JP2018101066A - 液晶装置、液晶装置の製造方法、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶分子のプレチルト角や屈折率異方性に起因する位相差を適正に光学補償可能な液晶装置、液晶装置の製造方法、該液晶装置を備えた電子機器を提供すること。
【解決手段】液晶装置は、一方の基板に、液晶分子が傾斜して配向する第１の方向と交差する第２の方向（Ｙ方向）に傾斜した第１傾斜面１６ａと、第１傾斜面１６ａに設けられた第１光学補償層１８とを有する第１位相補償素子１４と、第２の方向と直交する第３の方向（Ｘ方向）に傾斜した第２傾斜面１７ａと、第２傾斜面１７ａに設けられた第２光学補償層１９とを有する第２位相補償素子１５と、を有し、平面視で第１光学補償層１８と第２光学補償層１９とが重なるように第１位相補償素子１４に対して第２位相補償素子１５が重畳されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、液晶装置、液晶装置の製造方法、液晶装置を備えた電子機器に関する。

液晶装置として、例えば負の誘電異方性を有する液晶分子が配向膜面に対してプレチルト角を有して略垂直配向している、ＶＡ（Vertical Alignment）方式の液晶装置が知られている。このようなＶＡ方式の液晶装置では、液晶層に斜め方向から入射した直線偏光は、液晶分子のプレチルト角や屈折率異方性に起因して位相差が生じ楕円偏光に変換されるため、光漏れが生じてコントラストが低下するという課題があった。

このような課題を鑑みて、例えば、特許文献１には、液晶層を挟持する一対の基板のうちの一方の基板内に形成された傾斜面と、該傾斜面の上に配置され無機膜からなる光学補償層とを備えた液晶表示装置が提案されている。また、該傾斜面の傾斜角度は、液晶分子の軸方向に対して直交するように設定されるとしている。このような特許文献１の液晶表示装置によれば、上記位相差を光学補償層によって補償できることから、上述した光漏れを防止して、高コントラスト化を実現できるとしている。

特開２０１３−１７４６４９号公報

しかしながら、上記特許文献１に示されているように、光学補償層は複数の傾斜面を覆うように形成される。そうすると傾斜面の傾斜方向において隣り合う傾斜面の境界には段差部が生じ、当該段差部を覆う光学補償層の膜厚が変動するおそれがある。光学補償層の膜厚が変動している当該段差部を透過する直線偏光は、上記位相差が適正に光学補償されないおそれがある。つまり、上記位相差により直線偏光が楕円偏光に変換されることによる光漏れを確実に防止することが困難であるという課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例］本適用例に係る液晶装置は、第１基板と第２基板との間に、負の誘電異方性を有する液晶分子が第１の方向にプレチルトを有して略垂直配向した液晶層を備える液晶装置であって、前記第１基板と前記第２基板のうちの一方の基板に、前記第１の方向と交差する第２の方向に傾斜した第１傾斜面と、前記第１傾斜面に設けられた第１光学補償層とを有する第１位相補償素子と、前記第２の方向と直交する第３の方向に傾斜した第２傾斜面と、前記第２傾斜面に設けられた第２光学補償層とを有する第２位相補償素子と、を有し、平面視で前記第１光学補償層と前記第２光学補償層とが重なるように前記第１位相補償素子に対して前記第２位相補償素子が重畳されている。

本適用例によれば、液晶分子のプレチルト角や屈折率異方性に起因する位相差は、第１位相補償素子と第２位相補償素子とによって光学補償される。したがって、１つの位相補償素子によって光学補償を行う場合に比べて、第１位相補償素子における第１傾斜面の傾斜角度及び第２位相補償素子における第２傾斜面の傾斜角度をいずれも小さくすることができる。そうすると、各傾斜面の傾斜方向において隣り合う傾斜面の段差部を小さくすることができるため、該段差部を覆うように光学補償層を形成したとしても、該段差部における光学補償層の膜厚変動が抑えられる。よって、該段差部を直線偏光が透過したとしても上記位相差が適正に光学補償される。すなわち、上記位相差に起因する光漏れを低減し、優れた光学特性を有する液晶装置を提供することができる。

上記適用例に記載の液晶装置において、前記第１傾斜面の傾斜角度と、前記第２傾斜面の傾斜角度とが同じであることが好ましい。
この構成によれば、傾斜方向に隣り合う第１傾斜面の段差部の大きさと、傾斜方向に隣り合う第２傾斜面の段差部の大きさとを同じにすることができる。したがって、第１傾斜面に係る段差部を覆う第１光学補償層の膜厚の変動と、第２傾斜面に係る段差部を覆う第２光学補償層の膜厚の変動とをそれぞれ同程度に抑えることができる。つまり、各光学補償層の膜厚のばらつきに起因する光漏れがより低減される。

上記適用例に記載の液晶装置において、前記第１光学補償層及び前記第２光学補償層は、それぞれ誘電体多層膜からなり、前記第１光学補償層のレターデーション値と前記第２光学補償層のレターデーション値とが同じであることが好ましい。
この構成によれば、第１光学補償層の構成と、第２光学補償層の構成とを同じにすることができる。つまり、各光学補償層の光学設計を簡素化できる。

上記適用例に記載の液晶装置において、前記第１光学補償層及び前記第２光学補償層のそれぞれに対して、光の入射側と出射側とに反射防止膜を有することが好ましい。
この構成によれば、反射防止膜により、各光学補償層に入射した偏光、あるいは各光学補償層から出射した偏光の反射が抑えられ、偏光の反射あるいは散乱に起因する光学特性の低下を抑えることができる。

上記適用例に記載の液晶装置において、マトリックス状に配置された複数の画素を有し、前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面のうちの一方は、前記複数の画素の行ごとに配置され、他方は、前記複数の画素の列ごとに配置されていることが好ましい。
この構成によれば、画素ごとに各傾斜面を独立して配置する場合に比べて、複数の画素に対応する各傾斜面の傾斜角度のばらつきを低減することができ、上記位相差を複数の画素ごとに適正に光学補償できる。

上記適用例に記載の液晶装置において、互いに直交して配置された走査線及び信号線と、前記走査線と前記信号線とに接続され、複数の画素ごとに設けられたトランジスターとを有し、前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面のうちの一方は、前記走査線に沿って配置され、他方は、前記信号線に沿って配置されていることが好ましい。
この構成によれば、走査線及び信号線は遮光性を有する配線材料を用いて構成されることから、各傾斜面の段差部と走査線または信号線とを重ねて配置することができる。したがって、該段差部における光学補償層の膜厚ばらつきに起因する光漏れを走査線または信号線で遮光することができる。つまり、より優れた光学特性を有する液晶装置を実現できる。

上記適用例に記載の液晶装置において、前記第１位相補償素子及び前記第２位相補償素子は、前記第１基板と前記第２基板のうちの一方の基板の前記液晶層に近い側に配置されていることが好ましい。
この構成によれば、一方の基板において、第１位相補償素子及び第２位相補償素子と液晶層との間に存在する、例えば配線や絶縁膜などによる光の反射や屈折に伴う影響を受け難くなる。すなわち、上記位相差を適正に光学補償して優れた光学特性を有する液晶装置を実現できる。

上記適用例に記載の液晶装置において、前記第１基板と前記第２基板のうちの一方の基板に、複数の画素ごとに設けられたマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイを有し、前記第１位相補償素子及び前記第２位相補償素子は、前記マイクロレンズアレイと前記液晶層との間に配置されていることが好ましい。
この構成によれば、一方の基板において、マイクロレンズアレイを第１位相補償素子及び第２位相補償素子と液晶層との間に配置する場合に比べて、マイクロレンズアレイを光が透過することに伴う上記位相差への影響を受け難くすることができる。すなわち、上記位相差を適正に光学補償して優れた光学特性を有する液晶装置を実現できる。

上記適用例に記載の液晶装置において、前記第１基板と前記第２基板のうちの一方の基板に、複数の画素ごとに設けられたトランジスターを有し、前記第１位相補償素子及び前記第２位相補償素子は、前記トランジスターと前記液晶層との間に配置されていることが好ましい。
この構成によれば、一方の基板において、トランジスターを第１位相補償素子及び第２位相補償素子と液晶層との間に配置する場合に比べて、トランジスターやトランジスターに接続される配線などによって反射した光が液晶層に入射して上記位相差へ影響を及ぼすことを防ぐことができる。すなわち、上記位相差を適正に光学補償して優れた光学特性を有する液晶装置を実現できる。

上記適用例に記載の液晶装置において、前記第１位相補償素子は、前記第１傾斜面を有する第１構造体と、前記第１構造体に積層された第１保護層とを有し、前記第２位相補償素子は、前記第２傾斜面を有する第２構造体と、前記第２構造体に積層された第２保護層とを有し、前記第１保護層の前記第２構造体に対向する側の面及び前記第２保護層の前記液晶層に対向する側の面は、平坦となっていることが好ましい。
この構成によれば、第１基板と第２基板とのうちの一方の基板に、第１位相補償素子及び第２位相補償素子を設けることに伴う、凹凸を防ぐことができる。したがって、該凹凸によって光が散乱されることを防ぎ、上記位相差を適正に光学補償して優れた光学特性を有する液晶装置を実現できる。

上記適用例に記載の液晶装置において、前記第１保護層の屈折率と前記第２構造体の屈折率とが同じであることが好ましい。
この構成によれば、第１保護層と第２構造体との境界における光の反射を防ぎ、上記位相差を適正に光学補償して優れた光学特性を有する液晶装置を実現できる。

上記適用例に記載の液晶装置において、前記第１構造体及び前記第２構造体、前記第１保護層及び前記第２保護層は、いずれも無機材料を用いて形成されていることが好ましい。
この構成によれば、耐熱性、耐光性などにおいて高い信頼性を有する第１位相補償素子及び第２位相補償素子を備えた液晶装置を提供することができる。

［適用例］本適用例に係る液晶装置の製造方法は、第１基板と第２基板との間に、負の誘電異方性を有する液晶分子が第１の方向にプレチルトを有して略垂直配向した液晶層を備える液晶装置の製造方法であって、前記第１基板と前記第２基板のうちの一方の基板に、前記第１の方向と交差する第２の方向に傾斜した第１傾斜面を形成する工程と、前記第１傾斜面に異なる屈折率の誘電体膜を積層して第１光学補償層を形成する工程と、前記第２の方向と直交する第３の方向に傾斜した第２傾斜面を形成する工程と、前記第２傾斜面に異なる屈折率の誘電体膜を積層して第２光学補償層を形成する工程と、を有し、平面視で前記第１光学補償層と前記第２光学補償層とが重なるように、前記第１傾斜面に対して前記第２傾斜面を形成する。

本適用例によれば、液晶分子のプレチルト角や屈折率異方性に起因する位相差は、第１傾斜面に形成された第１光学補償層と第２傾斜面に形成された第２光学補償層とによって光学補償される。したがって、１つの光学補償層により光学補償を行う場合に比べて、第１傾斜面の傾斜角度及び第２傾斜面の傾斜角度をいずれも小さくすることができる。そうすると、各傾斜面の傾斜方向において隣り合う傾斜面の段差部を小さくすることができるため、該段差部を覆うように異なる屈折率の誘電体膜を積層して光学補償層を形成したとしても、該段差部における光学補償層の膜厚変動を抑えることができる。よって、該段差部を直線偏光が透過したとしても上記位相差が適正に光学補償される。すなわち、上記位相差に起因する光漏れを低減し、優れた光学特性を有する液晶装置を製造することができる。

上記適用例に記載の液晶装置の製造方法において、それぞれの傾斜角度が同じとなるように、前記第１傾斜面と、前記第２傾斜面とを形成することが好ましい。
この方法によれば、傾斜方向に隣り合う第１傾斜面の段差部の大きさと、傾斜方向に隣り合う第２傾斜面の段差部の大きさとを同じにすることができる。つまり、第１傾斜面に係る段差部を覆う第１光学補償層の膜厚の変動と、第２傾斜面に係る段差部を覆う第２光学補償層の膜厚の変動とをそれぞれ同程度に抑えることができる。つまり、各光学補償層の膜厚のばらつきに起因する光漏れをより低減することができる。

上記適用例に記載の液晶装置の製造方法において、それぞれのレターデーション値が同じとなるように、前記第１光学補償層と、前記第２光学補償層とを形成することが好ましい。
この方法によれば、第１光学補償層の成膜条件と、第２光学補償層の成膜条件とを同じにすることができる。つまり、光学補償層の形成工程を簡素化できる。

上記適用例に記載の液晶装置の製造方法において、前記第１光学補償層及び前記第２光学補償層のそれぞれに対して、光の入射側と出射側とに、異なる屈折率の誘電体膜を積層して反射防止膜を形成する工程をさらに有することが好ましい。
この方法によれば、反射防止膜により、各光学補償層に入射した偏光、あるいは各光学補償層から出射した偏光の反射が抑えられ、偏光の反射あるいは散乱に起因する光学特性の低下を抑えた液晶装置を製造することができる。また、異なる屈折率の誘電体膜を積層して反射防止膜を形成することから、第１光学補償層及び第２光学補償層をそれぞれ形成する工程で、反射防止膜を形成することができる。言い換えれば、反射防止膜を形成するための特別な工程が不要となる。

［適用例］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、第１位相補償素子と第２位相補償素子とにより上記位相差が光学補償された液晶装置を備えているので、表示における見栄えがよい電子機器を提供することができる。

第１実施形態に係る液晶装置の構成を示す概略平面図。 第１実施形態に係る液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。 図１のＡ−Ａ’線に沿った液晶装置の構造を示す概略断面図。 液晶層における液晶分子の配向状態を示す概略断面図。 液晶分子の配向処理における方位角を示す概略平面図。 第１位相補償素子及び第２位相補償素子の構成を示す概略斜視図。 第１光学補償層及び第２光学補償層による光学補償を説明する図。 対向基板の製造方法を示すフローチャート。 対向基板の製造方法における工程を説明するための図。 対向基板の製造方法における工程を説明するための図。 対向基板の製造方法における工程を説明するための図。 対向基板の製造方法における工程を説明するための図。 反射防止膜及び第１光学補償層の構成を示す模式断面図。 対向基板の製造方法における工程を説明するための図。 対向基板の製造方法における工程を説明するための図。 対向基板の製造方法における工程を説明するための図。 第２実施形態の液晶装置の構造を示す概略断面図。 電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。

（第１実施形態）
＜液晶装置＞
本実施形態の液晶装置として、薄膜トランジスター（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）を画素のスイッチング素子として備えたアクティブマトリックス型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば、後述する投射型表示装置（液晶プロジェクター）の光変調手段（液晶ライトバルブ）として好適に用いることができるものである。

まず、本実施形態の液晶装置について、図１〜図５を参照して説明する。図１は第１実施形態に係る液晶装置の構成を示す概略平面図、図２は第１実施形態に係る液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図、図３は図１のＡ−Ａ’線に沿った液晶装置の構造を示す概略断面図、図４は液晶層における液晶分子の配向状態を示す概略断面図、図５は液晶分子の配向処理における方位角を示す概略平面図である。

図１及び図３に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、対向配置された素子基板２０及び対向基板３０と、素子基板２０と対向基板３０との間に配置された液晶層４０とを有している。図１に示すように、素子基板２０は対向基板３０よりも一回り大きく、両基板は、対向基板３０の外縁に沿って額縁状に配置されたシール材４２を介して貼り合わされている。本実施形態では、素子基板２０が第１基板に相当し、対向基板３０が第２基板に相当するものである。

液晶層４０は、素子基板２０と対向基板３０とシール材４２とによって囲まれた空間に封入された、負の誘電異方性を有する液晶分子で構成されている。シール材４２は、例えば熱硬化性または紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤からなる。シール材４２には、素子基板２０と対向基板３０との間隔を一定に保持するためのスペーサー（図示省略）が混入されている。

額縁状に配置されたシール材４２の内側には、マトリックス状に配列した複数の画素Ｐを含む表示領域Ｅが設けられている。また、シール材４２と表示領域Ｅとの間に表示領域Ｅを取り囲んで見切り部３１が設けられている。見切り部３１は、後述する遮光性の金属あるいは金属化合物などからなる第１遮光層２２、第２遮光層２６、遮光層３２によって規定されている。なお、表示領域Ｅは、表示に寄与する複数の画素Ｐに加えて、複数の画素Ｐを囲むように配置されたダミー画素を含むとしてもよい。また、詳しくは後述するが、表示領域Ｅにおいて複数の画素Ｐのそれぞれに対応して配置された集光手段としてのマイクロレンズＭＬと、液晶層４０の位相差を補償するための第１位相補償素子１４及び第２位相補償素子１５と、遮光層３２とが対向基板３０に設けられている（図３参照）。

素子基板２０には、複数の外部接続端子５４が配列した端子部が設けられている。素子基板２０の該端子部に沿った第１の辺部とシール材４２との間にデータ線駆動回路５１が設けられている。また、第１の辺部に対向する第２の辺部に沿ったシール材４２と表示領域Ｅとの間に検査回路５３が設けられている。さらに、第１の辺部と直交し互いに対向する第３及び第４の辺部に沿ったシール材４２と表示領域Ｅとの間に走査線駆動回路５２が設けられている。第２の辺部のシール材４２と検査回路５３との間に、２つの走査線駆動回路５２を繋ぐ複数の配線５５が設けられている。なお、検査回路５３の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路５１と表示領域Ｅとの間のシール材４２の内側に沿った位置に設けてもよい。

これらデータ線駆動回路５１、走査線駆動回路５２に繋がる配線は、第１の辺部に沿って配列した複数の外部接続端子５４に接続されている。以降、第１の辺部に沿った方向をＸ方向とし、第３の辺部に沿った方向をＹ方向として説明する。図１のＡ−Ａ’線に沿った方向はＸ方向である。また、Ｘ方向及びＹ方向と直交し、素子基板２０から対向基板３０に向かう方向をＺ方向とする。本明細書では、Ｚ方向に沿って対向基板３０から見ることを「平面視」という。

次に図２を参照して、液晶装置１００の電気的な構成について説明する。液晶装置１００は、少なくとも表示領域Ｅにおいて互いに絶縁されて直交する複数の走査線２及び複数のデータ線３と、走査線２に沿って平行に配置された容量線４とを有する。走査線２が延在する方向がＸ方向であり、信号線としてのデータ線３が延在する方向がＹ方向である。

走査線２、データ線３及び容量線４と、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極２８と、ＴＦＴ２４と、蓄積容量５とが設けられ、これらが画素Ｐの画素回路を構成している。

走査線２はＴＦＴ２４のゲートに電気的に接続され、データ線３はＴＦＴ２４のソースに電気的に接続されている。画素電極２８はＴＦＴ２４のドレインに電気的に接続されている。

データ線３はデータ線駆動回路５１（図１参照）に接続されており、データ線駆動回路５１から供給される画像信号Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎを画素Ｐに供給する。走査線２は走査線駆動回路５２（図１参照）に接続されており、走査線駆動回路５２から供給される走査信号Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｍを画素Ｐに供給する。

データ線駆動回路５１からデータ線３に供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線３同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路５２は、走査線２に対して、走査信号Ｇ１〜Ｇｍを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。

液晶装置１００は、スイッチング素子であるＴＦＴ２４が走査信号Ｇ１〜Ｇｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線３から供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎが所定のタイミングで画素電極２８に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極２８を介して液晶層４０に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、画素電極２８と液晶層４０を介して対向配置された共通電極３４（図３参照）との間で一定期間保持される。画像信号Ｄ１〜Ｄｎの周波数は例えば６０Ｈｚである。

保持された画像信号Ｄ１〜Ｄｎがリークするのを防止するため、画素電極２８と共通電極３４との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量５が接続されている。蓄積容量５は、ＴＦＴ２４のドレインと容量線４との間に設けられている。

なお、図１に示した検査回路５３には、データ線３が接続されており、液晶装置１００の製造過程において、上記画像信号を検出することで液晶装置１００の動作欠陥などを確認できる構成となっているが、図２の等価回路では図示を省略している。

本実施形態における画素回路を駆動制御する周辺回路は、データ線駆動回路５１、走査線駆動回路５２、検査回路５３を含んでいる。また、周辺回路は、上記画像信号をサンプリングしてデータ線３に供給するサンプリング回路、データ線３に所定電圧レベルのプリチャージ信号を上記画像信号に先行して供給するプリチャージ回路を含むものとしてもよい。

次に、図３を参照して、液晶装置１００の構造について説明する。図３に示すように、素子基板２０は、透光性の基板本体２１と、基板本体２１上に設けられた、第１遮光層２２と、絶縁膜２３と、ＴＦＴ２４と、第１層間絶縁膜２５と、第２遮光層２６と、第２層間絶縁膜２７と、画素電極２８と、配向膜２９とを備えている。基板本体２１は、例えばガラスや石英などの光透過性を有する材料が用いられている。

第１遮光層２２及び第２遮光層２６は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）などの金属のうちの少なくとも１つを含む金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、ナイトライド、あるいはこれらが積層されたものを用いることができ、遮光性と導電性とを兼ね備えている。
第１遮光層２２は、上層の第２遮光層２６に平面視で重なるように格子状に形成されており、素子基板２０の厚さ方向（Ｚ方向）において、ＴＦＴ２４を間に挟むように配置されている。第１遮光層２２及び第２遮光層２６により、ＴＦＴ２４への光の入射が抑制される。第１遮光層２２及び第２遮光層２６に囲まれた領域（開口部２２ａ，２６ａ内）は、光が素子基板２０を透過する開口領域（画素開口部）となる。

絶縁膜２３は、基板本体２１と第１遮光層２２とを覆うように設けられている。絶縁膜２３は、例えば、ＳｉＯ₂などの無機材料からなる。ＴＦＴ２４は、絶縁膜２３上に設けられている。図示を省略するが、ＴＦＴ２４は、半導体層、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を有している。

ゲート電極は、素子基板２０において平面視で半導体層のチャネル領域と重なる領域に第１層間絶縁膜２５の一部（ゲート絶縁膜）を介して対向配置されている。
第１遮光層２２は、その一部が走査線２（図２参照）として機能するようにパターニングされている。ゲート電極は、ゲート絶縁膜と絶縁膜２３を貫通するコンタクトホールを介して下層側に配置された走査線２に電気的に接続されている。

第１層間絶縁膜２５は、絶縁膜２３とＴＦＴ２４とを覆うように設けられている。第１層間絶縁膜２５は、例えば、ＳｉＯ₂などの無機材料からなる。第１層間絶縁膜２５は、ＴＦＴ２４の半導体層とゲート電極との間を絶縁するゲート絶縁膜を含む。第１層間絶縁膜２５により、ＴＦＴ２４に起因する表面の凹凸が緩和される。
第１層間絶縁膜２５上には、第２遮光層２６が設けられている。第２遮光層２６は、ＴＦＴ２４に電気的に接続される、例えば、データ線３や容量線４、あるいは蓄積容量５の電極のいずれかとして機能するようにパターニングされている。そして、第１層間絶縁膜２５と第２遮光層２６とを覆うように、無機材料からなる第２層間絶縁膜２７が設けられている。

画素電極２８は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などの透明導電膜からなり、第２層間絶縁膜２７上に、画素Ｐに対応して設けられている。画素電極２８は、第１遮光層２２の開口部２２ａ及び第２遮光層２６の開口部２６ａに平面視で重なる領域に配置されている。また、画素電極２８の外縁は、平面視で第２遮光層２６と重なるように配置されている。

画素電極２８を覆う配向膜２９は、負の誘電異方性を有する液晶分子を略垂直配向させることが可能な例えば酸化シリコンなどの無機材料を用いることができる。

液晶装置１００は、画素電極２８と共通電極３４との間に印加される電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化して液晶層４０に入射する光を変調し、階調表示を可能とする。例えば、ノーマリーホワイトモードの場合、各画素Ｐの単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少する。ノーマリーブラックモードの場合、各画素Ｐの単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加し、全体として液晶装置１００からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射される。本実施形態では、対向基板３０側から光が入射して液晶層４０を透過し、素子基板２０側から出射されることを前提に、液晶装置１００が構成されている。

対向基板３０は、マイクロレンズアレイ基板１０と、第１位相補償素子１４と、第２位相補償素子１５と、遮光層３２と、遮光層３２を覆う平坦化層３３と、共通電極３４と、配向膜３５とを備えている。マイクロレンズアレイ基板１０は、透光性の基板本体１１と、複数の画素Ｐのそれぞれに対応して配置されたマイクロレンズＭＬを含むレンズ層１３とを含んでいる。なお、マイクロレンズアレイ基板１０は、第１位相補償素子１４、第２位相補償素子１５、遮光層３２、平坦化層３３、共通電極３４を含む構成としてもよい。

基板本体１１は、表面１１ｂとは反対側の液晶層４０側の表面１１ａに形成された複数の凹部１２を有している。各凹部１２は、各画素Ｐに対応して設けられている。凹部１２は略半球状に形成され、マイクロレンズＭＬにおけるレンズ面を構成するものである。基板本体１１は、例えばガラスや石英などの光透過性を有する材料が用いられている。

レンズ層１３は、基板本体１１の表面１１ａ側に、複数の画素Ｐのそれぞれに対応して形成された複数の凹部１２を埋めてなる複数のマイクロレンズＭＬを含んでいる。レンズ層１３は、光透過性を有し、基板本体１１よりも屈折率ｎが高い無機のレンズ材料からなる。例えば、基板本体１１の屈折率ｎがおよそ１．４６の石英基板であるとすると、レンズ層１３を構成するレンズ材料としては、ＳｉＯＮ（屈折率ｎ＝１．５０〜１．７０）、Ａｌ₂Ｏ₃（屈折率ｎ＝１．７６）などが挙げられる。なお、屈折率ｎは、基板本体１１やレンズ層１３を透過する光の波長に依存する。

レンズ層１３を形成する方法は、公知の技術を用いることができる。例えば、基板本体１１の一方の表面１１ａを選択的にエッチングして凹部１２を形成し、上述したレンズ材料で凹部１２を埋めることにより、マイクロレンズＭＬが形成される。また、複数のマイクロレンズＭＬによりマイクロレンズアレイＭＬＡが構成される。

レンズ層１３の表面１３ａを覆って第１位相補償素子１４が設けられている。さらに第１位相補償素子１４に対して第２位相補償素子１５が重畳されている。第１位相補償素子１４及び第２位相補償素子１５は、マイクロレンズＭＬに入射した光（直線偏光）が、液晶層４０を透過する際に、液晶層４０における液晶分子のプレチルト角や屈折率異方性に起因する位相差によって楕円偏光に変換されることを光学的に補償するために設けられている。第１位相補償素子１４及び第２位相補償素子１５の詳しい構成については後述する。

第２位相補償素子１５の平坦な表面に遮光層３２が設けられている。遮光層３２は、複数のマイクロレンズＭＬが設けられた表示領域Ｅを囲む周辺領域に設けられて見切り部３１を構成している。また、表示領域Ｅにおける各画素Ｐを区画するように設けられている。

遮光層３２は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ（窒化チタン）、Ｃｒ（クロム）などの遮光性を有する材料、あるいはこれらの材料の中から選ばれた少なくとも２つの材料の積層体で構成することができる。本実施形態では、遮光層３２は、第２位相補償素子１５の共通電極３４側の表面から順に積層されたＡｌ（アルミニウム）とＴｉＮ（窒化チタン）の二層構造となっている。

遮光層３２を覆って平坦化層３３が設けられている。平坦化層３３は、絶縁性を有する例えば酸化シリコンからなり、被覆性に優れた例えばプラズマＣＶＤ法などの方法を用いて形成される。平坦化層３３は、平坦化層３３を覆って形成される共通電極３４の表面の平坦性を確保するために設けられるものである。したがって、絶縁膜を成膜した後にその表面の凹凸を無くすための平坦化処理（研磨処理やエッチング処理など）を施したものであってもよい。

平坦化層３３を覆って共通電極３４が設けられている。共通電極３４は、複数の画素Ｐに跨って形成され、液晶層４０を挟んで画素電極２８と対向する対向電極である。共通電極３４は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などの透明導電膜が用いられる。共通電極３４は、液晶層４０を挟んで複数の画素電極２８と対向して配置されるので、画素Ｐごとに所望の光学特性を実現するためには、共通電極３４の表面が平坦であることが好ましい。なお、共通電極３４は、対向基板３０の角部に設けられた上下導通部５６を介して、素子基板２０の外部接続端子５４に繋がる配線と電気的に接続されている（図１参照）。

共通電極３４を覆って配向膜３５が設けられている。配向膜３５は、素子基板２０側の配向膜２９と同様に、例えば酸化シリコンなどの無機材料を用いて形成される。前述したように、配向膜２９，３５の材料選択や配向処理の方法は、液晶装置１００の光学設計に基づく液晶の選定や表示モードによる。

液晶装置１００では、光は、マイクロレンズＭＬを備える対向基板３０（基板本体１１の表面１１ｂ）側から入射し、マイクロレンズＭＬによって画素Ｐごとに集光される。例えば、基板本体１１の表面１１ｂ側からマイクロレンズＭＬに入射する光のうち、画素Ｐの平面的な中心を通過する光軸に沿って入射した入射光Ｌ１は、マイクロレンズＭＬをそのまま直進し、液晶層４０を通過して素子基板２０側から出射される。

入射光Ｌ１よりも外側でマイクロレンズＭＬの周囲に入射した入射光Ｌ２は、基板本体１１とレンズ層１３との屈折率ｎの差により、画素Ｐの平面的な中心側へ屈折する。入射光Ｌ２が仮にそのまま直進すると、液晶層４０や素子基板２０を通過することで、わずかに屈折し、第２遮光層２６（あるいは第１遮光層２２）に入射して遮光されてしまうおそれがある。

液晶装置１００では、このように第２遮光層２６（あるいは第１遮光層２２）で遮光されてしまうおそれがある入射光Ｌ２も、マイクロレンズＭＬの集光作用により液晶層４０を通過させて第２遮光層２６の開口部２６ａ（あるいは第１遮光層２２の開口部２２ａ）内に入射させることができる。この結果、素子基板２０側から出射される光の量を多くできるので、光の利用効率を高めることができる。なお、本実施形態では、対向基板３０側から光が入射するので、マイクロレンズＭＬを対向基板３０側に設けたが、マイクロレンズＭＬを素子基板２０側に設け、素子基板２０側から光を入射させる構成としてもよい。

次に、液晶装置１００における液晶分子の配向状態について、図４を参照して説明する。なお、図４では、液晶分子の配向状態を説明するにあたり、素子基板２０におけるＴＦＴ２４などの電気的な構成や、対向基板３０におけるマイクロレンズＭＬなどの構成については図示を省略している。

本実施形態の液晶装置１００における液晶層４０は、ＶＡ方式と呼ばれる液晶分子の配向方式が採用されている。具体的には、図４に示すように、液晶装置１００における画素電極２８の表面には、酸化シリコンを気相成長法の一例である真空蒸着法により斜め蒸着して得られた配向膜２９が形成されている。斜め蒸着により基板面には酸化シリコンが蒸着方向に向かって柱状に堆積する。この柱状体をカラム２９ａと呼ぶ。配向膜２９はこのようなカラム２９ａの集合体である。同様に、液晶装置１００における共通電極３４の表面を覆う配向膜３５もカラム３５ａの集合体である。

このような配向膜２９，３５の表面において、負の誘電異方性を有する液晶分子ＬＣは、基板面の法線に対しておよそ３度〜５度のプレチルト角（傾斜角）θｐを有して略垂直配向している。また、液晶分子ＬＣを傾斜させるプレチルトの方向すなわち傾斜方向は、配向膜２９，３５における斜め蒸着の平面的な蒸着方向と同じである。
具体的には、図５に示すように、表示領域Ｅにおいて液晶分子ＬＣのプレチルトの傾斜方向は、Ｙ方向となす方位角θａが４５度となるように設定されている。破線で示した矢印方向が素子基板２０に対する斜め蒸着の方向であり、右下から左上に向かう方向である。一方、実線で示した矢印方向が対向基板３０に対する斜め蒸着の方向であり、左上から右下に向かう方向である。なお、図５は対向基板３０側から見たときの液晶分子ＬＣのプレチルトの傾斜方向を示すものである。液晶分子ＬＣのプレチルトの傾斜方向は、上記の方向に限定されず、例えば、素子基板２０側が右上から左下に向かう方向であり、対向基板３０側が左下から右上に向かう方向であってもよい。つまり、本実施形態の液晶分子ＬＣのプレチルトの傾斜方向は、本発明の第１の方向の一例であって、液晶装置１００の光学設計条件に基づいて適宜設定される。

次に、図４を参照して液晶装置１００の電気的な駆動について説明する。
対向配置された素子基板２０及び対向基板３０並びにこれら一対の基板間に挟持された液晶層４０を含めたものを液晶パネル１１０と呼ぶ。液晶装置１００は、液晶パネル１１０の光の入射側と出射側とにそれぞれ配置された偏光素子８１，８２を有して用いられる。また、偏光素子８１，８２は、偏光素子８１，８２のうちの一方の透過軸または吸収軸がＸ方向またはＹ方向に対して平行となるように、且つ互いの透過軸または吸収軸が直交するように液晶パネル１１０に対してそれぞれ配置されている。

本実施形態では、表示領域Ｅにおいて偏光素子８１，８２の透過軸または吸収軸に対して液晶分子ＬＣのプレチルトの方位角θａが４５度で交差するように略垂直配向処理が施されている。したがって、図４に示すように画素電極２８と共通電極３４との間に駆動電圧を印加して液晶層４０を駆動すると、液晶分子ＬＣがプレチルトの傾斜方向に倒れることにより、高い透過率が得られる光学的な配置となっている。
液晶層４０の駆動（ＯＮ／ＯＦＦ）を繰り返すと、液晶分子ＬＣはプレチルトの傾斜方向に倒れたり、初期の配向状態に戻ったりする挙動を繰り返す。このような液晶分子ＬＣの挙動が起る略垂直配向処理を１軸の略垂直配向処理という。

負の誘電異方性を有するネマチック型の液晶分子ＬＣは屈折率異方性を有している。したがって、液晶分子ＬＣによって構成される液晶層４０は複屈折性を有している。前述したように、液晶パネル１１０に入射する光は、偏光素子８２により直線偏光に変換される。画素Ｐの平面的な中心を通過する光軸に沿って入射した入射光Ｌ１（直線偏光）は、マイクロレンズＭＬを直進し、液晶層４０を通過して素子基板２０側に出射される。このような入射光Ｌ１（直線偏光）は、液晶層４０における複屈折性の影響を受け難い。一方で、マイクロレンズＭＬによって集光され、液晶層４０を光軸に対して斜めに透過する入射光Ｌ２（直線偏光）は、液晶層４０の複屈折性の影響を受け、液晶分子ＬＣのプレチルト角や屈折率異方性に起因する位相差が生じて楕円偏光に変換される。そうすると、例えばノーマリーブラックモードでは光漏れを生ずることになり、表示におけるコントラストの低下を招く。このような不具合を改善する方法として、例えば、位相補償素子としての負のＣ−プレートを液晶パネル１１０と偏光素子８２との間において、光軸に対して所定の角度で傾斜させて配置する方法がある。しかしながら、余計な部品が増えて液晶装置１００としての構成が複雑になったり、負のＣ−プレートを傾斜して配置するための空間的な制約が生ずるといった問題があった。また、負のＣ−プレートの耐光性や耐熱性を確保する必要があるといった課題があった。そこで、本実施形態では、液晶層４０における位相差を光学的に補償可能な位相補償素子を対向基板３０側に設けた。

＜位相補償素子＞
次に、本実施形態の位相補償素子について、図６及び図７を参照して説明する。図６は第１位相補償素子及び第２位相補償素子の構成を示す概略斜視図、図７は第１光学補償層及び第２光学補償層による光学補償を説明する図である。なお、図６は、Ｚ方向において液晶層４０が上方に位置するように対向基板３０を配置したときの第１位相補償素子１４及び第２位相補償素子１５を示すものである。

図６に示すように、本実施形態において対向基板３０側に設けられた第１位相補償素子１４は、画素Ｐの配列に対応してＹ方向に所定の配置ピッチで設けられ、Ｘ方向に延在する複数の第１構造体１６を有している。第１構造体１６は、画素Ｐの配列に対して行ごとに配置され、図面上でＹ方向の手前側に傾斜した第１傾斜面１６ａを有している。図６では詳細を示していないが、第１傾斜面１６ａには反射防止膜と第１光学補償層１８とが形成されている。第１構造体１６をＸ方向から見たときの断面は、直角三角形である。直角三角形の長辺と斜辺とがなす角度、つまり、第１傾斜面１６ａの傾斜角度はθ₁である。

第１位相補償素子１４に積層された第２位相補償素子１５は、画素Ｐの配列に対応してＸ方向に所定の配置ピッチで設けられ、Ｙ方向に延在する複数の第２構造体１７を有している。第２構造体１７は、画素Ｐの配列に対して列ごとに配置され、図面上でＸ方向の左側に傾斜した第２傾斜面１７ａを有している。図６では詳細を示していないが、第２傾斜面１７ａには反射防止膜と第２光学補償層１９とが形成されている。第２構造体１７をＹ方向から見たときの断面は、直角三角形である。直角三角形の長辺と斜辺とがなす角度、つまり、第２傾斜面１７ａの傾斜角度はθ₂である。第１構造体１６及び第２構造体１７は、透光性の部材を用いて形成されている。

Ｘ方向に延在する第１構造体１６とＹ方向に延在する第２構造体１７とが交差した部分が画素Ｐに対応する部分であり、当該部分では、第１傾斜面１６ａに形成された第１光学補償層１８と、第２傾斜面１７ａに形成された第２光学補償層１９とがＺ方向において重なった配置となっている。第１光学補償層１８はＹ方向に傾斜角度θ₁で傾斜し、第２光学補償層１９はＹ方向と直交するＸ方向に傾斜角度θ₂で傾斜している。本実施形態において、傾斜角度θ₁と傾斜角度θ₂は同じ値である。また、第１光学補償層１８及び第２光学補償層１９は、それぞれ負のＣ−プレートとして機能するように誘電体多層膜を用いて形成され、光学的に同じレターデーション値を有している。以降、第１位相補償素子１４に第２位相補償素子１５が重畳されて構成されたものを総称して位相補償素子と呼ぶこととする。

図７に示すように、Ｙ方向に傾斜角度θ₁で傾斜する第１光学補償層１８（負のＣプレート）と、Ｘ方向に傾斜角度θ₂で傾斜する第２光学補償層１９（負のＣ−プレート）とが画素ＰにおいてＺ方向に重なっていることから、第１光学補償層１８と第２光学補償層１９との組み合わせによって得られる位相補償素子は、Ｚ方向から見たときＸ方向及びＹ方向に対して４５度の方位に光学軸を有する屈折率楕円体（ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ）として表される。

一方で、液晶層４０における液晶分子ＬＣは前述したように、プレチルト角θｐで１軸の略垂直配向しており、光学軸が同じく４５度の方位に傾斜した屈折率楕円体（ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚ）として表される。第１光学補償層１８の法線とＺ方向とがなす角度θ₃は傾斜角度θ₁と同じである。また、第２光学補償層１９の法線とＺ方向とがなす角度θ₄は傾斜角度θ₂と同じである。したがって、傾斜角度θ₁及び傾斜角度θ₂のそれぞれをプレチルト角θｐの半分とすると、上記位相補償素子を示す屈折率楕円体（ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ）の光学軸（長軸）と、液晶分子ＬＣを示す屈折率楕円体（ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚ）の光学軸（長軸）とが直交した状態となる。したがって、上記位相補償素子と液晶分子ＬＣとの組み合わせは、光学的に等方な屈折率楕円体（ｎｘ＝ｎｙ＝ｎｚ）となり、液晶分子ＬＣのプレチルト角と屈折率異方性とに起因する位相差は、上記位相補償素子によって補償される。
本実施形態において、液晶分子ＬＣのプレチルトの方向（傾斜方向）が本発明の第１の方向の一例であり、Ｙ方向が本発明の第１の方向と交差する第２の方向の一例であり、Ｘ方向が本発明の第２の方向と直交する第３の方向の一例である。

＜液晶装置の製造方法＞
本実施形態の液晶装置１００の製造方法における特徴は、対向基板３０における第１位相補償素子１４及び第２位相補償素子１５の形成方法に係る。素子基板２０などの他の構成要素の形成方法は、公知の技術を採用可能であることから、本実施形態では、液晶装置１００の製造方法として、対向基板３０の製造方法について図８〜図１６を参照して説明する。図８は対向基板の製造方法を示すフローチャート、図９〜図１６は対向基板の製造方法における工程を説明するための図である。なお、図１３は反射防止膜及び第１光学補償層の構成を示す模式断面図である。

図８に示すように、本実施形態の対向基板３０の製造方法は、マイクロレンズアレイの形成工程（ステップＳ１）と、第１構造体１６（第１傾斜面１６ａ）の形成工程（ステップＳ２）と、反射防止膜及び第１光学補償層１８の形成工程（ステップＳ３）と、第１保護層の形成工程（ステップＳ４）とを備えている。また、第２構造体１７（第２傾斜面１７ａ）の形成工程（ステップＳ５）と、反射防止膜及び第２光学補償層１９の形成工程（ステップＳ６）と、第２保護層の形成工程（ステップＳ７）とを備えている。さらに、遮光層３２の形成工程（ステップＳ８）と、平坦化層３３の形成工程（ステップＳ９）と、共通電極３４の形成工程（ステップＳ１０）とを備えている。ステップＳ１のマイクロレンズアレイの形成工程は、前述したように公知の技術を採用できることから、以降、ステップＳ２から順に説明する。

ステップＳ２の第１構造体１６（第１傾斜面１６ａ）の形成工程では、図９に示すように、まずレンズ層１３に透光性の下地層１６ｆを形成する。下地層１６ｆの形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ法などにより酸化シリコンを堆積させて形成する方法が挙げられる。下地層１６ｆの膜厚は、レンズ層１３上に形成される第１構造体１６の高さに応じて設定される。

次に、図１０に示すように、下地層１６ｆ上に第１構造体１６に類似したレジストパターン７１を形成する。なお、図１０はＸ方向から見たＹ方向に沿う画素の断面図である。このように断面形状が直角三角形の繰り返しであるレジストパターン７１の形成方法としては、感光性レジスト層をグレースケールマスクを用いて露光・現像する方法、感光性レジスト層を場所と光量とを変えて段階的に露光・現像する方法、ナノプリントなどにより樹脂材料を積層する方法などが挙げられる。レジストパターン７１のＹ方向における直角三角形の幅は、画素Ｐの画素ピッチによる。また、レジストパターン７１の直角三角形の高さは、第１構造体１６の高さ、つまり第１傾斜面１６ａの傾斜角度θ₁に依存する。傾斜角度θ₁は、前述したように液晶分子ＬＣのプレチルト角θｐの半分の値である。

そして、樹脂材料からなるレジストパターン７１と酸化シリコンからなる下地層１６ｆとをドライエッチング（異方性エッチング）する。ドライエッチングにより、レジストパターン７１の形状を下地層１６ｆに転写させ、図１１に示すように、マイクロレンズアレイＭＬＡのマイクロレンズＭＬごとに配置される第１傾斜面１６ａを有する第１構造体１６を形成する。そして、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３の反射防止膜及び第１光学補償層１８の形成工程では、図１２に示すように、複数の第１傾斜面１６ａを覆うように、反射防止膜及び第１光学補償層１８を形成する。反射防止膜及び第１光学補償層１８は、屈折率が異なる２種の誘電体膜を交互に積層することにより形成する。具体的には、図１３に示すように、屈折率が小さい誘電体膜として例えば酸化シリコン膜を用い、これを誘電体膜Ｌと表示する。また、酸化シリコン膜よりも屈折率が大きい誘電体膜として例えば酸化ニオブ（Ｎｂ₂Ｏ₅）膜を用い、これを誘電体膜Ｈと表示する。また、単に誘電体膜を指す場合には、誘電体膜Ｄｅと呼ぶ。なお、誘電体膜Ｈは酸化ニオブ膜であることに限定されず、例えば酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）膜を用いてもよい。これらの誘電体膜は、例えば真空蒸着法やスパッタ法を用いて形成される。

まず、第１構造体１６の第１傾斜面１６ａに反射防止膜ＡＲ１を形成する。反射防止膜ＡＲ１は、第１構造体１６が屈折率が小さい酸化シリコンからなることから、誘電体膜Ｈ、誘電体膜Ｌの順に繰り返して積層することで反射防止膜ＡＲ１を構成できる。

次に、反射防止膜ＡＲ１上に第１光学補償層１８を形成する。図１３に示したように、本実施形態では反射防止膜ＡＲ１の最上層が誘電体膜Ｌであることから、誘電体膜Ｈ、誘電体膜Ｌの順に繰り返して積層して第１光学補償層１８を形成する。第１光学補償層１８は、誘電体膜Ｄｅ１〜誘電体膜Ｄｅｎのｎ層で構成される。屈折率が異なる誘電体膜Ｄｅをｎ回成膜して第１光学補償層１８を形成することから、各誘電体膜Ｄｅの膜厚が同じに設定されている。第１光学補償層１８は、光学補償に必要なレターデーション値と誘電体膜Ｌ及び誘電体膜Ｈのそれぞれの屈折率とに基づき、誘電体膜Ｌ及び誘電体膜Ｈのそれぞれの膜厚と層数ｎとを、光学的なシミュレーションによって決定する。

次に、第１光学補償層１８上に再び反射防止膜ＡＲ２を形成する。本実施形態では第１光学補償層１８の最上層が誘電体膜Ｌであることから、誘電体膜Ｈ、誘電体膜Ｌの順に繰り返して積層して反射防止膜ＡＲ２を形成する。反射防止膜ＡＲ１，ＡＲ２もまた、目標とする透過率と誘電体膜Ｌ及び誘電体膜Ｈのそれぞれの屈折率とに基づき、誘電体膜Ｌ及び誘電体膜Ｈのそれぞれの膜厚と層数とを、光学的なシミュレーションによって決定する。したがって、反射防止膜ＡＲ１，ＡＲ２及び第１光学補償層１８の層数は偶数であることに限定されない。

本実施形態では、第１光学補償層１８の光の入射側と出射側とに反射防止膜ＡＲ１，ＡＲ２を形成することにより、高い光の透過率が得られる構成としている。具体的は透過率の目標値は、例えば波長が５５０ｎｍのときの光の透過率の目標値を９９．５％以上として、誘電体膜Ｌ、誘電体膜Ｈの膜厚を設定している。言い換えれば、第１構造体１６と第１光学補償層１８との界面、及び第１光学補償層１８と第１保護層１８ｃ（図１４参照）との界面における光の反射を低減している。なお、これらの誘電体膜を、上述したように真空蒸着法やスパッタ法を用いて形成する観点から、所望のレターデーション値が得られるように膜厚ばらつきを抑えることが好ましく、各誘電体膜の膜厚は、少なくとも１０ｎｍ以上とすることが好ましい。膜厚を大きくすれば第１傾斜面１６ａに対する被覆性が向上するが、一方で第１傾斜面１６ａの段差部における膜厚ばらつきが増大するおそれがあるので、可能な限り膜厚を抑えることが好ましい。そして、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４の第１保護層１８ｃの形成工程では、図１４に示すように、第１光学補償層１８が形成された第１構造体１６を覆うように第１保護層１８ｃを形成する。具体的には、例えばプラズマＣＶＤ法により、第１構造体１６と同じ屈折率を有する酸化シリコンを堆積させて、第１構造体１６上に堆積層１８ｄを形成する。堆積層１８ｄには、第１傾斜面１６ａと同様な凹凸が形成されることから、平坦化処理を施して平坦な表面１８ｃａを有する第１保護層１８ｃを形成する。平坦化処理としては、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）処理などが挙げられる。これにより、レンズ層１３上に第１構造体１６、第１光学補償層１８、第１保護層１８ｃが積層されて構成された第１位相補償素子１４ができあがる。そして、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５〜ステップＳ７は、ステップＳ２〜ステップＳ４と基本的に同じであるが、第１構造体１６の第１傾斜面１６ａがＸ方向に延在してＹ方向に傾斜しているのに対して、Ｙ方向に延在してＸ方向に傾斜する第２傾斜面１７ａを有する第２構造体１７を形成する。第２傾斜面１７ａの傾斜角度θ₂は、前述したように液晶分子ＬＣのプレチルト角θｐの半分の値である。第２傾斜面１７ａに形成される第２光学補償層１９の構成は、第１光学補償層１８と同じであり、第２光学補償層１９の光の入射側に反射防止膜ＡＲ１を形成し、第２光学補償層１９の光の出射側に反射防止膜ＡＲ２を形成する。また、第２光学補償層１９が形成された第２構造体１７を覆うように第２保護層１９ｃを形成する。第２保護層１９ｃもまた平坦化処理が施されることにより、平坦な表面１９ｃａを有する。これにより、図１５に示すように、第１位相補償素子１４上に、第２構造体１７、第２光学補償層１９、第２保護層１９ｃが積層されて構成された第２位相補償素子１５ができあがる。なお、図１５はＹ方向から見たＸ方向に沿う画素の断面図である。第１保護層１８ｃと第２構造体１７とは同じ材料を用いて形成され、屈折率が同じになることから、第１位相補償素子１４と第２位相補償素子１５との界面における光の反射が防止される。そして、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８では、第２保護層１９ｃ上に遮光層３２を形成する。遮光層３２は図１に示したように表示領域Ｅを囲む見切り部３１として機能するように形成する。また、画素領域Ｅに配置される各画素Ｐを囲むＢＭ（ブラックマトリックス）として機能するように形成する。つまり、ＢＭとして機能する遮光層３２は、Ｘ方向とＹ方向とに格子状に形成され、Ｘ方向に隣り合う第２傾斜面１７ａの境界と重なる。また、図１６には示していないが、Ｙ方向に隣り合う第１傾斜面１６ａの境界と重なる。ステップＳ９では、遮光層３２を覆う平坦化層３３を形成する。ステップＳ１０では、平坦化層３３上に共通電極３４を形成する。これにより、図１６に示すように、マイクロレンズアレイ基板１０と、マイクロレンズアレイ基板１０に積層された、第１位相補償素子１４、第２位相補償素子１５、遮光層３２、平坦化層３３、共通電極３４を有する対向基板３０ができあがる。また、この後、共通電極３４を覆うように前述した配向膜３５が形成される。なお、図１６もまたＹ方向から見たＸ方向に沿う画素の断面図である。

上記第１実施形態の液晶装置１００とその製造方法によれば、以下の効果が得られる。
（１）液晶分子ＬＣのプレチルト角θｐや屈折率異方性に起因する位相差は、第１位相補償素子１４と第２位相補償素子１５とによって光学補償される。したがって、１つの位相補償素子によって光学補償を行う場合に比べて、第１位相補償素子１４における第１傾斜面１６ａの傾斜角度θ₁及び第２位相補償素子１５における第２傾斜面１７ａの傾斜角度θ₂をいずれも小さくすることができる。そうすると、第１傾斜面１６ａの傾斜方向において隣り合う第１傾斜面１６ａの段差部を小さくすることができるため、該段差部を覆うように第１光学補償層１８を形成したとしても、該段差部における第１光学補償層１８の膜厚変動が抑えられる。同様に、第２傾斜面１７ａの傾斜方向において隣り合う第２傾斜面１７ａの段差部を小さくすることができるため、該段差部を覆うように第２光学補償層１９を形成したとしても、該段差部における第２光学補償層１９の膜厚変動が抑えられる。よって、該段差部を直線偏光が透過したとしても上記位相差が適正に光学補償される。すなわち、上記位相差に起因する光漏れを低減し、優れた光学特性を有する液晶装置１００を提供することができる。

（２）第１傾斜面１６ａの傾斜角度θ₁と第２傾斜面１７ａの傾斜角度θ₂とは同じであって、液晶分子ＬＣのプレチルト角θｐの半分の値である。したがって、傾斜方向に隣り合う第１傾斜面１６ａの段差部の大きさと、傾斜方向に隣り合う第２傾斜面１７ａの段差部の大きさとを同じにすることができる。ゆえに、第１傾斜面１６ａに係る段差部を覆う第１光学補償層１８の膜厚の変動と、第２傾斜面１７ａに係る段差部を覆う第２光学補償層１９の膜厚の変動とをそれぞれ同程度に抑えることができる。つまり、各光学補償層の膜厚のばらつきに起因する光漏れがより低減される。

（３）第１光学補償層１８及び第２光学補償層１９のそれぞれは、屈折率が異なる２種の誘電体膜Ｈと誘電体膜Ｌとを交互に所定の回数積層することによって形成され、第１光学補償層１８の構成と、第２光学補償層１９の構成とは同じあり、第１光学補償層１８のレターデーション値と第２光学補償層１９のレターデーション値とは同じである。したがって、各光学補償層の光学設計と、各光学補償層を形成する工程とを簡素化することができる。

（４）第１光学補償層１８及び第２光学補償層１９のそれぞれにおいて、光の入射側と出射側とに反射防止膜が形成される。したがって、高い光の透過率が実現され、第１光学補償層１８及び第２光学補償層１９のそれぞれの界面において光の反射が低減される。すなわち、上記位相差を適正に光学補償可能な第１位相補償素子１４及び第２位相補償素子１５を有すると共に、より優れた光学特性を有する液晶装置１００を提供することができる。

（５）第１傾斜面１６ａはＸ方向に延在して形成され、第２傾斜面１７ａはＹ方向に延在して形成される。すなわち、第１傾斜面１６ａ上の第１光学補償層１８は、Ｘ方向（行方向）の複数の画素Ｐに跨って形成され、第２傾斜面１７ａ上の第２光学補償層１９は、Ｙ方向（列方向）の複数の画素Ｐに跨って形成される。したがって、第１傾斜面１６ａ及び第２傾斜面１７ａ、すなわち第１光学補償層１８及び第２光学補償層１９を画素Ｐごとに独立して形成する場合に比べて、Ｘ方向（行方向）における第１光学補償層１８の膜厚ばらつきを低減すると共に、Ｙ方向（列方向）における第２光学補償層１９の膜厚ばらつきを低減することができる。ゆえに、第１光学補償層１８と第２光学補償層１９とによって画素Ｐごとに上記位相差を適正に光学補償することができる。

（６）表示領域Ｅにおいて対向基板３０に設けられる遮光層３２はＢＭとして機能する。したがって、Ｙ方向に傾斜する第１傾斜面１６ａの段差部を覆う第１光学補償層１８の膜厚が変動したり、Ｘ方向に傾斜する第２傾斜面１７ａの段差部を覆う第２光学補償層１９の膜厚が変動したりしても、これらの光学補償層の膜厚の変動した部分を透過した光は、遮光層３２で遮光される。つまり、各光学補償層の膜厚変動による光漏れは生じ難い。

（７）傾斜面を有する第１構造体１６及び第２構造体１７、第１光学補償層１８及び第２光学補償層１９、第１保護層１８ｃ及び第２保護層１９ｃは、いずれも無機材料を用いて形成されているため、耐熱性、耐光性において高い信頼性を有する第１位相補償素子１４及び第２位相補償素子１５を備えた液晶装置１００を提供することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の液晶装置について、図１７を参照して説明する。図１７は第２実施形態の液晶装置の構造を示す概略断面図である。詳しくは、図１７は、上記第１実施形態の液晶装置１００の構造を示す図３に対応させた概略断面図である。
第２実施形態の液晶装置は、上記第１実施形態の液晶装置１００に対して、第１位相補償素子１４及び第２位相補償素子１５を素子基板側に設けたことが異なっている。したがって、上記第１実施形態の液晶装置１００と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

図１７に示すように、本実施形態の液晶装置２００は、素子基板２２０と対向基板２３０との間に挟持された負の誘電異方性を有する液晶分子からなる液晶層４０を有している。素子基板２２０は、基板本体２１上において、画素Ｐごとに設けられたＴＦＴ２４と、画素電極２８と、画素電極２８を覆う配向膜２９とを有している。また、素子基板２２０は、基板本体２１上において、ＴＦＴ２４と画素電極２８との間に設けられた、第１位相補償素子１４及び第２位相補償素子１５を有している。

対向基板２３０は、画素Ｐごとに設けられたマイクロレンズＭＬを含むマイクロレンズアレイＭＬＡが構築されたマイクロレンズアレイ基板１０と、マイクロレンズアレイ基板１０のレンズ層１３に対して液晶層４０側に設けられた、パス層１３Ｐと、遮光層３２と、平坦化層３３と、共通電極３４と、共通電極３４を覆う配向膜３５とを有している。レンズ層１３と遮光層３２との間に設けられたパス層１３Ｐは、マイクロレンズＭＬによって集光された光の集光範囲を調整するための透過層である。

上記第１実施形態で説明したように、素子基板２２０において、基板本体２１とＴＦＴ２４との間に設けられた第１遮光層２２は走査線２として機能している。また、ＴＦＴ２４と画素電極２８との間に設けられた第２遮光層２６は、信号線としてのデータ線３として機能している。したがって、図１７では図示を省略しているが、第１位相補償素子１４における第１傾斜面１６ａ（第１光学補償層１８）は走査線２に沿って配置され、第２位相補償素子１５における第２傾斜面１７ａ（第２光学補償層１９）はデータ線３に沿って配置されている。

Ｙ方向に隣り合う第１傾斜面１６ａの段差部は走査線２として機能する第１遮光層２２と重なっている。また、Ｘ方向に隣り合う第２傾斜面１７ａの段差部はデータ線３として機能する第２遮光層２６と重なっている。

素子基板２２０における第１位相補償素子１４及び第２位相補償素子１５の形成方法は、上記第１実施形態の対向基板３０の製造方法におけるステップＳ２〜ステップＳ７を適用することができる。

上記第２実施形態の液晶装置２００とその製造方法によれば、上記第１実施形態の効果（１）〜（５）と同様な効果を得ることができる。また、以下の効果が得られる。

（８）表示領域Ｅにおいて素子基板２２０に設けられる第１遮光層２２及び第２遮光層２６はＢＭとして機能する。したがって、Ｙ方向に傾斜する第１傾斜面１６ａの段差部を覆う第１光学補償層１８の膜厚が変動したり、Ｘ方向に傾斜する第２傾斜面１７ａの段差部を覆う第２光学補償層１９の膜厚が変動したりしても、これらの光学補償層の膜厚の変動した部分を透過した光は、第２遮光層２６と第１遮光層２２とにより遮光される。つまり、各光学補償層の膜厚変動による光漏れは遮光されるので目立ち難い。

上記第１実施形態及び上記第２実施形態に示したように、液晶層４０の液晶分子ＬＣのプレチルト角や屈折率異方性に起因する位相差を光学補償する位相補償素子（第１位相補償素子１４及び第２位相補償素子１５）は、液晶層４０に近い側に設けられることが好ましい。

上記第１実施形態では、位相補償素子は、レンズ層１３と遮光層３２との間に設けられている。したがって、マイクロレンズＭＬで集光された光は位相補償素子を透過するため、画素Ｐの光軸に対して斜めに入射する光の光学補償を適正に行うことができる。

上記第２実施形態では、位相補償素子は、ＴＦＴ２４と画素電極２８との間、さらに言えば、第２遮光層２６と画素電極２８との間に設けられている。したがって、液晶層４０を透過した光の一部が第２遮光層２６やＴＦＴ２４で反射して位相補償素子に入射することがない。つまり、第２遮光層２６やＴＦＴ２４による光の乱反射の影響を受けずに、上記位相差が適正に光学補償される。

（第３実施形態）
＜電子機器＞
次に、上記実施形態の液晶装置が適用された電子機器の一例としての投射型表示装置について、図１８を参照して説明する。図１８は投射型表示装置の構成を示す概略図である。

図１８に示すように、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置１０００は、システム光軸Ｌ０に沿って配置された偏光照明装置１１００と、光分離素子としての２つのダイクロイックミラー１１０４，１１０５と、を備えている。また、３つの反射ミラー１１０６，１１０７，１１０８と、５つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５と、を備えている。さらに、３つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム１２０６と、投射レンズ１２０７と、を備えている。

偏光照明装置１１００は、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット１１０１と、インテグレーターレンズ１１０２と、偏光変換素子１１０３とから概略構成されている。

ダイクロイックミラー１１０４は、偏光照明装置１１００から出射された偏光光束のうち、赤色光（Ｒ）を反射させ、緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とを透過させる。もう１つのダイクロイックミラー１１０５は、ダイクロイックミラー１１０４を透過した緑色光（Ｇ）を反射させ、青色光（Ｂ）を透過させる。

ダイクロイックミラー１１０４で反射した赤色光（Ｒ）は、反射ミラー１１０６で反射した後にリレーレンズ１２０５を経由して液晶ライトバルブ１２１０に入射する。
ダイクロイックミラー１１０５で反射した緑色光（Ｇ）は、リレーレンズ１２０４を経由して液晶ライトバルブ１２２０に入射する。
ダイクロイックミラー１１０５を透過した青色光（Ｂ）は、３つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３と２つの反射ミラー１１０７，１１０８とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ１２３０に入射する。

液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０は、クロスダイクロイックプリズム１２０６の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０に入射した色光は、映像情報（映像信号）に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム１２０６に向けて出射される。このプリズムは、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色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合成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ１２０７によってスクリーン１３００上に投射され、画像が拡大されて表示される。

液晶ライトバルブ１２１０は、上記第１実施形態の液晶装置１００（図１参照）が適用されたものである。液晶装置１００の色光の入射側と出射側とにクロスニコルに配置された一対の偏光素子が隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ１２２０，１２３０も同様である。

このような投射型表示装置１０００によれば、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０として、上記第１実施形態の液晶装置１００が用いられているので、液晶層４０の光の複屈折による位相差が第１位相補償素子１４及び第２位相補償素子１５によって補償されている。したがって、明るい表示が可能であると共に、高いコントラストが実現され、見栄えのよい表示の投射状態を実現可能な投射型表示装置１０００を提供することができる。

なお、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０には、上記第１実施形態の液晶装置１００だけでなく、上記第２実施形態の液晶装置２００も適用可能である。

また、上記実施形態の液晶装置１００（液晶装置２００）が適用可能な電子機器は、投射型表示装置１０００に限定されず、例えば、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）やヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）の表示部として好適に用いることができる。

本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う液晶装置及び該液晶装置の製造方法ならびに該液晶装置を適用する電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。

（変形例１）第１位相補償素子１４及び第２位相補償素子１５を内蔵する構成は、透過型の液晶装置１００（液晶装置２００）に適用することに限定されない。例えば、画素電極２８が光反射性を有する反射型の液晶装置に適用することも可能である。

（変形例２）第１位相補償素子１４及び第２位相補償素子１５を内蔵させる基板は、上記第１実施形態では対向基板３０であり、上記第２実施形態では素子基板２２０であったが、例えば、液晶層４０を挟持する一対の基板の光の入射側と出射側とに透光性の防塵基板を設けた場合、２つの防塵基板の一方に第１位相補償素子１４及び第２位相補償素子１５を形成してもよい。

（変形例３）第１光学補償層１８及び第２光学補償層１９のそれぞれにおいて、光の入射側と出射側とに設けられた反射防止膜ＡＲ１，ＡＲ２は必須な構成ではない。例えば、光の入射側に反射防止膜ＡＲ１だけを設ける構成としてもよい。

（変形例４）第１構造体１６を覆う第１保護層１８ｃ、及び第２構造体１７を覆う第２保護層１９ｃの代わりに、第１光学補償層１８及び第２光学補償層１９のそれぞれにおいて光の出射側に設けられる反射防止膜ＡＲ２を保護層として用いてもよい。

（変形例５）上記各実施形態では対向基板側に画素Ｐを区画するＢＭとして機能するように遮光層３２を設けたが、遮光層３２は必須な構成ではなく削除してもよい。

２…走査線、３…信号線としてのデータ線、１４…第１位相補償素子、１５…第２位相補償素子、１６…第１構造体、１６ａ…第１傾斜面、１７…第２構造体、１７ａ…第２傾斜面、１８…第１光学補償層、１８ｃ…第１保護層、１９…第２光学補償層、１９ｃ…第２保護層、２０…第１基板としての素子基板、２４…トランジスターとしてのＴＦＴ、３０…第２基板としての対向基板、４０…液晶層、１００，２００…液晶装置、１０００…電子機器としての投射型表示装置、ＡＲ１，ＡＲ２…反射防止膜、ＭＬ…マイクロレオンズ、ＭＬＡ…マイクロイレンズアレイ、Ｐ…画素。

Claims (17)

1. 第１基板と第２基板との間に、負の誘電異方性を有する液晶分子が第１の方向にプレチルトを有して略垂直配向した液晶層を備える液晶装置であって、
   前記第１基板と前記第２基板のうちの一方の基板に、
   前記第１の方向と交差する第２の方向に傾斜した第１傾斜面と、前記第１傾斜面に設けられた第１光学補償層とを有する第１位相補償素子と、
   前記第２の方向と直交する第３の方向に傾斜した第２傾斜面と、前記第２傾斜面に設けられた第２光学補償層とを有する第２位相補償素子と、を有し、
   平面視で前記第１光学補償層と前記第２光学補償層とが重なるように前記第１位相補償素子に対して前記第２位相補償素子が重畳されている、液晶装置。
2. 前記第１傾斜面の傾斜角度と、前記第２傾斜面の傾斜角度とが同じである、請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記第１光学補償層及び前記第２光学補償層は、それぞれ誘電体多層膜からなり、
   前記第１光学補償層のレターデーション値と前記第２光学補償層のレターデーション値とが同じである、請求項１または２に記載の液晶装置。
4. 前記第１光学補償層及び前記第２光学補償層のそれぞれに対して、光の入射側と出射側とに反射防止膜を有する、請求項３に記載の液晶装置。
5. マトリックス状に配置された複数の画素を有し、
   前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面のうちの一方は、前記複数の画素の行ごとに配置され、他方は、前記複数の画素の列ごとに配置されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置。
6. 互いに直交して配置された走査線及び信号線と、前記走査線と前記信号線とに接続され、複数の画素ごとに設けられたトランジスターとを有し、
   前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面のうちの一方は、前記走査線に沿って配置され、他方は、前記信号線に沿って配置されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置。
7. 前記第１位相補償素子及び前記第２位相補償素子は、前記第１基板と前記第２基板のうちの一方の基板の前記液晶層に近い側に配置されている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液晶装置。
8. 前記第１基板と前記第２基板のうちの一方の基板に、複数の画素ごとに設けられたマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイを有し、
   前記第１位相補償素子及び前記第２位相補償素子は、前記マイクロレンズアレイと前記液晶層との間に配置されている、請求項７に記載の液晶装置。
9. 前記第１基板と前記第２基板のうちの一方の基板に、複数の画素ごとに設けられたトランジスターを有し、
   前記第１位相補償素子及び前記第２位相補償素子は、前記トランジスターと前記液晶層との間に配置されている、請求項７に記載の液晶装置。
10. 前記第１位相補償素子は、前記第１傾斜面を有する第１構造体と、前記第１構造体に積層された第１保護層とを有し、
    前記第２位相補償素子は、前記第２傾斜面を有する第２構造体と、前記第２構造体に積層された第２保護層とを有し、
    前記第１保護層の前記第２構造体に対向する側の面及び前記第２保護層の前記液晶層に対向する側の面は、平坦となっている、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の液晶装置。
11. 前記第１保護層の屈折率と前記第２構造体の屈折率とが同じである、請求項１０に記載の液晶装置。
12. 前記第１構造体及び前記第２構造体、前記第１保護層及び前記第２保護層は、いずれも無機材料を用いて形成されている、請求項１０または１１に記載の液晶装置。
13. 第１基板と第２基板との間に、負の誘電異方性を有する液晶分子が第１の方向にプレチルトを有して略垂直配向した液晶層を備える液晶装置の製造方法であって、
    前記第１基板と前記第２基板のうちの一方の基板に、
    前記第１の方向と交差する第２の方向に傾斜した第１傾斜面を形成する工程と、
    前記第１傾斜面に異なる屈折率の誘電体膜を積層して第１光学補償層を形成する工程と、
    前記第２の方向と直交する第３の方向に傾斜した第２傾斜面を形成する工程と、
    前記第２傾斜面に異なる屈折率の誘電体膜を積層して第２光学補償層を形成する工程と、を有し、
    平面視で前記第１光学補償層と前記第２光学補償層とが重なるように、前記第１傾斜面に対して前記第２傾斜面を形成する、液晶装置の製造方法。
14. それぞれの傾斜角度が同じとなるように、前記第１傾斜面と、前記第２傾斜面とを形成する、請求項１３に記載の液晶装置の製造方法。
15. それぞれのレターデーション値が同じとなるように、前記第１光学補償層と、前記第２光学補償層とを形成する、請求項１３または１４に記載の液晶装置の製造方法。
16. 前記第１光学補償層及び前記第２光学補償層のそれぞれに対して、光の入射側と出射側とに、異なる屈折率の誘電体膜を積層して反射防止膜を形成する工程をさらに有する、
    請求項１５に記載の液晶装置の製造方法。
17. 請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の液晶装置を備えた、電子機器。

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