状凹部内に金属格子が埋め込まれているため、金属膜に対するエッチングにより、金属格子を形成する必要がない。このため、金属格子の幅寸法およびピッチは、透光性基板の基板面に形成した溝状凹部の幅寸法およびピッチにより規定され、金属膜に対するエッチング精度の影響を受けないので、金属格子の幅寸法を70nm未満、例えば、35nmまで小さくでき、金属格子のピッチを140nm未満、例えば、70nmにまで小さくすることができる。また、金属格子の厚さ寸法は、透光性基板の基板面に形成した溝状凹部の深さにより規定され、金属膜を成膜した際の膜厚精度の影響を受けないので、金属格子の厚さ寸法と幅寸法の比を例えば正確に1:1に設定することもできる。それ故、ワイヤーグリッド型偏光素子の「透過率」および「コントラスト」の双方を向上することができる。 In the present invention, since the wire grid type polarization element is formed on at least one of the element substrate and the counter substrate, at least one polarizing plate can be omitted, and the number of components can be reduced. Further, in the wire grid type polarizing element, a plurality of rows of groove-like recesses are formed on the substrate surface of the translucent substrate, and a metal grid is embedded in the plurality of rows of groove-like recesses. The substrate surface is already flat at the time of construction. Therefore, after forming the wire grid type polarizing element, it is not necessary to polish the surface after forming the thick light-transmitting film. Moreover, in the wire grid type polarizing element to which the present invention is applied, a plurality of rows of groove-like recesses are formed on the substrate surface of the translucent substrate, and a metal lattice is embedded in the plurality of rows of groove-like recesses, It is not necessary to form a metal grid by etching the metal film. For this reason, the width and pitch of the metal grid are defined by the width and pitch of the groove-like recesses formed on the substrate surface of the translucent substrate and are not affected by the etching accuracy with respect to the metal film. The dimension can be reduced to less than 70 nm, for example 35 nm, and the pitch of the metal grating can be reduced to less than 140 nm, for example 70 nm. Further, the thickness dimension of the metal grid is defined by the depth of the groove-shaped recess formed on the substrate surface of the translucent substrate, and is not affected by the film thickness accuracy when the metal film is formed. The ratio of the thickness dimension to the width dimension can be accurately set to 1: 1, for example. Therefore, both “transmittance” and “contrast” of the wire grid type polarizing element can be improved.
本発明では、画素電極および画素スイッチング素子が形成された素子基板と、該素子基板に対向配置された対向基板と、前記素子基板と前記対向基板との間に保持された液晶とを有する液晶装置の製造方法において、前記素子基板および前記対向基板のうちの一方に対して、その基板面に複数列の金属格子を備えたワイヤーグリッド型偏光素子を形成するにあたって、前記基板面に対して、前記金属格子を形成すべき領域に溝状開口部を備えたエッチングマスクを形成するマスク形成工程と、前記基板面にエッチングを施して当該基板面において前記溝状開口部と重なる領域に溝状凹部を形成するエッチング工程と、前記金属格子を形成すべき金属膜により前記溝状凹部を埋める金属膜形成工程と、前記基板面に研磨処理を施して、前記溝状凹部に前記金属膜を残す一方、前記溝状凹部からはみ出た前記金属膜を除去する研磨工程と、を有することを特徴とする。 In the present invention, a liquid crystal device having an element substrate on which a pixel electrode and a pixel switching element are formed, a counter substrate disposed opposite to the element substrate, and a liquid crystal held between the element substrate and the counter substrate In the manufacturing method, when forming a wire grid type polarizing element having a plurality of rows of metal gratings on one of the element substrate and the counter substrate, the substrate surface A mask forming step of forming an etching mask having a groove-like opening in a region where a metal lattice is to be formed; and etching the substrate surface to form a groove-like recess in a region overlapping the groove-like opening on the substrate surface. An etching step for forming, a metal film forming step for filling the groove-like recesses with a metal film to form the metal lattice, and polishing the substrate surface to form the groove-like shape. While leaving the metal film part, and having a polishing step of removing the metal film protruding from the groove-like recess.
このような製造方法によれば、前記溝状凹部は、前記金属格子によって完全に埋め込まれて、前記基板面では、前記溝状凹部の形成領域および前記溝状凹部により挟まれた領域が連続した平坦面を形成している構成となる。 According to such a manufacturing method, the groove-shaped recess is completely embedded by the metal grid, and the region where the groove-shaped recess is formed and the region sandwiched by the groove-shaped recess are continuous on the substrate surface. It becomes the structure which forms the flat surface.
本発明において、前記ワイヤーグリッド型偏光素子は、前記金属格子の長手方向に対して垂直な方向に振動する偏光成分の透過率が、460nmから780nmの波長帯域の全域にわたって80%以上であることが好ましい。 In the present invention, the wire grid type polarizing element has a transmittance of a polarization component that vibrates in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the metal grating being 80% or more over the entire wavelength band of 460 nm to 780 nm. preferable.
本発明において、前記素子基板および前記対向基板のうち、前記液晶層によって変調される光が入射される側の基板に前記ワイヤーグリッド型偏光素子が形成されていることが好ましい。この場合、前記ワイヤーグリッド型偏光素子は、前記対向基板に形成されていることが好ましい。言い換えれば、前記素子基板および前記対向基板のうち、前記液晶層によって変調される光が入射される側に対向基板が配置されていることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the wire grid type polarizing element is formed on a substrate on a side on which light modulated by the liquid crystal layer is incident, of the element substrate and the counter substrate. In this case, it is preferable that the wire grid type polarizing element is formed on the counter substrate. In other words, it is preferable that the counter substrate is disposed on the side of the element substrate and the counter substrate on which the light modulated by the liquid crystal layer is incident.
本発明に係る液晶装置は、モバイルコンピュータや携帯電話機などといった電子機器の表示部として用いることができるとともに、投射型表示装置においてライトバルブとして用いることができる。投射型表示装置は、前記液晶装置に光を入射させる光源部と、前記液晶装置によって光変調された光を拡大投射する投射光学系と、を有しており、光源部から出射された光を液晶装置によって光変調し、投射光学系により拡大投射することができる。この場合、3つの液晶装置を各々、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)に対応するライトバルブとして用いた投射型表示装置に用いた構成を採用できる他、光源部から出射された光を、カラーフィルタを内蔵の液晶装置で光変調して投射光学系により拡大投射する構成を採用することもできる。これらいずれの投射型表示装置の場合でも、本発明を適用したワイヤーグリッド型偏光素子を用いれば、赤色(R)、青色(B)、緑色(G)のいずれの色光に対しても高い透過率を得ることができるので、品位の高いカラー画像を表示することができる。 The liquid crystal device according to the present invention can be used as a display portion of an electronic device such as a mobile computer or a mobile phone, and can be used as a light valve in a projection display device. The projection display device includes a light source unit that makes light incident on the liquid crystal device, and a projection optical system that enlarges and projects light modulated by the liquid crystal device, and the light emitted from the light source unit The light can be modulated by the liquid crystal device and enlarged and projected by the projection optical system. In this case, the configuration used in the projection type display device in which the three liquid crystal devices are respectively used as light valves corresponding to red (R), green (G), and blue (B) can be adopted, and the light is emitted from the light source unit. It is also possible to adopt a configuration in which the light is optically modulated by a liquid crystal device incorporating a color filter and enlarged and projected by a projection optical system. In any of these projection type display devices, if the wire grid type polarizing element to which the present invention is applied is used, a high transmittance is obtained for any color light of red (R), blue (B), and green (G). Therefore, a color image with high quality can be displayed.
本発明に係るワイヤーグリッド型偏光素子の製造方法において、前記マスク形成工程では、前記基板面に感光性樹脂を塗布した後、露光および現像を行なって前記エッチングマスクを形成する。本発明において、「露光」とは、紫外光による露光に限らず、極端紫外光(EUV:Extreme Ultra Violet)、電子線、X線などによる露光も含む意味である。 In the method of manufacturing a wire grid type polarizing element according to the present invention, in the mask forming step, a photosensitive resin is applied to the substrate surface, and then exposed and developed to form the etching mask. In the present invention, “exposure” means not only exposure by ultraviolet light but also exposure by extreme ultraviolet light (EUV: Extreme Ultra Violet), electron beam, X-ray or the like.
本発明に係るワイヤーグリッド型偏光素子の製造方法において、前記マスク形成工程では、前記基板面にマスク材料層を形成した後、型部材において前記溝状開口部に対応する部分に突起を備えた成形面を押し付けて前記突起の形成パターンを前記マスク材料層に転写し、前記溝状開口部が薄くなった前記エッチングマスクを形成する構成を採用してもよい。かかる構成によれば、露光、現像などといった多大な手間や硬化な装置を用いなくてもエッチングマスクを形成することができる。 In the manufacturing method of the wire grid type polarizing element according to the present invention, in the mask forming step, a mask material layer is formed on the substrate surface, and then a mold member is provided with a protrusion at a portion corresponding to the groove-shaped opening. A configuration may be adopted in which the etching mask with the groove-like opening formed thin is formed by pressing the surface and transferring the projection formation pattern to the mask material layer. According to such a configuration, the etching mask can be formed without using much labor such as exposure and development or using a curing apparatus.
本発明に係るワイヤーグリッド型偏光素子の製造方法において、前記研磨工程では、前記研磨処理として化学機械研磨処理を行なうことが好ましい。このように構成すると、溝状凹部からはみ出た金属膜を除去できるとともに、基板面自身も研磨できるため、基板面を平滑面に仕上げることができる。 In the method for manufacturing a wire grid type polarizing element according to the present invention, it is preferable that a chemical mechanical polishing treatment is performed as the polishing treatment in the polishing step. If comprised in this way, while being able to remove the metal film which protruded from the groove-shaped recessed part, since the board | substrate surface itself can also be grind | polished, a board | substrate surface can be finished into a smooth surface.
以下、本発明の実施の形態を説明する。以下の説明で参照する図においては、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しめてある。なお、以下の説明においては、図9〜図11を参照して説明した構成との対比が分りやすいように、共通する部分には同一の符号を付して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below. In the drawings to be referred to in the following description, the scales of the layers and the members are different from each other in order to make the layers and the members large enough to be recognized on the drawings. In the following description, common portions are described with the same reference numerals so that the comparison with the configuration described with reference to FIGS. 9 to 11 can be easily understood.
[投射型表示装置の構成例]
図1(a)、(b)は各々、本発明を適用した投射型表示装置(液晶プロジェクタ)の概略構成図、および液晶ライトバルブの概略構成図である。図1(a)、(b)に示す投射型表示装置110は、観察者側に設けられたスクリーン111(被投射面)に光を照射し、このスクリーン111で反射した光を観察する投影型の液晶プロジェクタである。投射型表示装置110は、光源112およびダイクロイックミラー113、114などを備えた光源部150と、後述する液晶装置からなる液晶ライトバルブ100(R)、(G)、(B)と、投射光学系118と、クロスダイクロイックプリズム119(色合成光学系)と、リレー系120とを備えている。
[Configuration example of a projection display device]
1A and 1B are a schematic configuration diagram of a projection display device (liquid crystal projector) to which the present invention is applied and a schematic configuration diagram of a liquid crystal light valve, respectively. A
光源部150において、光源112は、赤色光、緑色光および青色光を含む光を供給する超高圧水銀ランプで構成されている。ダイクロイックミラー113は、光源112からの赤色光を透過させると共に緑色光および青色光を反射する構成となっている。また、ダイクロイックミラー114は、ダイクロイックミラー113で反射された緑色光および青色光のうち青色光を透過させると共に緑色光を反射する構成となっている。このように、ダイクロイックミラー113、114は、光源112から出射した光を赤色光と緑色光と青色光とに分離する色分離光学系を構成する。
In the
ここで、ダイクロイックミラー113と光源112との間には、インテグレータ121および偏光変換素子122が光源112から順に配置されている。インテグレータ121は、光源112から照射された光の照度分布を均一化する構成となっている。また、偏光変換素子122は、光源112からの光を例えばs偏光のような特定の振動方向を有する偏光にする構成となっている。
Here, between the
液晶ライトバルブ100(R)は、ダイクロイックミラー113を透過して反射ミラー123で反射した赤色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置であり、λ/2位相差板102(R)、液晶パネル101(R)および出射側偏光板105(R)を備えている。また、液晶パネル101(R)の両面には、入射側防塵ガラス103(R)および出射側防塵ガラス104(R)が各々貼り付けられている。なお、防塵ガラスは投射画像に対する塵などの写り込みを防止する。
The liquid crystal light valve 100 (R) is a transmissive liquid crystal device that modulates the red light transmitted through the
本形態では、後述するように、液晶パネル101(R)自身に、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光素子が形成されているため、液晶ライトバルブ100(R)は、入射側偏光板を備えていない。 In this embodiment, as will be described later, the liquid crystal panel 101 (R) itself is provided with a polarizing element that blocks s-polarized light and transmits p-polarized light. It does not have a board.
かかる液晶ライトバルブ100(R)に入射する赤色光は、ダイクロイックミラー113を透過しても光の偏光は変化しないことから、s偏光のままである。λ/2位相差板102(R)は、液晶ライトバルブ100(R)に入射したs偏光をp偏光に変換する光学素子である。液晶パネル101(R)は、それ自身に形成された偏光素子によってs偏光を遮断してp偏光を透過させ、p偏光を画像信号に応じた変調によってs偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する。出射側偏光板105(R)は、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。従って、液晶ライトバルブ100(R)は、画像信号に応じて赤色光を変調し、変調した赤色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する構成となっている。
The red light incident on the liquid crystal light valve 100 (R) remains as s-polarized light because the polarization of the light does not change even if it passes through the
液晶ライトバルブ100(G)は、ダイクロイックミラー113で反射した後にダイクロイックミラー114で反射した緑色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置であり、液晶ライトバルブ100(R)と同様に、液晶パネル101(G)および出射側偏光板105(G)を備えている。また、液晶パネル101(G)の両面には、入射側防塵ガラス103(G)および出射側防塵ガラス104(G)が各々貼り付けられている。
The liquid crystal light valve 100 (G) is a transmissive liquid crystal device that modulates green light reflected by the
本形態では、後述するように、液晶パネル101(G)自身に、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光素子が形成されているため、液晶ライトバルブ100(G)は、入射側偏光板を備えていない。 In this embodiment, as will be described later, the liquid crystal panel 101 (G) itself is provided with a polarizing element that blocks p-polarized light and transmits s-polarized light. It does not have a board.
かかる液晶ライトバルブ100(G)に入射する緑色光は、ダイクロイックミラー113、114で反射されて入射するs偏光である。液晶パネル101(G)は、それ自身に形成された偏光素子によってp偏光を遮断してs偏光を透過させ、s偏光を画像信号に応じた変調によってp偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。出射側偏光板105(G)は、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光板である。従って、液晶ライトバルブ100(G)は、画像信号に応じて緑色光を変調し、変調した緑色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する構成となっている。
The green light incident on the liquid crystal light valve 100 (G) is s-polarized light that is reflected by the
液晶ライトバルブ100(B)は、ダイクロイックミラー113で反射し、ダイクロイックミラー114を透過した後でリレー系120を経た青色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置であり、液晶ライトバルブ100(R)と同様に、λ/2位相差板102(B)、液晶パネル101(B)および出射側偏光板105(B)を備えている。また、液晶パネル101(B)の両面には、入射側防塵ガラス103(B)および出射側防塵ガラス104(B)が各々貼り付けられている。
The liquid crystal light valve 100 (B) is a transmissive liquid crystal device that reflects blue light that is reflected by the
本形態では、後述するように、液晶パネル101(B)自身に、s偏光を遮断してp偏光を透過させる偏光素子が形成されているため、液晶ライトバルブ100(B)は、入射側偏光板を備えていない。 In this embodiment, as will be described later, the liquid crystal panel 101 (B) itself is formed with a polarizing element that blocks s-polarized light and transmits p-polarized light. It does not have a board.
かかる液晶ライトバルブ100(B)に入射する青色光は、ダイクロイックミラー113で反射してダイクロイックミラー114を透過した後にリレー系120の後述する2つの反射ミラー125a、125bで反射することから、s偏光となっている。λ/2位相差板102(B)は、液晶ライトバルブ100(B)に入射したs偏光をp偏光に変換する光学素子である。液晶パネル101(B)は、p偏光を画像信号に応じた変調によってs偏光(中間調であれば円偏光又は楕円偏光)に変換する構成となっている。出射側偏光板105(B)は、p偏光を遮断してs偏光を透過させる偏光板である。従って、液晶ライトバルブ100(B)は、画像信号に応じて青色光を変調し、変調した青色光をクロスダイクロイックプリズム119に向けて出射する構成となっている。
The blue light incident on the liquid crystal light valve 100 (B) is reflected by two reflecting
リレー系120は、リレーレンズ124a、124bと反射ミラー125a、125bとを備えている。リレーレンズ124a、124bは、青色光の光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。ここで、リレーレンズ124aは、ダイクロイックミラー114と反射ミラー125aとの間に配置されている。また、リレーレンズ124bは、反射ミラー125a、125bの間に配置されている。反射ミラー125aは、ダイクロイックミラー114を透過してリレーレンズ124aから出射した青色光をリレーレンズ124bに向けて反射するように配置されている。また、反射ミラー125bは、リレーレンズ124bから出射した青色光を液晶ライトバルブ100(B)に向けて反射するように配置されている。
The
クロスダイクロイックプリズム119は、2つのダイクロイック膜119a、119bをX字型に直交配置した色合成光学系である。ダイクロイック膜119aは青色光を反射して緑色光を透過する膜であり、ダイクロイック膜119bは赤色光を反射して緑色光を透過する膜である。従って、クロスダイクロイックプリズム119は、液晶ライトバルブ100(R)、(G)、(B)のそれぞれで変調された赤色光と緑色光と青色光とを合成し、投射光学系118に向けて出射するように構成されている。
The cross
なお、液晶ライトバルブ100(R)、(B)からクロスダイクロイックプリズム119に入射する光はs偏光であり、液晶ライトバルブ100(G)からクロスダイクロイックプリズム119に入射する光はp偏光である。このようにクロスダイクロイックプリズム119に入射する光を異なる種類の偏光としていることで、クロスダイクロイックプリズム119において各液晶ライトバルブ100(R)、(G)、(B)から入射する光を有効に合成できる。ここで、一般に、ダイクロイック膜119a、119bはs偏光の反射特性に優れている。このため、ダイクロイック膜119a、119bで反射される赤色光および青色光をs偏光とし、ダイクロイック膜119a、119bを透過する緑色光をp偏光としている。投射光学系118は、投影レンズ(図示略)を有しており、クロスダイクロイックプリズム119で合成された光をスクリーン111に投射するように構成されている。
The light incident on the cross
[液晶ライトバルブの構成]
図2は、図1に示す投射型表示装置110において液晶ライトバルブ100(R)、(G)、(B)として用いた液晶装置の素子基板の画素1つ分の平面図、およびそのC−C′線に相当する位置で液晶装置を切断したときの断面図である。なお、各液晶ライトバルブ100(R)、(G)、(B)の基本的な構成は略同一であるため、以下の説明では、対応する色の種類が関係ない場合には、液晶ライトバルブ100(R)、(G)、(B)を単に「液晶ライトバルブ100」とし、液晶パネル101(R)、(G)、(B)を単に「液晶パネル101」として説明する。
[Configuration of liquid crystal light valve]
FIG. 2 is a plan view of one pixel of an element substrate of the liquid crystal device used as the liquid crystal light valves 100 (R), (G), and (B) in the
図1(b)に示す液晶ライトバルブ100(R)、(G)、(B)は、全透過型の液晶装置100であり、液晶パネル101では、石英基板や耐熱ガラス基板などを基材とする素子基板40と、石英基板や耐熱ガラス基板などを基材とする透光性の対向基板50とがシール材109によって所定の隙間を介して貼り合わされ、その隙間内に液晶層70が封入されている。液晶層70は、画素電極9aからの電界が印加されていない状態で、素子基板40および対向基板50に形成された配向膜により所定の配向状態をとる。液晶層70は、例えば一種または数種のネマティック液晶を混合したものなどからなる。対向基板50は、光源部150から色光が入射する側に配置され、素子基板40は、変調光の出射側に配置される。
Liquid crystal light valves 100 (R), (G), and (B) shown in FIG. 1B are all-transmissive
図2(a)、(b)に示すように、素子基板40には、透光性基板40bの表面側に透光性の画素電極9aがマトリクス状に形成されており、各画素電極9aの縦横の境界に各々沿ってデータ線6aおよび走査線3cが形成されている。データ線6aおよび走査線3cは各々、直線的に延びている。また、データ線6aと走査線3cとが交差する領域に薄膜トランジスタ45が形成されている。また、素子基板40上には、走査線3cと重なるように容量線5bが形成されている。本形態において、容量線5bは、走査線3cと重なるように直線的に延びた主線部分と、データ線6aと走査線3cとの交差部分でデータ線6aに重なるように延びた副線部分とを備えている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, in the
素子基板40は、表面に下地保護膜40cが形成された石英基板やガラス基板などの透光性基板40b、その液晶層70側の表面に形成された画素電極9a、画素スイッチング用の薄膜トランジスタ45、および配向膜46を主体として構成されている。薄膜トランジスタ45は、LDD構造を有しており、半導体層1aには、走査線3cに対してゲート絶縁層2を介して対向するチャネル領域1g、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1dおよび高濃度ドレイン領域1eが形成されている。半導体層1aは、多結晶シリコン層によって構成され、ゲート絶縁層2は、半導体層1aに対する熱酸化膜により形成されている。走査線3cは、不純物を含有する導電性の多結晶シリコン膜からなる。半導体層1aは、例えば、透光性基板40bに対してアモルファスシリコン膜を形成した後、レーザアニールやランプアニールなどにより多結晶化された低温ポリシリコン膜(低温ポリシリコン膜)、1000°を超える温度でアモルファスシリコン膜を多結晶化させた高温ポリシリコン膜、あるいは単結晶シリコン層である。なお、透光性基板40bと下地保護膜40cとの層間には、薄膜トランジスタ45と重なる領域に遮光層が形成されることが好ましく、かかる遮光層を形成すれば、液晶パネル101から出射した光が反射して、薄膜トランジスタ45のチャネル領域1gに入射するのを防止することができる。
The
走査線3cの上層側には、高濃度ソース領域1dへ通じるコンタクトホール82、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83を備えたシリコン酸化膜などからなる第1層間絶縁膜41が形成されている。第1層間絶縁膜41の上層には中継電極4a、4bが形成されている。中継電極4aは、走査線3cとデータ線6aとの交差する位置を基点として走査線3cおよびデータ線6aに沿って延出する略L字型に形成されており、中継電極4bは、中継電極4bと離間した位置において、データ線6aに沿うように形成されている。中継電極4aは、コンタクトホール83を介して高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続され、中継電極4bは、コンタクトホール82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。
On the upper layer side of the scanning line 3c, a first
中継電極4a、4bの上層側には、シリコン窒化膜などからなる誘電体膜42が形成されており、この誘電体膜42を介して、中継電極4aと対向するように容量線5bが形成され、蓄積容量47が形成されている。中継電極4a、4bは導電性のポリシリコン膜や金属膜等からなり、容量線5bは、導電性のポリシリコン膜、高融点金属を含む金属シリサイド膜、それらの積層膜、金属膜からなる。
A
容量線5bの上層側には、中継電極4aへ通じるコンタクトホール87、および中継電極4bへ通じるコンタクトホール81を備えたシリコン酸化膜などからなる第2層間絶縁膜43が形成されている。第2層間絶縁膜43の上層にはデータ線6aおよびドレイン電極6bが形成されている。データ線6aはコンタクトホール81を介して中継電極4bに電気的に接続し、中継電極4bを介して高濃度ソース領域1dに電気的に接続している。ドレイン電極6bはコンタクトホール87を介して中継電極4aに電気的に接続し、中継電極4aを介して、高濃度ドレイン領域1eに電気的に接続している。データ線6aおよびドレイン電極6bは、導電性のポリシリコン膜、高融点金属を含む金属シリサイド膜、それらの積層膜、金属膜からなる。
On the upper layer side of the
データ線6aおよびドレイン電極6bの上層側には、シリコン酸化膜などからなる第3層間絶縁膜44が形成され、第3層間絶縁膜44には、ドレイン電極6bへ通じるコンタクトホール86が形成されている。第3層間絶縁膜44の上層には、ITO膜などからなる透光性の画素電極9aが形成されており、画素電極9aは、コンタクトホール86を介してドレイン電極6bに電気的に接続されている。画素電極9aの表面には配向膜46が形成されている。
A third
(対向基板50およびワイヤーグリッド型偏光素子の構造)
図3(a)、(b)は各々、本発明を適用したワイヤーグリッド型偏光素子の構成を模式的に示す断面図、および平面図である。
(Structure of
3A and 3B are a cross-sectional view and a plan view, respectively, schematically showing the configuration of a wire grid type polarizing element to which the present invention is applied.
対向基板50では、透光性基板1において液晶層70が位置する側には、素子基板40の画素電極9aの縦横の境界領域と対向する領域にブラックマトリクス、あるいはブラックストライプなどと称せられる遮光膜23aが形成され、その表面側には、平坦化膜24、ITO膜からなる対向電極25、および配向膜26が形成されている。
In the
また、対向基板50では、透光性基板10において光源部150からの光が入射する側の基板面15には、ワイヤーグリッド型偏光素子107(反射型無機偏光板)が構成されている。さらに、対向基板50には、ワイヤーグリッド型偏光素子107を覆うように、シリコン酸化膜などの金属酸化膜や、シリコン窒化膜などの金属窒化膜などからなる表面保護層31が形成されている。さらにまた、対向基板50には、表面保護層31を覆うように反射防止層32が形成され、かかる反射防止層32は、シリコン酸化膜とチタン酸化膜とが例えば5層、積層された構造を備えている。
Further, in the
図2(b)および図3(a)、(b)において、本形態のワイヤーグリッド型偏光素子107は、透光性基板10の一方の基板面15に複数列の金属格子20を備えている。金属格子20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、タングステン、インジウム、ビスマス、それらの合金の単層膜あるいは多層膜などからなる遮光性の金属膜から構成されている。
2 (b), 3 (a), and 3 (b), the wire grid
また、本形態のワイヤーグリッド型偏光素子107において、基板面15には、金属格子20に沿って複数列の溝状凹部11が形成されており、複数列の溝状凹部11内に金属格子20が埋め込まれている。このため、ワイヤーグリッド型偏光素子107において、透光性基板10の基板面15は、金属格子20が形成されている領域、および金属格子20が形成されていない領域(溝状凹部11で挟まれた領域)の双方が連続した平滑面を構成している。
Further, in the wire grid
本形態において、ワイヤーグリッド型偏光素子107は、金属格子20の幅寸法(溝状凹部11の開口幅寸法)および金属格子20の間隔がいずれも35nmであり、金属格子20のピッチは70nmである。また、金属格子20の厚さ寸法(溝状凹部11の深さ寸法)も35nmであり、金属格子断面のアスペクト比(溝状凹部11のアスペクト比)は1:1である。
In this embodiment, in the wire grid
なお、本形態では、透光性基板10の基板面15に、ワイヤーグリッド型偏光素子107を覆うように、シリコン酸化膜などの金属酸化膜や、シリコン窒化膜などの金属窒化膜などからなる表面保護層31が形成され、その上層には、シリコン酸化膜とチタン酸化膜とが例えば5層、積層された構造の反射防止層32が形成されている。このような反射防止層32を形成すると、反射損失を低くできるので、ワイヤーグリッド型偏光素子107の「透過率」を向上することができる。
In this embodiment, a surface made of a metal oxide film such as a silicon oxide film or a metal nitride film such as a silicon nitride film on the
このように構成したワイヤーグリッド型偏光素子107では、金属格子20のピッチ(周期)は入射光の波長より短い場合、金属格子20の長手方向に対して垂直な方向に振動する偏光成分については透過する一方、金属格子20の長手方向に対して平行な方向に振動する偏光成分については反射する。
In the wire grid
(ワイヤーグリッド型偏光素子107の製造方法)
以下、図4(a)〜(g)を参照して、本形態のワイヤーグリッド型偏光素子107の製造方法を説明しながら、本形態のワイヤーグリッド型偏光素子107の構成を詳述する。図4(a)〜(g)は、本発明を適用したワイヤーグリッド型偏光素子107の製造方法を示す工程断面図である。
(Manufacturing method of wire grid type polarization element 107)
Hereinafter, with reference to FIGS. 4A to 4G, the configuration of the wire grid
本形態のワイヤーグリッド型偏光素子107を製造するには、まず、図4(a)に示すように、両面が平滑な透光性基板10を準備する。
In order to manufacture the wire grid
次に、透光性基板10の両面のうち、ワイヤーグリッド型偏光素子107の光入射面となる側の基板面15にエッチングマスクを形成するマスク形成工程を行なう。
Next, a mask formation process is performed for forming an etching mask on the
それには、図4(b)に示すように、透光性基板10の基板面15に感光性樹脂60を塗布した後、図4(c)に示すように、露光マスク64を介して感光性樹脂60を露光させる。次に、感光性樹脂60を現像し、しかる後に、ベーク処理を行なって、図4(d)に示すように、金属格子20を形成すべき領域に溝状開口部62を備えたエッチングマスク61(レジストマスク)を形成する。ここで、溝状開口部62の開口幅寸法は35nmであり、溝状開口部62の間に位置する部分の間隔は35nmであるため、溝状開口部62のピッチは70nmである。なお、図4(c)では、露光マスク64を介してポジ型の感光性樹脂60に紫外光を照射してエッチングマスク61を形成したが、紫外光としては極端紫外光を用いてもよく、紫外光に代えて、電子線やX線などを感光性樹脂を露光してもよく、この場合、露光マスク64を用いずに直接描画を行なってもよい。
For this purpose, as shown in FIG. 4B, a
次に、図4(e)に示すように、透光性基板10の基板面15にエッチングマスク61を形成した状態のままで、透光性基板10の基板面15にエッチングを行い、溝状凹部11を形成する。本形態では、かかるエッチングとして、フッ素および酸素を含有するエッチングガスを用いて異方性ドライエッチング、例えば、反応性イオンエッチング( Reactive Ion Etching)を行なう。その結果、基板面15において、エッチングマスク61の溝状開口部62において露出していた部分が35nmの深さにエッチングされて溝状凹部11が形成される一方、エッチングマスク61もエッチングされて薄くなる。
Next, as shown in FIG. 4E, etching is performed on the
次に、図4(f)に示すように、透光性基板10の基板面15からエッチングマスク61を除去した後、図4(g)に示すように、基板面15の全面に金属格子20を形成すべき金属膜21を形成し、金属膜21によって、溝状凹部11を完全に埋める。その際、金属膜21は溝状凹部11の外側にも形成される。本形態では、金属膜21として、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、タングステン、インジウム、ビスマス、それらの合金の単層膜、あるいはこれらの金属の多層膜を真空蒸着法やスパッタ法などにより、35nm以上の膜厚に形成する。
Next, as shown in FIG. 4 (f), after removing the
次に、透光性基板10の基板面15に研磨工程を行なって、溝状凹部11に金属膜21を残す一方、溝状凹部11からはみ出た金属膜21を除去し、図2(b)および図3(a)、(b)に示すように、金属格子20を形成する。本形態では、研磨工程において化学機械研磨を行なう。この化学機械研磨では、研磨液に含まれる化学成分の作用と、研磨剤と透光性基板10との相対移動によって、高速で平滑な研磨面を得ることができる。より具体的には、研磨装置において、不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂などからなる研磨布(パッド)を貼り付けた定盤と、透光性基板10を保持するホルダとを相対回転させながら、研磨を行なう。その際、例えば、平均粒径が0.01〜20μmの酸化セリウム粒子、分散剤としてのアクリル酸エステル誘導体、および水を含む研磨剤を研磨布と透光性基板10の基板面15との間に供給する。なお、本形態では、透光性基板10の基板面15が露出するまで研磨を行なった後、透光性基板10の基板面15もわずかに研磨する。
Next, a polishing process is performed on the
次に、透光性基板10の基板面15に対して表面保護層31を形成する。本形態では、表面保護層31として、シリコン酸化膜などの金属酸化膜や、シリコン窒化膜などの金属窒化膜などをCVD法やスパッタ法などにより形成する。また、透光性基板10に対して、表面保護層31を覆うように反射防止層32を形成する。本形態では、反射防止層32として、CVD法やスパッタ法などにより、シリコン酸化膜とチタン酸化膜とを交互に形成する。
Next, the surface
その結果、透光性基板10の基板面15に形成された溝状凹部11内に金属格子20が埋め込まれているとともに、透光性基板10の基板面15に表面保護層31および反射防止層32が形成されたワイヤーグリッド型偏光素子107が完成する。
As a result, the
そして、透光性基板10の反対側の基板面16に遮光層23aや対向電極25などを形成し、対向基板50を得る。しかる後には、対向基板50と素子基板40とを貼り合わせた後、液晶層70を封入し、液晶パネル101を得る。
Then, the
(ワイヤーグリッド型偏光素子107の別の製造方法)
図5(a)〜(g)は、本発明を適用したワイヤーグリッド型偏光素子107の別の製造方法を示す工程断面図である。
(Another manufacturing method of the wire grid type polarizing element 107)
5A to 5G are process cross-sectional views illustrating another method for manufacturing the wire grid
本形態のワイヤーグリッド型偏光素子107を製造するには、まず、図5(a)に示すように、両面が平滑な透光性基板10を準備する。
In order to manufacture the wire grid
次に、透光性基板10の両面のうち、ワイヤーグリッド型偏光素子107の光入射面となる側の基板面15にエッチングマスクを形成するマスク形成工程を行なう。
Next, a mask formation process is performed for forming an etching mask on the
それには、図5(b)に示すように、透光性基板10の基板面15にマスク材料層65としての感光性樹脂層を塗布した後、図5(c)に示すように、ナノプリント用の型部材70において突起71を備えた成形面をマスク材料層65に押し付けて突起71の形成パターンをマスク材料層65に転写する。その間、透光性基板10の側からマスク材料層65に紫外光を照射してマスク材料層65を硬化させる。次に、型部材70を透光性基板10の側から引き離す。その結果、図5(d)に示すように、透光性基板10の基板面15には、突部71に押圧されて薄くなった溝状開口部67を備えたエッチングマスク66が形成される。ここで、型部材70の突起71およびエッチングマスク66の溝状開口部67はいずれも、図2(b)および図3(a)、(b)を参照して説明したワイヤーグリッド型偏光素子107の溝状凹部11に対応する寸法を有している。すなわち、型部材70における突起71の高さ、幅寸法、間隔はいずれも35nmであり、エッチングマスク66の溝状開口部62の深さ寸法、開口幅寸法、間隔はいずれも35nmである。
For this purpose, as shown in FIG. 5B, after applying a photosensitive resin layer as a
このような方法によれば、エッチングマスク66を形成する際、露光、現像などといった多大な手間や高価な装置が必要な工程を必要としないという利点がある。なお、マスク材料層65として熱硬化性樹脂層を形成した場合には、マスク材料層65に型部材70を押し付けている間に加熱し、マスク材料層65を硬化させる。
According to such a method, there is an advantage that when the
次に、透光性基板10の基板面15にエッチングマスク66を形成した状態のままで、透光性基板10の基板面15にエッチングを行い、溝状凹部11を形成する。本形態では、かかるエッチングとして、フッ素および酸素を含有するエッチングガスを用いて異方性ドライエッチングを行なう。その結果、エッチングマスク66がエッチングされていくうちに、エッチングマスク66の溝状開口部67に相当する部分では透光性基板10の基板面15が部分的に露出し、さらにエッチングを続けていくと、透光性基板10の露出した部分が35nmの深さにエッチングされて、溝状凹部11が形成される。
Next, with the
次に、図5(f)に示すように、透光性基板10の基板面15からエッチングマスク66を除去した後、図5(g)に示すように、基板面15の全面に金属格子20を形成すべき金属膜21を形成し、金属膜21によって、溝状凹部11を完全に埋める。その結果、金属膜21は溝状凹部11の外側にも形成される。
Next, as shown in FIG. 5 (f), the
次に、透光性基板10の基板面15に研磨工程を行なって、溝状凹部11に金属膜を残す一方、溝状凹部11からはみ出た金属膜21を除去し、図2(b)および図3(a)、(b)に示すように、金属格子20を形成する。本形態でも、研磨工程において化学機械研磨を行ない、透光性基板10の基板面15が露出するまで研磨を行なった後、透光性基板10の基板面15もわずかに研磨する。
Next, a polishing process is performed on the
次に、透光性基板10の基板面15に対して表面保護層31を形成する。本形態では、表面保護層31として、シリコン酸化膜などの金属酸化膜や、シリコン窒化膜などの金属窒化膜などをCVD法などにより、形成する。その結果、透光性基板10の基板面15に形成された溝状凹部11内に金属格子20が埋め込まれているとともに、透光性基板10の基板面15に表面保護層31が形成されたワイヤーグリッド型偏光素子107が完成する。
Next, the surface
(本形態の効果)
図6は、本発明を適用したワイヤーグリッド型偏光素子の透過率特性、およびコントラスト特性を示すグラフである。
(Effect of this embodiment)
FIG. 6 is a graph showing transmittance characteristics and contrast characteristics of a wire grid type polarizing element to which the present invention is applied.
以上説明したように、本発明を適用した液晶装置100では、対向基板50の光入射側の基板面15にワイヤーグリッド型偏光素子107が形成されているため、入射側偏光板を省略でき、部品点数の削減を図ることができる。
As described above, in the
また、ワイヤーグリッド型偏光素子107では、透光性基板10の基板面に複数列の溝状凹部11が形成され、複数列の溝状凹部11内に金属格子20が埋め込まれているため、ワイヤーグリッド型偏光素子107を構成した時点で既に基板面15が平坦である。従って、ワイヤーグリッド型偏光素子10の表面に厚い透光膜を形成した後、その表面を研磨しなくても、平滑な基板面15に表面保護層31や反射防止層32を均一な厚さに容易に形成することができる。
Further, in the wire grid
また、本発明を適用したワイヤーグリッド型偏光素子107では、透光性基板10の基板面15に複数列の溝状凹部11が形成され、複数列の溝状凹部11内に金属格子20が埋め込まれているため、金属膜に対するエッチングにより、金属格子20を形成する必要がない。このため、金属格子20の幅寸法およびピッチは、透光性基板10の基板面15に形成した溝状凹部11の幅寸法およびピッチにより規定され、金属膜に対するエッチング精度の影響を受けないので、金属格子20の幅寸法を70nm未満、例えば、35nmにまで小さくすることができ、金属格子20のピッチを140nm未満、例えば、70nmにまで小さくすることができる。
In the wire grid
また、金属格子20の厚さ寸法は、透光性基板10の基板面15に形成した溝状凹部11の深さにより規定され、金属膜21を成膜した際の膜厚精度の影響を受けないので、金属格子20の厚さ寸法と幅寸法の比を例えば正確に1:1に設定することもできる。
Further, the thickness dimension of the metal grating 20 is defined by the depth of the groove-
それ故、本形態のワイヤーグリッド型偏光素子107は、図6に示すような透過率特性、およびコントラスト特性を備えており、金属格子20の長手方向に対して垂直な方向に振動する偏光成分の「透過率」が、460nmから780nmの波長帯域の全域にわたって80%以上である。また、本形態のワイヤーグリッド型偏光素子107は、金属格子20の長手方向に対して垂直な方向に振動する偏光成分の透過率を、金属格子20の長手方向に対して並行な方向に振動する偏光成分の透過率で割った値(コントラスト)が、460nmから780nmの波長帯域の全域にわたって170000以上である。
Therefore, the wire grid
よって、本形態のワイヤーグリッド型偏光素子107を備えた液晶装置100を、図1を参照して説明したカラー表示用の投射型表示装置のライトバルブに用いると、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のいずれの色光に対しても高い透過率を得ることができるので、品位の高いカラー画像を表示することができる。
Therefore, when the
(別の実施の形態)
上記形態では、対向基板50において、光源部150からの光が入射する側の基板面15にワイヤーグリッド型偏光素子107を形成したが、図7に示すように、対向基板50において、光源部150からの光が出射する側の基板面16(液晶層70が位置する側の基板面)にワイヤーグリッド型偏光素子107を形成してもよい。この場合には、透光性基板10の基板面16に複数列の溝状凹部11が形成され、複数列の溝状凹部11内に金属格子20が埋め込まれることになる。このため、ワイヤーグリッド型偏光素子107を構成した時点で既に基板面15が平坦である。従って、ワイヤーグリッド型偏光素子10の表面に表面保護膜22を形成した後、研磨などを行なわなくても、遮光層23aや対向電極25などを形成することができる。
(Another embodiment)
In the above embodiment, the wire grid
なお、透光性基板10において光が入射する側の基板面16には反射防止層32を形成するのが好ましく、かかる反射防止層32は、シリコン酸化膜とチタン酸化膜とが例えば5層、積層された構造を備えている。
In addition, it is preferable to form an
また、図1(a),(b)を参照して説明した液晶ライトバルブ100(R)、(G)、(B)では、液晶パネル101の両側に入射側防塵ガラス103および出射側防塵ガラス104が各々貼り付けられている構成であったが、図8に示すように、素子基板40を構成する透光性基板40b、および対向基板50を構成する透光性基板10が各々、防塵ガラスとして機能するほど厚い基板を用いてもよく、この場合にも、厚い透光性基板10にワイヤーグリッド型偏光素子10を形成すればよい。
In the liquid crystal light valves 100 (R), (G), and (B) described with reference to FIGS. 1A and 1B, the incident side
さらに、上記形態では、対向基板50にワイヤーグリッド型偏光素子10を形成したが、素子基板40の方に形成してもよく、また、対向基板50および素子基板40の双方にワイヤーグリッド型偏光素子10を形成してもよい。
Furthermore, in the said form, although the wire grid
10・・透光性基板、11・・溝状凹部、15・・基板面、20・・金属格子、40・・素子基板、50・・対向基板、100・・液晶装置、100(R)、(G)、(B)・・液晶ライトバルブ、107・・ワイヤーグリッド型偏光素子 10 .. Translucent substrate, 11 .. Groove-shaped recess, 15 .. Substrate surface, 20 .. Metal lattice, 40 .. Element substrate, 50 .. Opposite substrate, 100 .. Liquid crystal device, 100 (R), (G), (B) ... Liquid crystal light valve, 107 ... Wire grid type polarizing element
Claims (10)
前記素子基板および前記対向基板のうちの少なくとも一方には、基板面に複数列の溝状凹部が形成されているとともに、当該溝状凹部内に埋め込まれた金属格子によってワイヤーグリッド型偏光素子が形成されていることを特徴とする液晶装置。 In a liquid crystal device comprising: an element substrate on which a pixel electrode and a pixel switching element are formed; a counter substrate disposed opposite to the element substrate; and a liquid crystal held between the element substrate and the counter substrate.
At least one of the element substrate and the counter substrate has a plurality of rows of groove-like recesses formed on the substrate surface, and a wire grid type polarization element is formed by a metal grid embedded in the groove-like recesses. A liquid crystal device characterized by being made.
前記基板面では、前記溝状凹部の形成領域および前記溝状凹部により挟まれた領域が連続した平坦面を形成していることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。 The groove-like recess is completely embedded by the metal grid,
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein on the substrate surface, a formation surface of the groove-shaped recess and a region sandwiched by the groove-shaped recess form a continuous flat surface.
前記液晶装置に光を入射させる光源部と、
前記液晶装置によって光変調された光を拡大投射する投射光学系と、
を有していることを特徴とする投射型表示装置。 A projection type display device using the liquid crystal device according to any one of claims 1 to 5,
A light source unit for allowing light to enter the liquid crystal device;
A projection optical system for enlarging and projecting light modulated by the liquid crystal device;
A projection display device characterized by comprising:
前記素子基板および前記対向基板のうちの少なくとも一方に対して、その基板面に複数列の金属格子を備えたワイヤーグリッド型偏光素子を形成するにあたって、
前記基板面に対して、前記金属格子を形成すべき領域に溝状開口部を備えたエッチングマスクを形成するマスク形成工程と、
前記基板面にエッチングを施して当該基板面において前記溝状開口部と重なる領域に溝状凹部を形成するエッチング工程と、
前記金属格子を形成すべき金属膜により前記溝状凹部を埋める金属膜形成工程と、
前記基板面に研磨処理を施して、前記溝状凹部に前記金属膜を残す一方、前記溝状凹部からはみ出た前記金属膜を除去する研磨工程と、
を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。 In a method for manufacturing a liquid crystal device, comprising: an element substrate on which a pixel electrode and a pixel switching element are formed; a counter substrate disposed opposite to the element substrate; and a liquid crystal held between the element substrate and the counter substrate. ,
In forming a wire grid type polarizing element including a plurality of rows of metal gratings on at least one of the element substrate and the counter substrate,
A mask forming step of forming an etching mask having a groove-like opening in a region where the metal lattice is to be formed with respect to the substrate surface;
An etching step of etching the substrate surface to form a groove-shaped recess in a region overlapping the groove-shaped opening on the substrate surface;
A metal film forming step of filling the groove-shaped recess with a metal film to form the metal lattice;
A polishing process for removing the metal film protruding from the groove-shaped recess while polishing the substrate surface and leaving the metal film in the groove-shaped recess;
A method for manufacturing a liquid crystal device, comprising:
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