JP5067434B2 - Liquid crystal device and projector - Google Patents

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Description

本発明は、優れた光学特性を有する偏光子製造方法、液晶装置、プロジェクタに関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a polarizer, a liquid crystal device, and a projector having excellent optical characteristics.

液晶プロジェクタ等の光変調手段に用いられる液晶ライトバルブや、携帯電話等に搭載される直視型表示装置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パネルを有して構成されている。
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手段に導入する透過型液晶装置が知られている。この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。
更に、一対の基板の内側に偏光子を配置(内蔵)した透過型液晶装置もあり、特に、内蔵した偏光子の光学特性を向上させるために、偏光子の格子間を絶縁膜等で埋めることなく、空洞化する技術が提案されている(特許文献1参照)。
A liquid crystal light valve used for light modulation means such as a liquid crystal projector and a liquid crystal device used as a direct-view display device mounted on a mobile phone or the like are arranged to face each other with a liquid crystal layer interposed therebetween, and apply a voltage to the liquid crystal layer. And a liquid crystal panel composed of a pair of substrates provided with electrodes for the purpose.
As a liquid crystal light valve, a transmissive liquid crystal device is known in which light incident from one substrate side, transmitted through a liquid crystal layer, and then introduced into the projection means is emitted from the other substrate side. In this transmissive liquid crystal device, polarizers that transmit only polarized light having one direction of vibration are provided outside the pair of substrates, so that the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer when no voltage is applied and when the voltage is applied The arrangement is optically identified and displayed.
In addition, there is a transmission type liquid crystal device in which a polarizer is disposed (built-in) inside a pair of substrates. In particular, in order to improve the optical characteristics of the built-in polarizer, the gap between the polarizers is filled with an insulating film or the like. However, a technique for forming a cavity has been proposed (see Patent Document 1).

特開2003−167246号公報JP 2003-167246 A

しかしながら、上述した技術では、偏光子の格子間を空洞化するために、煩雑な工程が必要となる。つまり、一旦、格子間を犠牲層で埋めた後、後工程でこの犠牲層を取り除くようにしている。このため、歩留まりが低下しやすく、製造コストの上昇を招いてしまうという問題がある。   However, the above-described technique requires a complicated process in order to make the space between the lattices of the polarizer hollow. That is, once the gap between the lattices is filled with a sacrificial layer, the sacrificial layer is removed in a later step. For this reason, there exists a problem that a yield tends to fall and an increase in manufacturing cost will be caused.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、容易かつ効率的に、優れた光学特性を有するワイヤーグリッド偏光子の製造方法等を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a method of manufacturing a wire grid polarizer having excellent optical characteristics easily and efficiently.

本発明に係るワイヤーグリッド偏光子製造方法、液晶装置、プロジェクタでは、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第1の発明は、基板上に多数の略平行な直線状の金属突起体と、前記金属突起体を覆う保護層と、を有するワイヤーグリッド偏光子の製造方法において、前記金属突起体上に前記保護層を斜方成膜しつつ、前記金属突起体同士の間に空洞部を形成する工程を有するようにした。
この発明によれば、保護層の形成と略同時に金属突起体同士の間に空洞部が形成されるので、優れた光学特性を有するワイヤーグリッド偏光子を、煩雑な工程を経ることなく、容易に形成することできる。
また、前記保護層を誘電体材料で形成するとともに、更に前記保護層上に誘電体材料からなる誘電体層を積層させて反射防止層を形成する工程を有するものでは、反射防止層の形成も効率化される。
The wire grid polarizer manufacturing method, liquid crystal device, and projector according to the present invention employ the following means in order to solve the above problems.
1st invention is a manufacturing method of the wire grid polarizer which has many substantially parallel linear metal protrusions on a board | substrate, and the protective layer which covers the said metal protrusion, The said metal protrusion on the said metal protrusion A step of forming a hollow portion between the metal protrusions while forming the protective layer obliquely is provided.
According to the present invention, since the cavity is formed between the metal protrusions substantially simultaneously with the formation of the protective layer, the wire grid polarizer having excellent optical characteristics can be easily obtained without going through complicated steps. Can be formed.
In addition, when the protective layer is formed of a dielectric material and further includes a step of forming an antireflection layer by laminating a dielectric layer made of a dielectric material on the protective layer, the formation of the antireflection layer is also possible. Increased efficiency.

第2の発明は、液晶装置が、第1の発明の方法により得られたワイヤーグリッド偏光子を備えるようにした。
この発明によれば、優れた光学特性が用いられるので、高精細な表示が可能な液晶装置を得ることができる。
また、前記ワイヤーグリッド偏光子が、液晶層を駆動するための電極として用いられるものでは、装置構造を簡略化できるので、液晶装置の低コスト化を図ることができる。
In the second invention, the liquid crystal device includes a wire grid polarizer obtained by the method of the first invention.
According to the present invention, since excellent optical characteristics are used, a liquid crystal device capable of high-definition display can be obtained.
Further, when the wire grid polarizer is used as an electrode for driving the liquid crystal layer, the structure of the device can be simplified, so that the cost of the liquid crystal device can be reduced.

第3の発明は、プロジェクタが、第2の発明の液晶装置を光変調手段として備えるようにした。
この発明によれば、光変調が良好に行うことができるので、高精細で高輝度な表示が可能なプロジェクタを得ることができる。
According to a third aspect of the invention, a projector includes the liquid crystal device according to the second aspect of the present invention as light modulation means.
According to the present invention, since light modulation can be performed satisfactorily, a projector capable of high-definition and high-luminance display can be obtained.

本発明の第1実施形態に係る液晶装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the liquid crystal device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 画素電極の構造を模式的に示した図である。It is the figure which showed the structure of the pixel electrode typically. 本実施形態の液晶装置の製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the liquid crystal device of this embodiment. 図3に続く工程を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a process following FIG. 3. 空洞部の形成工程の詳細について説明する図である。It is a figure explaining the detail of the formation process of a cavity part. 配向膜の結晶構造を示す図である。It is a figure which shows the crystal structure of an orientation film. 本実施形態の液晶装置に形成された偏光子の光学特性を示す図である。It is a figure which shows the optical characteristic of the polarizer formed in the liquid crystal device of this embodiment. 本発明の第2実施形態に係る液晶装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the liquid crystal device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る液晶装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the liquid crystal device which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る液晶装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the liquid crystal device which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明のプロジェクタの要部を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the principal part of the projector of this invention.

以下、本発明のワイヤーグリッド偏光子の製造方法、液晶装置、プロジェクタの実施形態について、図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概略構成を示す断面図である。
液晶装置101は、TFTアレイ基板10と、これに対向配置される対向基板20との間に液晶層50が挟持される構成となっている。
TFTアレイ基板10は、石英等の透光性材料からなる基板本体10A、その液晶層50側に形成された画素電極9、TFT素子30、配向膜16を主体として構成されている。
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、その液晶層50側表面に形成された共通電極21、配向膜22、及び基板本体20Aの外側に配置された光吸収型の偏光子24を主体として構成されている。
Hereinafter, embodiments of a method for manufacturing a wire grid polarizer, a liquid crystal device, and a projector according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the liquid crystal device according to the first embodiment.
The liquid crystal device 101 has a configuration in which a liquid crystal layer 50 is sandwiched between a TFT array substrate 10 and a counter substrate 20 disposed to face the TFT array substrate 10.
The TFT array substrate 10 is mainly composed of a substrate body 10A made of a translucent material such as quartz, the pixel electrode 9 formed on the liquid crystal layer 50 side, the TFT element 30, and the alignment film 16.
The counter substrate 20 includes a substrate body 20A made of a light-transmitting material such as glass or quartz, a common electrode 21 formed on the surface of the liquid crystal layer 50, an alignment film 22, and light absorption disposed outside the substrate body 20A. A type of polarizer 24 is mainly used.

図2は、TFTアレイ基板10に形成された画素電極9の構造を模式的に示した図であり、図2(A)は平面図、図2(B)は斜視図である。
画素電極9は、光反射性の高い導電性材料、例えば、アルミニウム、銀、銀合金等により構成されている。そして、図2に示すように、各画素電極9には多数のスリット状の空間が形成されており、この空間内が後述する空洞部9bとなっている。この構成によって、各画素電極9は、略平行で直線状に配列された多数の金属突起体9aを具備する構造、つまり、ワイヤーグリッド偏光子60を備える。
なお、図面上は金属突起体9aの幅及びピッチを大きく示しているが、金属突起体9a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、金属突起体9aの幅は70nm程度、ピッチは140nm程度、金属突起体9aの厚さ(高さ)は100nm程度に設定されている。なお、ピッチは狭い程偏光子としての性能は高くなる。
2A and 2B are diagrams schematically showing the structure of the pixel electrode 9 formed on the TFT array substrate 10, FIG. 2A is a plan view, and FIG. 2B is a perspective view.
The pixel electrode 9 is made of a conductive material having high light reflectivity, for example, aluminum, silver, a silver alloy, or the like. As shown in FIG. 2, each pixel electrode 9 is formed with a large number of slit-shaped spaces, and the inside of these spaces is a hollow portion 9b described later. With this configuration, each pixel electrode 9 includes a structure including a large number of metal protrusions 9a arranged substantially in parallel and linearly, that is, a wire grid polarizer 60.
In the drawing, the width and pitch of the metal protrusions 9a are shown to be large. However, a large number of metal protrusions 9a are arranged at a pitch smaller than the wavelength of light incident on the liquid crystal layer 50. For example, the metal protrusions 9a The width of the body 9a is set to about 70 nm, the pitch is set to about 140 nm, and the thickness (height) of the metal protrusion 9a is set to about 100 nm. The narrower the pitch, the higher the performance as a polarizer.

各画素電極9において、全ての金属突起体9aは、各画素電極9の周縁部に矩形環状に形成された導通電極9cを介して電気的に導通されており、導通電極9cは、コンタクトホール8を介してTFT素子30のドレインに電気的に接続されている。本実施形態では、各画素電極9において、全ての金属突起体9aと導通電極9cとは同一材料で一体に形成されている。
また、各画素電極9において、上述したように金属突起体9aは微細なピッチで配列され、空間をなす部分、すなわち導電体が存在しない部分は非常に微細であるため、全体として見れば、画素電極9の電極としての機能は開口部を持たない画素電極とほとんど変わらない。
In each pixel electrode 9, all the metal protrusions 9 a are electrically connected to each other through a conductive electrode 9 c formed in a rectangular ring shape at the periphery of each pixel electrode 9, and the conductive electrode 9 c is connected to the contact hole 8. Is electrically connected to the drain of the TFT element 30. In this embodiment, in each pixel electrode 9, all the metal protrusions 9a and the conductive electrodes 9c are integrally formed of the same material.
Further, in each pixel electrode 9, as described above, the metal protrusions 9 a are arranged at a fine pitch, and a portion forming a space, that is, a portion where no conductor exists, is very fine. The function of the electrode 9 as an electrode is almost the same as that of a pixel electrode having no opening.

また、各画素電極9において、TFT素子30等が形成された領域を除く領域に、金属突起体9aおよび空洞部9bが形成されている(図1参照)。また、本実施形態において、金属突起体9a(空洞部9b)は、走査線3aの延在方向に対して略平行方向に延在している。しかしながら、金属突起体9a(空洞部9b)の延在方向はこれに限定されるものではなく、偏光子24の偏光軸や電圧無印加時における液晶層50の配向状態によって適宜設定される。   In each pixel electrode 9, a metal protrusion 9a and a cavity 9b are formed in a region excluding the region where the TFT element 30 and the like are formed (see FIG. 1). In the present embodiment, the metal protrusion 9a (cavity 9b) extends in a direction substantially parallel to the extending direction of the scanning line 3a. However, the extending direction of the metal protrusion 9a (hollow portion 9b) is not limited to this, and is appropriately set depending on the polarization axis of the polarizer 24 and the alignment state of the liquid crystal layer 50 when no voltage is applied.

また、図2(B)に示すように、金属突起体9aおよび空洞部9bの上方は、SiO2やMgF2等の誘電体材料により形成された誘電体層である保護層29aで覆われている。保護層29aは、後述するように、斜方成膜法を用いて成膜されており、斜め配向された針状の結晶構造を有する(図6参照)。
そして、保護層29aと隣接する2つの金属突起体9aにより囲まれることにより、空洞部9bが形成されている。なお、空洞部9bには、空気もしくはアルゴンや窒素等の不活性ガス等の気体が封入されている。封入される気体の量は特に限定されるものではなく、充分に真空に近い状態であってもよい。
Further, as shown in FIG. 2B, the upper portions of the metal protrusions 9a and the cavity 9b are covered with a protective layer 29a that is a dielectric layer formed of a dielectric material such as SiO 2 or MgF 2. Yes. As will be described later, the protective layer 29a is formed by using an oblique film formation method, and has an obliquely oriented needle-like crystal structure (see FIG. 6).
A cavity 9b is formed by being surrounded by two metal protrusions 9a adjacent to the protective layer 29a. Note that air or a gas such as an inert gas such as argon or nitrogen is sealed in the hollow portion 9b. The amount of gas to be sealed is not particularly limited, and may be sufficiently close to a vacuum.

このように、画素電極9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金属突起体9aにより構成するとともに、各金属突起体9a間に金属突起体9aよりも屈折率の低い空洞部9bが介在する構成としたことにより、画素電極9をワイヤーグリッド偏光子60とすることができる。
そして、画素電極9に入射した光のうち、金属突起体9a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、金属突起体9a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反射型偏光子として機能させることができる。
In this way, the pixel electrode 9 is constituted by a large number of metal protrusions 9a arranged in a stripe pattern with a pitch smaller than the wavelength of light incident on the liquid crystal layer 50, and the metal protrusions between the metal protrusions 9a. By adopting a configuration in which the cavity 9b having a refractive index lower than 9a is interposed, the pixel electrode 9 can be the wire grid polarizer 60.
Of the light incident on the pixel electrode 9, the polarized light that vibrates in a direction substantially parallel to the extending direction of the metal protrusion 9a is reflected, and is substantially perpendicular to the extending direction of the metal protrusion 9a. The oscillating polarized light can function as a reflective polarizer that transmits light.

また、保護層29a上には、SiO2やMgF2等の誘電体材料により形成された誘電体層29bを形成する。そして、保護層29a及び誘電体層29bの屈折率や膜厚を最適化することで、誘電体多層膜からなる反射防止層29を形成する。
このように、多数の金属突起体9aからなるワイヤーグリッド偏光子60上に、反射防止層29を配置することで、入射する光の損失を抑制し、光の殆どをワイヤーグリッド偏光子60に入射させることができる。
Further, a dielectric layer 29b made of a dielectric material such as SiO 2 or MgF 2 is formed on the protective layer 29a. And the antireflection layer 29 which consists of a dielectric multilayer film is formed by optimizing the refractive index and film thickness of the protective layer 29a and the dielectric material layer 29b.
In this way, by arranging the antireflection layer 29 on the wire grid polarizer 60 composed of a large number of metal protrusions 9 a, the loss of incident light is suppressed, and most of the light is incident on the wire grid polarizer 60. Can be made.

なお、本実施形態において、対向基板20側(光入射側)に設けられた偏光子24は、TM偏光のみを透過し、それ以外の偏光を吸収する光吸収型偏光子により構成する。そして、各画素電極9において、金属突起体9a(空洞部9b)を、その延在方向が偏光子24の偏光軸に対して略平行になるように配列させる。
金属突起体9a(空洞部9b)をこのように配列させることにより、画素電極9を、金属突起体9aの延在方向に対して略平行方向に振動するTE偏光を反射し、金属突起体9aの延在方向に対して略垂直方向に振動するTM偏光を透過するワイヤーグリッド偏光子60とすることができる。
In the present embodiment, the polarizer 24 provided on the counter substrate 20 side (light incident side) is composed of a light absorbing polarizer that transmits only TM polarized light and absorbs other polarized light. In each pixel electrode 9, the metal protrusions 9 a (hollow portions 9 b) are arranged so that the extending direction thereof is substantially parallel to the polarization axis of the polarizer 24.
By arranging the metal protrusions 9a (cavities 9b) in this manner, the pixel electrode 9 reflects TE polarized light that vibrates in a direction substantially parallel to the extending direction of the metal protrusions 9a, and the metal protrusions 9a. The wire grid polarizer 60 that transmits TM polarized light that vibrates in a direction substantially perpendicular to the extending direction of the light can be obtained.

[液晶装置の製造方法]
次に、上述した液晶装置を製造する方法の一例について、図3、図4を参照して説明する。
なお、以下の説明では、基板本体10A上にTFT素子30等を形成する工程は従来例と略同一であるため説明を省略し、基板本体10A上に画素電極9を形成する工程から説明を始める。
[Method of manufacturing liquid crystal device]
Next, an example of a method for manufacturing the above-described liquid crystal device will be described with reference to FIGS.
In the following description, since the process of forming the TFT element 30 and the like on the substrate body 10A is substantially the same as the conventional example, the description is omitted, and the description starts from the process of forming the pixel electrode 9 on the substrate body 10A. .

まず、図3(A)に示すように、基板本体10A上にTFT素子30等を形成し、更にシリケートガラス、窒化シリコン、酸化シリコン等からなる層間絶縁層7を成膜する。   First, as shown in FIG. 3A, a TFT element 30 or the like is formed on a substrate body 10A, and an interlayer insulating layer 7 made of silicate glass, silicon nitride, silicon oxide, or the like is further formed.

次に、図3(B)に示すように、TFT素子30と画素電極9とを電気的に接続するためのコンタクトホール8を反応性エッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライエッチングにより形成する。   Next, as shown in FIG. 3B, a contact hole 8 for electrically connecting the TFT element 30 and the pixel electrode 9 is formed by dry etching such as reactive etching or reactive ion beam etching.

次に、図3(C)に示すように、第3層間絶縁層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導電性材料を約50〜200nmの厚さに堆積して、導電性薄膜90を成膜する。
更に、図4(A)に示すように、フォトリソグラフィー法等を用いて導電性薄膜90をパターニングし、ストライプ状に配列された金属突起体9aからなるワイヤーグリッド偏光子60を有する画素電極9、及び遮光膜23aを同時に形成する。
なお、ワイヤーグリッド偏光子60(金属突起体9a及び開口部9b)を形成する方法としては、上述の方法以外に、開口部のない画素電極9を形成した後、画素電極9に電子ビームにより開口部9bを形成してストライプ構造の金属突起体9aを形成する方法や、二光束干渉露光法等を採用することもできる。
Next, as shown in FIG. 3C, a conductive material having light reflectivity such as aluminum, silver, or a silver alloy is formed on the third interlayer insulating layer 7 by a sputtering method or the like with a thickness of about 50 to 200 nm. A conductive thin film 90 is formed by depositing to a thickness.
Furthermore, as shown in FIG. 4A, the conductive thin film 90 is patterned using a photolithography method or the like, and the pixel electrode 9 having the wire grid polarizer 60 composed of the metal protrusions 9a arranged in a stripe shape, And the light shielding film 23a is formed simultaneously.
As a method of forming the wire grid polarizer 60 (the metal protrusion 9a and the opening 9b), in addition to the method described above, after the pixel electrode 9 having no opening is formed, the pixel electrode 9 is opened with an electron beam. A method of forming the metal protrusion 9a having a stripe structure by forming the portion 9b, a two-beam interference exposure method, or the like can also be employed.

続いて、図4(B)に示すように、画素電極9および遮光膜23aの上に、誘電体材料を斜方成膜して、保護層29aを形成する。これにより、保護層29aの形成と略同時に、金属突起体9a同士の間に空洞部9bが形成される。
更に、図4(C)に示すように、保護層29a上に、SiO2やMgF2等の誘電体材料を成膜して誘電体層29bを形成することにより、誘電体多層膜(保護層29a及び誘電体層29b)からなる反射防止層29を形成する。
次いで、図4(D)に示すように、保護層29a上に、例えば、ポリイミド等誘電体材料を成膜して配向膜16を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 4B, a protective layer 29a is formed by obliquely depositing a dielectric material on the pixel electrode 9 and the light shielding film 23a. Thereby, the cavity 9b is formed between the metal protrusions 9a substantially simultaneously with the formation of the protective layer 29a.
Further, as shown in FIG. 4C, a dielectric material such as SiO 2 or MgF 2 is formed on the protective layer 29a to form a dielectric layer 29b, thereby forming a dielectric multilayer film (protective layer). An antireflection layer 29 comprising 29a and a dielectric layer 29b) is formed.
Next, as shown in FIG. 4D, the alignment film 16 is formed on the protective layer 29a by depositing a dielectric material such as polyimide, for example.

ここで、空洞部9bの形成工程の詳細について、図5を用いて説明する。
図5は、画素電極9の一部を模式的に表した図である。なお、図面を簡略化するため、層間絶縁層7、画素電極9、保護層29aのみを図示している。
Here, the detail of the formation process of the cavity part 9b is demonstrated using FIG.
FIG. 5 is a diagram schematically showing a part of the pixel electrode 9. In order to simplify the drawing, only the interlayer insulating layer 7, the pixel electrode 9, and the protective layer 29a are shown.

まず、図5(A)に示すように、層間絶縁層7上の導電性薄膜90を覆って、レジスト110を略均一な膜厚で塗布する。
次いで、図5(B)に示すように、レジスト110に対して露光光を照射してレジスト110を露光し、更にレジスト110を焼成(ベーキング)し、その後に現像することにより、ストライプ状のパターンをレジスト110に発現させる。
First, as shown in FIG. 5A, a resist 110 is applied with a substantially uniform film thickness so as to cover the conductive thin film 90 on the interlayer insulating layer 7.
Next, as shown in FIG. 5B, the resist 110 is irradiated with exposure light to expose the resist 110, and further the resist 110 is baked (baked), and then developed, thereby forming a stripe pattern. Is expressed in the resist 110.

次に、図5(C)に示すように、レジスト110をエッチングマスクとして用いて、導電性薄膜90を、例えば異方性エッチングする。これにより、導電性薄膜90にレジストパターンが転写される。
なお、エッチング方法としては、原理的にはウェットエッチング、ドライエッチングのいずれも採用することが可能である。特に、ICP(誘導結合プラズマ)やECR(電子サイクロトロン共鳴)等の方法でドライエッチングすることが好適である。
Next, as shown in FIG. 5C, the conductive thin film 90 is anisotropically etched, for example, using the resist 110 as an etching mask. As a result, the resist pattern is transferred to the conductive thin film 90.
In principle, both wet etching and dry etching can be employed as the etching method. In particular, dry etching is preferably performed by a method such as ICP (inductively coupled plasma) or ECR (electron cyclotron resonance).

そして、図5(D)に示すように、レジスト110を除去することにより、ストライプ状に配置された多数の金属突起体9a(開口部9b)からなるワイヤーグリッド偏光子60を有する画素電極9が形成される。   Then, as shown in FIG. 5D, by removing the resist 110, the pixel electrode 9 having the wire grid polarizer 60 composed of a large number of metal protrusions 9a (openings 9b) arranged in a stripe shape is obtained. It is formed.

次に、図5(E)に示すように、画素電極9(ワイヤーグリッド偏光子60)上に、誘電体材料を斜方成膜して、保護層29aを形成する(図4(B)に示した工程に相当)。
この際、例えばスパッタ法を用いると、スパッタ装置の成膜時の雰囲気ガスが、開口部9bに封入された状態で保護層29aによって閉塞されることになる。したがって、雰囲気ガスがアルゴンであればアルゴンが封入され、また空気が封入されることも考えられる。更に、スパッタ装置内が減圧状態であるから、開口部9b内も同様に減圧状態となる。
このようにして、隣接する金属突起体9a同士の間に、空気等の気体が封入された空洞部9bが形成される。
なお、誘電体層からなる保護層29aを斜方成膜法により形成したので、図6に示すように、保護層29aを形成する誘電体材料の柱状の結晶が斜め配向される。
Next, as shown in FIG. 5E, a dielectric material is obliquely deposited on the pixel electrode 9 (wire grid polarizer 60) to form a protective layer 29a (FIG. 4B). Equivalent to the process shown).
At this time, for example, when the sputtering method is used, the atmospheric gas at the time of film formation of the sputtering apparatus is blocked by the protective layer 29a while being sealed in the opening 9b. Therefore, if the atmospheric gas is argon, it is conceivable that argon is sealed and air is sealed. Furthermore, since the inside of the sputtering apparatus is in a reduced pressure state, the inside of the opening 9b is also in a reduced pressure state.
In this way, a cavity 9b in which a gas such as air is enclosed is formed between the adjacent metal protrusions 9a.
Since the protective layer 29a made of a dielectric layer is formed by the oblique film formation method, the columnar crystals of the dielectric material forming the protective layer 29a are obliquely oriented as shown in FIG.

以上のような工程を経ることによって、画素電極9に形成されたワイヤーグリッド偏光子60における多数の金属突起体9a同士の間に、確実に空洞部9bを形成することができる。これにより、従来に比べて消光比が高く、偏光機能に優れたワイヤーグリッド偏光子60をTFTアレイ基板10上に形成することができる。特に、空洞部9bを容易かつ確実に形成することができるので、製造工程の簡略化、歩留まりの向上、低コスト化を図ることができる。
以上のようにして、TFTアレイ基板10が製造される。
By passing through the above process, the cavity part 9b can be reliably formed between many metal projection bodies 9a in the wire grid polarizer 60 formed in the pixel electrode 9. FIG. As a result, the wire grid polarizer 60 having a higher extinction ratio than that of the prior art and having an excellent polarization function can be formed on the TFT array substrate 10. In particular, since the cavity 9b can be easily and reliably formed, the manufacturing process can be simplified, the yield can be improved, and the cost can be reduced.
As described above, the TFT array substrate 10 is manufactured.

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、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21を形成する。さらに、共通電極21の全面に、配向膜形成用の塗布液を塗布した後、ラビング処理を施すことにより、配向膜22を形成し、対向基板20が製造される(図示略)。   On the other hand, for the counter substrate 20, a substrate body 20A made of glass or the like is prepared, and a transparent conductive material such as ITO is deposited on the entire surface of the substrate body 20A by sputtering or the like, and is patterned by photolithography. Thus, the common electrode 21 is formed on almost the entire surface of the substrate body 20A. Further, an alignment film forming coating solution is applied to the entire surface of the common electrode 21 and then subjected to a rubbing process to form the alignment film 22 and the counter substrate 20 is manufactured (not shown).

そして、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、配向膜16,22が互いに対向するようにシール材(不図示)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。
最後に、対向基板20の外側に偏光子24を貼付し、本実施形態の液晶装置が完成する(図1参照)。
Then, the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 manufactured as described above are bonded to each other with a sealing material (not shown) so that the alignment films 16 and 22 face each other, and a method such as vacuum injection is used. Liquid crystal is injected into the space between the two substrates to form the liquid crystal layer 50.
Finally, a polarizer 24 is attached to the outside of the counter substrate 20 to complete the liquid crystal device of this embodiment (see FIG. 1).

このように、ワイヤーグリッド偏光子60における多数の金属突起体9a同士の間に、確実に空洞部9bを形成することができる。特に、従来に比べて製造工程を少なくすることができ、歩留まりの向上、低コスト化を図ることができる。
また、ワイヤーグリッド偏光子60を画素電極9として用いることで、液晶装置101の装置構造を簡略化できるので、液晶装置101の低コスト化を図ることができる。
Thus, the cavity 9b can be reliably formed between the many metal projections 9a in the wire grid polarizer 60. In particular, the number of manufacturing steps can be reduced as compared with the conventional case, and the yield can be improved and the cost can be reduced.
In addition, since the device structure of the liquid crystal device 101 can be simplified by using the wire grid polarizer 60 as the pixel electrode 9, the cost of the liquid crystal device 101 can be reduced.

ここで、図7は、本実施形態の液晶装置101における画素電極9に形成したワイヤーグリッド偏光子の光学特性を示す図であって、図7(A)は保護層29aをSiO2により形成したワイヤーグリッド偏光子の光学特性を示す。参考として、従来のワイヤーグリッド偏光子の光学特性として、図7(B)に空気中に配置したワイヤーグリッド偏光子、図7(C)に金属突起体9a同士の間にSiO2を配置(空洞部9bが不存在)したワイヤーグリッド偏光子を示す。
なお、図7において、実線はTM偏光の透過率を示し、破線はTM偏光とTE偏光のコントラスト(TM/TE)を示す。また、ワイヤーグリッド偏光子の金属突起体のピッチは140nm、金属突起体のピッチの高さは150nmである。
Here, FIG. 7 is a diagram showing optical characteristics of the wire grid polarizer formed on the pixel electrode 9 in the liquid crystal device 101 of the present embodiment, and FIG. 7A shows that the protective layer 29a is made of SiO 2 . The optical characteristic of a wire grid polarizer is shown. For reference, as optical characteristics of a conventional wire grid polarizer, FIG. 7B shows a wire grid polarizer placed in the air, and FIG. 7C shows SiO 2 placed between the metal protrusions 9a (cavities). The wire grid polarizer which the part 9b did not exist is shown.
In FIG. 7, the solid line indicates the transmittance of TM polarized light, and the broken line indicates the contrast (TM / TE) between TM polarized light and TE polarized light. The pitch of the metal projections of the wire grid polarizer is 140 nm, and the pitch of the metal projections is 150 nm.

図7から明らかなように、本実施形態の液晶装置101における画素電極9に形成したワイヤーグリッド偏光子は、従来のワイヤーグリッド偏光子に比べて、透過率、コントラストがそれぞれ向上している。なお、保護層29aとしてMgF2を用いた場合も略同一の光学特性を得ることができる。
このように、液晶装置101は、優れた光学特性(透過率、反射率等)を有する偏光子を有するので、例えば液晶プロジェクタなどの電子機器へ適用することができる。特に、高分子を用いた偏光子を用いた場合では、高輝度ランプを長時間照射することによる特性の劣化が著しいために液晶プロジェクタの長寿命化の妨げとなっていたが、本実施形態の液晶装置101を用いることにより、液晶プロジェクタの長寿命化を図ることが可能となる。
As is apparent from FIG. 7, the wire grid polarizer formed on the pixel electrode 9 in the liquid crystal device 101 of the present embodiment has improved transmittance and contrast as compared with the conventional wire grid polarizer. Note that substantially the same optical characteristics can be obtained when MgF 2 is used as the protective layer 29a.
Thus, since the liquid crystal device 101 has a polarizer having excellent optical characteristics (transmittance, reflectance, etc.), it can be applied to an electronic device such as a liquid crystal projector. In particular, in the case of using a polarizer using a polymer, the deterioration of characteristics due to long-time irradiation of a high-intensity lamp is significant, which hinders the extension of the life of a liquid crystal projector. By using the liquid crystal device 101, it is possible to extend the life of the liquid crystal projector.

[第2実施形態]
以下、本発明の液晶装置の第2実施形態について説明する。
図8は、第2実施形態の液晶装置102の概略構成を示す断面図である。なお、上記液晶装置101と同一構成要素については、同じ符号を付して、説明を省略する。
液晶装置102の基本構造は、液晶装置101とほぼ同様であるが、液晶装置101では、基板本体20A側に外付けの偏光子24を設ける構成としたのに対して、液晶装置102では、基板本体20Aについても共通電極にワイヤーグリッド偏光子62を形成される点が異なっている。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the liquid crystal device of the present invention will be described.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the liquid crystal device 102 of the second embodiment. Note that the same components as those of the liquid crystal device 101 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
The basic structure of the liquid crystal device 102 is substantially the same as that of the liquid crystal device 101. However, the liquid crystal device 101 has a configuration in which an external polarizer 24 is provided on the substrate body 20A side, whereas the liquid crystal device 102 has a substrate. The main body 20A is also different in that a wire grid polarizer 62 is formed on the common electrode.

液晶装置102では、対向基板20を構成する共通電極31が、ストライプ状に配列されたアルミニウム、銀、銀合金等からなる複数の金属突起体31aを具備する構造になっている。
図8では、金属突起体31aの幅及びピッチを大きく示しているが、金属突起体31aは、画素電極9を構成する金属突起体9aと同様に、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いる。
また、全ての金属突起体31aは、導通電極(図示略)を介して電気的に導通されており、全体として1つの共通電極31として機能するようになっている。なお、金属突起体31aは微細なピッチで配列されており、隣接する金属突起体31aの間隔は非常に微細であるため、画素電極9と同様、全体として見れば、共通電極31の電極としての機能は、第1実施形態の液晶装置における共通電極とほとんど変わらない。
In the liquid crystal device 102, the common electrode 31 constituting the counter substrate 20 has a structure including a plurality of metal protrusions 31a made of aluminum, silver, silver alloy or the like arranged in a stripe shape.
In FIG. 8, the width and pitch of the metal protrusions 31 a are shown to be large. However, the metal protrusions 31 a are larger than the wavelength of light incident on the liquid crystal layer 50, like the metal protrusions 9 a that constitute the pixel electrode 9. Many are arranged at a small pitch.
Further, all the metal protrusions 31a are electrically connected via a conductive electrode (not shown), and function as one common electrode 31 as a whole. The metal protrusions 31a are arranged at a fine pitch, and the interval between the adjacent metal protrusions 31a is very fine. Therefore, like the pixel electrode 9, as a whole, the metal protrusions 31a serve as the electrodes of the common electrode 31. The function is almost the same as that of the common electrode in the liquid crystal device of the first embodiment.

また、金属突起体31aは、画素電極9を構成する金属突起体9aの延在方向と同一方向、すなわち走査線3aの延在方向に対して略平行方向に延在している。そして、TFTアレイ基板10側のワイヤーグリッド偏光子60と同様、隣接する金属突起体31a間には空洞部31bが形成されている。そして、これらを覆うように、保護層29a及び誘電体層29bからなる反射防止層29、及び配向膜22が配置されている。   Further, the metal protrusion 31a extends in the same direction as the extending direction of the metal protrusion 9a constituting the pixel electrode 9, that is, in a direction substantially parallel to the extending direction of the scanning line 3a. As with the wire grid polarizer 60 on the TFT array substrate 10 side, a cavity 31b is formed between adjacent metal protrusions 31a. And the antireflection layer 29 which consists of the protective layer 29a and the dielectric material layer 29b, and the alignment film 22 are arrange | positioned so that these may be covered.

このように、共通電極31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金属突起体31aにより構成するとともに、隣接する金属突起体31a間に金属突起体31aよりも充分に屈折率の低い空洞部31bを介在させる構成とすることにより、共通電極31をワイヤーグリッド偏光子62とすることができる。
そして、共通電極31に入射した光のうち、金属突起体31a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、金属突起体31a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る。特に本実施形態では、ワイヤーグリッド偏光子62の偏光機能が高いために対向基板20側の外付けの偏光子は設けられていない。
As described above, the common electrode 31 is composed of a large number of metal protrusions 31a arranged in a stripe pattern with a pitch smaller than the wavelength of light incident on the liquid crystal layer 50, and between the adjacent metal protrusions 31a. The common electrode 31 can be a wire grid polarizer 62 by interposing the cavity 31b having a refractive index sufficiently lower than that of 31a.
Of the light incident on the common electrode 31, the polarized light that vibrates in a direction substantially parallel to the extending direction of the metal protrusion 31a is reflected, and is approximately perpendicular to the extending direction of the metal protrusion 31a. Oscillating polarized light can be transmitted. In particular, in this embodiment, since the polarizing function of the wire grid polarizer 62 is high, an external polarizer on the counter substrate 20 side is not provided.

[第3実施形態]
本発明の液晶装置の第3実施形態について説明する。
図9は、第3実施形態の液晶装置103の概略構成を示す断面図である。なお、上記液晶装置101,102と同一構成要素については、同じ符号を付して、説明を省略する。
液晶装置103の基本構造は上記液晶装置101,102と同様であるが、液晶装置101では、画素電極9によりワイヤーグリッド偏光子60を構成したのに対して、液晶装置103では、画素電極とは別個にワイヤーグリッド偏光子64を設け、かつ、TFT素子の半導体層と液晶層との間にワイヤーグリッド偏光子64を設ける構成としている。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the liquid crystal device of the present invention will be described.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the liquid crystal device 103 according to the third embodiment. Note that the same components as those of the liquid crystal devices 101 and 102 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The basic structure of the liquid crystal device 103 is the same as that of the liquid crystal devices 101 and 102. In the liquid crystal device 101, the wire grid polarizer 60 is configured by the pixel electrode 9, whereas in the liquid crystal device 103, the pixel electrode is A wire grid polarizer 64 is provided separately, and the wire grid polarizer 64 is provided between the semiconductor layer of the TFT element and the liquid crystal layer.

図9に示すように、画素電極9をITO等の透光性を有する導電性材料により構成するとともに、画素電極9には開口部を設けず、層間絶縁膜4の液晶層50側表面であって、TFT素子30、蓄積容量が形成されていない領域にワイヤーグリッド偏光子64を設ける構成としている。   As shown in FIG. 9, the pixel electrode 9 is made of a light-transmitting conductive material such as ITO, and the pixel electrode 9 is not provided with an opening, and is formed on the surface of the interlayer insulating film 4 on the liquid crystal layer 50 side. Thus, the wire grid polarizer 64 is provided in a region where the TFT element 30 and the storage capacitor are not formed.

すなわち、ワイヤーグリッド偏光子64はデータ線6aと同一層で形成されている。また、データ線6aおよびワイヤーグリッド偏光子64は同一材料からなり、アルミニウム、銀、銀合金等の光反射性を有する導電性材料からなっている。
ワイヤーグリッド偏光子64は、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金属突起体19aからなり、隣接する金属突起体19a間には、金属突起体19aよりも充分に屈折率の低い空洞部19bが形成されている。そして、これらを覆うように、保護層29a及び誘電体層29bからなる反射防止層29が配置されている。
That is, the wire grid polarizer 64 is formed in the same layer as the data line 6a. The data line 6a and the wire grid polarizer 64 are made of the same material, and are made of a conductive material having light reflectivity such as aluminum, silver, or a silver alloy.
The wire grid polarizer 64 is composed of a number of metal protrusions 19a arranged in stripes with a pitch smaller than the wavelength of light incident on the liquid crystal layer 50, and between the adjacent metal protrusions 19a, the metal protrusions 19a. Thus, the cavity 19b having a sufficiently lower refractive index is formed. And the antireflection layer 29 which consists of the protective layer 29a and the dielectric material layer 29b is arrange | positioned so that these may be covered.

このような構成を採用することにより、ワイヤーグリッド偏光子64を消光比の高い偏光子として機能させることができる。また、ワイヤーグリッド偏光子64において、金属突起体19aの延在方向は走査線3aの延在方向に対して略平行方向に設定されている。   By adopting such a configuration, the wire grid polarizer 64 can function as a polarizer with a high extinction ratio. In the wire grid polarizer 64, the extending direction of the metal protrusion 19a is set to be substantially parallel to the extending direction of the scanning line 3a.

そして、本実施形態によれば、第2実施形態と同様、TFTアレイ基板10側、対向基板20側の偏光子の双方にワイヤーグリッド偏光子を配置したので、第2実施形態と同様の効果を得ることができ、耐久性に優れた液晶装置103を提供することができる。
また、本実施形態においても、TFTアレイ基板10側のワイヤーグリッド偏光子64をTFT30の半導体層1aよりも液晶層50側に配置する構成を採用したので、ワイヤーグリッド偏光子64により反射された光がTFT30の半導体層1aに入射することを防止することができ、光リーク電流に起因するTFT30のスイッチング特性の低下を防止することができる。
さらに、本実施形態では、ワイヤーグリッド偏光子64とデータ線6aとを同一層で形成する構成としているため、ワイヤーグリッド偏光子64とデータ線6aとを同時に形成することができ、製造工程の簡略化を図ることができる。
And according to this embodiment, since the wire grid polarizer was arrange | positioned to both the polarizer of the TFT array substrate 10 side and the opposing board | substrate 20 side like 2nd Embodiment, the effect similar to 2nd Embodiment is obtained. The liquid crystal device 103 that can be obtained and has excellent durability can be provided.
Also in this embodiment, since the configuration in which the wire grid polarizer 64 on the TFT array substrate 10 side is disposed closer to the liquid crystal layer 50 than the semiconductor layer 1a of the TFT 30, the light reflected by the wire grid polarizer 64 is employed. Can be prevented from entering the semiconductor layer 1a of the TFT 30, and the switching characteristics of the TFT 30 can be prevented from deteriorating due to light leakage current.
Furthermore, in this embodiment, since the wire grid polarizer 64 and the data line 6a are formed in the same layer, the wire grid polarizer 64 and the data line 6a can be formed simultaneously, and the manufacturing process is simplified. Can be achieved.

[第4実施形態]
図10は、第4実施形態の液晶装置104の概略構成を示す断面図である。なお、上記液晶装置101〜103と同一構成要素については、同じ符号を付して、説明を省略する。
液晶装置104の基本構造は上述した液晶装置103と同様であるが、液晶装置103では、TFTを構成する半導体層と液晶層との間にワイヤーグリッド偏光子64を設ける構成としたのに対し、液晶装置104では、TFTを構成する半導体層の液晶層と反対側にワイヤーグリッド偏光子66を設ける構成としている。
[Fourth Embodiment]
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the liquid crystal device 104 of the fourth embodiment. Note that the same components as those of the liquid crystal devices 101 to 103 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The basic structure of the liquid crystal device 104 is the same as that of the liquid crystal device 103 described above, but the liquid crystal device 103 has a configuration in which the wire grid polarizer 64 is provided between the semiconductor layer and the liquid crystal layer that constitute the TFT. In the liquid crystal device 104, a wire grid polarizer 66 is provided on the opposite side of the semiconductor layer constituting the TFT from the liquid crystal layer.

図10に示すように、本実施形態では、第1〜第3実施形態と異なり、TFTアレイ基板10の基板本体10Aと第1層間絶縁膜12との間であって、TFT30、蓄積容量が形成されていない領域にワイヤーグリッド偏光子66を設ける構成としている。すなわち、本実施形態では、ワイヤーグリッド偏光子66は、第1遮光膜11aと同一層で形成されている。また、本実施形態において、第1遮光膜11aおよびワイヤーグリッド偏光子66は同一材料からなり、光反射性を有するアルミニウム、銀、銀合金等から形成されている。   As shown in FIG. 10, in this embodiment, unlike the first to third embodiments, a TFT 30 and a storage capacitor are formed between the substrate body 10A of the TFT array substrate 10 and the first interlayer insulating film 12. It is set as the structure which provides the wire grid polarizer 66 in the area | region which is not made. That is, in this embodiment, the wire grid polarizer 66 is formed of the same layer as the first light shielding film 11a. In the present embodiment, the first light-shielding film 11a and the wire grid polarizer 66 are made of the same material, and are formed of aluminum, silver, silver alloy or the like having light reflectivity.

ワイヤーグリッド偏光子66は、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金属突起体39aからなり、隣接する金属突起体39a間に金属突起体39aよりも充分に屈折率の低い空洞部39bが介在している。そして、これらを覆うように、保護層29a及び誘電体層29bからなる反射防止層29が配置されている。   The wire grid polarizer 66 is composed of a large number of metal protrusions 39a arranged in a stripe pattern with a pitch smaller than the wavelength of light incident on the liquid crystal layer 50, and between the adjacent metal protrusions 39a than the metal protrusions 39a. A cavity 39b having a sufficiently low refractive index is interposed. And the antireflection layer 29 which consists of the protective layer 29a and the dielectric material layer 29b is arrange | positioned so that these may be covered.

このような構成を採用することによって、ワイヤーグリッド偏光子66を消光比の高い偏光子として機能させることができる。また、ワイヤーグリッド偏光子66において、金属突起体39aの延在方向は、走査線3aの延在方向に対して略平行方向に設定されている。
そして、本実施形態によれば、第2、第3実施形態と同様、TFTアレイ基板10側、対向基板20側の偏光子の双方にワイヤーグリッド偏光子を配置したので、第2、第3実施形態と同様の効果を得ることができ、耐久性に優れた液晶装置を提供することができる。
By adopting such a configuration, the wire grid polarizer 66 can function as a polarizer having a high extinction ratio. Further, in the wire grid polarizer 66, the extending direction of the metal protrusion 39a is set to be substantially parallel to the extending direction of the scanning line 3a.
According to the present embodiment, as in the second and third embodiments, the wire grid polarizers are arranged on both the TFT array substrate 10 side and the counter substrate 20 side, so the second and third embodiments. An effect similar to that of the embodiment can be obtained, and a liquid crystal device excellent in durability can be provided.

また、第1〜第3実施形態では、TFT30を形成した後にワイヤーグリッド偏光子60,64を形成する必要があるため、平坦性の低い下地上にワイヤーグリッド偏光子60,64を形成する必要がある。
これに対して、本実施形態では、第1〜第3実施形態と異なり、ワイヤーグリッド偏光子66をTFTアレイ基板10の基板本体10Aの直上に設ける構成としている。したがって、平坦な基板本体10A上にワイヤーグリッド偏光子66を形成し、その上に第1層間絶縁膜12を形成してその表面を平坦化した後、TFT30を形成することができる。すなわち、本実施形態では、ワイヤーグリッド偏光子66、TFT30の双方を平坦性の高い下地上に形成することができ、第1〜第3実施形態に比較して製造工程を簡略化することができる。
In the first to third embodiments, since the wire grid polarizers 60 and 64 need to be formed after the TFT 30 is formed, it is necessary to form the wire grid polarizers 60 and 64 on a base with low flatness. is there.
In contrast, in the present embodiment, unlike the first to third embodiments, the wire grid polarizer 66 is provided immediately above the substrate body 10A of the TFT array substrate 10. Therefore, the TFT 30 can be formed after the wire grid polarizer 66 is formed on the flat substrate body 10A, the first interlayer insulating film 12 is formed thereon and the surface thereof is planarized. That is, in this embodiment, both the wire grid polarizer 66 and the TFT 30 can be formed on a highly flat base, and the manufacturing process can be simplified as compared with the first to third embodiments. .

なお、本実施形態では、TFT30を構成する半導体層1aの下側にワイヤーグリッド偏光子66を設ける構成としているため、ワイヤーグリッド偏光子66により反射された光がTFT30の半導体層1aに入射し、TFT30のスイッチング特性が低下する虞れがある。しかしながら、TFT30の高さとワイヤーグリッド偏光子66の高さの違いはそれほど大きくないことから、ワイヤーグリッド偏光子66による反射光のうち半導体層1aに入射する光量は微少であり、それ程問題とならない。また、本実施形態では、ワイヤーグリッド偏光子66と第1遮光膜11aとを同一層で形成する構成としているため、ワイヤーグリッド偏光子66と第1遮光膜11aとを同時に形成することができ、製造工程の簡略化を図ることができる。   In this embodiment, since the wire grid polarizer 66 is provided below the semiconductor layer 1a constituting the TFT 30, the light reflected by the wire grid polarizer 66 enters the semiconductor layer 1a of the TFT 30, There is a possibility that the switching characteristics of the TFT 30 may be deteriorated. However, since the difference between the height of the TFT 30 and the height of the wire grid polarizer 66 is not so large, the amount of light incident on the semiconductor layer 1a out of the reflected light from the wire grid polarizer 66 is very small and does not cause much problem. In the present embodiment, since the wire grid polarizer 66 and the first light shielding film 11a are formed in the same layer, the wire grid polarizer 66 and the first light shielding film 11a can be formed simultaneously. The manufacturing process can be simplified.

以上、上記第1〜第4実施形態の液晶装置101〜104においては、TFTアレイ基板側のワイヤーグリッド偏光子を画素電極と一体に形成する場合、あるいは、データ線若しくは第1遮光膜と同一層で形成する場合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、例えば、TFTアレイ基板側のワイヤーグリッド偏光子を走査線と同一層で形成するなど、他の構成としても良い。
また、第1〜第4実施形態の液晶装置101〜104においては、TFT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、TFD(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、いかなる構造の液晶装置にも適用することができる。
As described above, in the liquid crystal devices 101 to 104 of the first to fourth embodiments, the wire grid polarizer on the TFT array substrate side is formed integrally with the pixel electrode, or the same layer as the data line or the first light shielding film. However, the present invention is not limited to this. For example, the wire array polarizer on the TFT array substrate side may be formed in the same layer as the scanning line. .
In the liquid crystal devices 101 to 104 of the first to fourth embodiments, only the active matrix type liquid crystal device using TFTs has been described. However, the present invention is not limited to this, and a TFD (Thin-Film) is used. The present invention can be applied to a liquid crystal device having any structure such as an active matrix liquid crystal device using a diode element or a passive matrix liquid crystal device.

[プロジェクタ]
以下、上記液晶装置101〜104のいずれかを光変調手段として備えたプロジェクタの構成について、図11を参照して説明する。
図11は、プロジェクタ800の要部を示す概略構成図である。
プロジェクタ(投射型表示装置)800は、光源810、ダイクロイックミラー813,814、反射ミラー815,816,817、入射レンズ818、リレーレンズ819、出射レンズ820、光変調手段822,823,824、クロスダイクロイックプリズム825、投射レンズ826を備える。
このプロジェクタ800は、上記液晶装置101〜104を光変調手段822,823,824として備えている。
[projector]
Hereinafter, a configuration of a projector including any one of the liquid crystal devices 101 to 104 as light modulation means will be described with reference to FIG.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a main part of the projector 800.
The projector (projection display device) 800 includes a light source 810, dichroic mirrors 813 and 814, reflection mirrors 815, 816 and 817, an incident lens 818, a relay lens 819, an exit lens 820, light modulation means 822, 823 and 824, and a cross dichroic. A prism 825 and a projection lens 826 are provided.
The projector 800 includes the liquid crystal devices 101 to 104 as light modulation means 822, 823, and 824.

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。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、赤色光用光変調手段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、緑色光用光変調手段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および出射レンズ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、青色光が青色光用光変調手段824に入射される。   The light source 810 includes a lamp 811 such as a metal halide and a reflector 812 that reflects the light of the lamp. The dichroic mirror 813 transmits red light contained in white light from the light source 810 and reflects blue light and green light. The transmitted red light is reflected by the reflection mirror 817 and is incident on the light modulation means 822 for red light. The green light reflected by the dichroic mirror 813 is reflected by the dichroic mirror 814 and is incident on the light modulating means 823 for green light. Further, the blue light reflected by the dichroic mirror 813 passes through the dichroic mirror 814. For blue light, in order to prevent light loss due to a long optical path, a light guide means 821 comprising a relay lens system including an incident lens 818, a relay lens 819, and an exit lens 820 is provided. Blue light is incident on the light modulating means 824 for blue light through the light guiding means 821.

各光変調手段822,823,824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上に投影され、画像が拡大されて表示される。
The three color lights modulated by the respective light modulation means 822, 823, and 824 are incident on the cross dichroic prism 825. The cross dichroic prism 825 is formed by bonding four right-angle prisms. A dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are formed in an X shape at the interface. Yes. These dielectric multilayer films combine the three color lights to form light representing a color image.
The synthesized light is projected onto the screen 827 by the projection lens 826 which is a projection optical system, and the image is enlarged and displayed.

上記実施形態では、3板式のプロジェクタ800を例にして説明したが、単板式の投射型表示装置や直視型表示装置に本発明を適用することも可能である。   In the above embodiment, the three-plate projector 800 has been described as an example, but the present invention can also be applied to a single-plate projection display device or a direct-view display device.

また、本発明の液晶装置101〜104を、プロジェクタ800以外の電子機器に適用することも可能である。その具体例として、携帯電話を挙げることができる。この携帯電話は、上述した各実施形態またはその変形例に係る液晶装置を表示部に備えたものである。
また、その他の電子機器としては、例えばICカード、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型TV、DSP装置、PDA、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイ等が挙げられる。
The liquid crystal devices 101 to 104 of the present invention can also be applied to electronic devices other than the projector 800. A specific example is a mobile phone. This mobile phone includes the liquid crystal device according to each of the above-described embodiments or modifications thereof in a display unit.
Other electronic devices include, for example, IC cards, video cameras, personal computers, head-mounted displays, fax machines with display functions, digital camera finders, portable TVs, DSP devices, PDAs, electronic notebooks, and electronic bulletin boards. And advertising announcement displays.

9…画素電極、 9a…金属突起体、 9b…空洞部、開口部、 10…アレイ基板、 19b…空洞部、 19a…金属突起体、 20…対向基板、 29…反射防止層、 29a…保護層、 29b…誘電体層、 31…共通電極、 31a…金属突起体、 31b…空洞部、 39a…金属突起体、 39b…空洞部、 50…液晶層、 60〜66ワイヤーグリッド偏光子、 101〜104…液晶装置、 800…プロジェクタ、 822,823,824…光変調手段。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Pixel electrode, 9a ... Metal protrusion, 9b ... Hollow part, opening part, 10 ... Array substrate, 19b ... Hollow part, 19a ... Metal protrusion, 20 ... Opposite substrate, 29 ... Antireflection layer, 29a ... Protective layer 29b ... dielectric layer 31 ... common electrode 31a ... metal protrusion 31b ... cavity 39a ... metal protrusion 39b ... cavity 50 ... liquid crystal layer 60-66 wire grid polarizer 101-104 ... Liquid crystal device, 800 ... Projector, 822, 823, 824 ... Light modulation means.

Claims (4)

基板と、
前記基板上に、ストライプ状に配列された複数の金属突起体で構成されたワイヤーグリッド偏光子と、
前記ワイヤーグリッド偏光子上に、前記基板に対して角度をもった傾斜部分が前記ワイヤーグリッド偏光子の周期と同じ周期で形成された誘電体層と、を有し、
前記複数の金属突起体のうち互いに隣り合う2つの金属突起体間には空洞部を有しており、
前記傾斜部分は、前記複数の金属突起体が延在する方向と交差する断面において、前記2つの金属突起体の間の中間位置に対して非対称な形状を有し、
前記互いに隣り合う2つの金属突起体の間において、前記基板の表面が前記空洞部に対して露出していることを特徴とする液晶装置。
A substrate,
A wire grid polarizer composed of a plurality of metal protrusions arranged in a stripe pattern on the substrate,
On the wire grid polarizer, an inclined portion having an angle with respect to the substrate has a dielectric layer formed with the same period as the period of the wire grid polarizer, and
Between the two metal projections adjacent to each other among the plurality of metal projections, there is a cavity ,
The inclined portion has an asymmetric shape with respect to an intermediate position between the two metal protrusions in a cross section intersecting a direction in which the plurality of metal protrusions extend,
The liquid crystal device according to claim 1 , wherein a surface of the substrate is exposed to the cavity between the two adjacent metal protrusions .
前記誘電体層は積層されて、反射防止層となっていることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。   The liquid crystal device according to claim 1, wherein the dielectric layers are laminated to form an antireflection layer. 前記ワイヤーグリッド偏光子は、液晶層を駆動するための電極として用いられることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶装置。   The liquid crystal device according to claim 1, wherein the wire grid polarizer is used as an electrode for driving a liquid crystal layer. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液晶装置と、A liquid crystal device according to any one of claims 1 to 3,
光源と、A light source;
導光手段と、A light guiding means;
投射レンズと、を有することを特徴とするプロジェクタ。And a projection lens.
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