(57)【要約】【課題】耐光寿命のばらつきが抑制された反射型の液晶装置、該液晶装置を備えた電子機器、投射型表示装置を提供すること。【解決手段】液晶装置１００は、反射性の第１電極としての画素電極１５、第１絶縁膜１６、斜方蒸着膜である第１配向膜としての配向膜１８を有する第１基板としての素子基板１０と、透光性の第２電極としての共通電極２３、斜方蒸着膜である第２配向膜としての配向膜２４を有する第２基板としての対向基板２０と、素子基板１０と対向基板２０との間に設けられた液晶層５０と、を備え、画素電極１５と配向膜１８の厚み方向の中心との間の光学的な距離Ｄが異なる第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）とが画素Ｐごとに設けられている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射性の第１電極、第１絶縁膜、斜方蒸着膜である第１配向膜を有する第１基板と、
透光性の第２電極、斜方蒸着膜である第２配向膜を有する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を備え、
前記第１電極と前記第１配向膜の厚み方向の中心との間の光学的な距離Ｄが異なる複数の領域が画素ごとに設けられている、液晶装置。
【請求項２】
前記複数の領域は、前記光学的な距離Ｄが異なる第１の領域と第２の領域とを含み、
前記画素の開口面積に対する、前記第１の領域の面積比と前記第２の領域の面積比とが同じである、請求項１に記載の液晶装置。
【請求項３】
前記複数の領域における前記光学的な距離Ｄの差ΔＤは、以下の数式（１）を満たす、請求項１または２に記載の液晶装置。
０．２２５λ≦ΔＤ≦０．２７５λ・・・（１）
（λは第１電極に入射する光の波長）
【請求項４】
前記複数の領域における前記光学的な距離Ｄの差ΔＤは、以下の数式（２）を満たす、請求項３に記載の液晶装置。
ΔＤ＝０．２５λ・・・（２）
【請求項５】
前記複数の領域における前記第１電極の膜厚を異ならせることにより、前記光学的な距離Ｄを異ならせる、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項６】
前記複数の領域における前記第１絶縁膜の膜厚を異ならせることにより、前記光学的な距離Ｄを異ならせる、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項７】
前記複数の領域の境界部は、入射光の電場の振動方向に対して平行または垂直である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項８】
前記複数の領域の境界部は、入射光の電場の振動方向に対して平行または垂直であり、
前記複数の領域の境界部において、前記第１電極は斜面をなしている、請求項５に記載の液晶装置。
【請求項９】
前記複数の領域の境界部は、入射光の電場の振動方向に対して平行または垂直であり、
前記複数の領域の境界部において、前記第１絶縁膜は斜面をなしている、請求項６に記載の液晶装置。
【請求項１０】
前記画素ごとに、スイッチング素子としてのトランジスターが設けられ、
前記トランジスターと前記第１電極とを電気的に接続させるコンタクト部は、平面視で前記複数の領域の境界部と重なっている、請求項７乃至９のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の液晶装置を備えた、電子機器。
【請求項１２】
３つの色光をそれぞれ射出可能な照明装置と、
前記３つの色光のうち赤色光を変調する第１光変調手段と、
前記３つの色光のうち緑色光を変調する第２光変調手段と、
前記３つの色光のうち青色光を変調する第３光変調手段と、
前記第１光変調手段及び前記第２光変調手段並びに前記第３光変調手段のそれぞれによって変調された光を合成して表示光となす光合成手段と、
前記表示光を投射する投射レンズと、を備え、
前記第１光変調手段及び前記第２光変調手段並びに前記第３光変調手段のうち、少なくとも前記第３光変調手段に請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の液晶装置が用いられている、投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型の液晶装置、電子機器、投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
反射型の液晶装置として、例えば、特許文献１には、基板上に反射電極がマトリックス状に形成されるとともに、各反射電極に対応してそれぞれトランジスターが形成され、反射電極上にパッシベーション膜が形成された液晶パネル用基板と、光入射側の基板とが間隙を有して配置され、該間隙内に液晶が封入されてなる反射型の液晶パネルが開示されている。
【０００３】
上記特許文献１の液晶パネルでは、パッシベーション膜として膜厚が５００〜２０００オングストロームの酸化シリコン膜を用いることによって、パッシベーション膜の膜厚ばらつきに起因する反射率の変動を小さくできるとしている。また、液晶パネルに入射する光の波長に応じてパッシベーション膜の膜厚を適切な範囲内に設定するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−４８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１には、反射型の液晶パネルをライトバルブとして用いたプロジェクターが示されている。ライトバルブとして用いられる反射型の液晶パネルは、直視型の液晶パネルに比べて、光源から強い光が入射する。このような反射型の液晶パネルにおいて配向膜として例えば酸化シリコンなどの無機化合物を斜方蒸着して得られる無機配向膜を用いると、入射した光によって無機配向膜と液晶材料とが光反応して、液晶材料が劣化し易いことが知られている。
【０００６】
本願発明者は、光反応による液晶材料の劣化の原因を追究したところ、反射型の液晶パネルでは、光源から入射した光と、反射電極で反射した光との干渉によって定在波が発生し、定在波のパワー密度が高くなる定在波の腹が無機配向膜と液晶層との界面付近に位置すると、光反応が進んで液晶材料が劣化し易くなることを見出した。また、光反応による液晶材料の劣化の程度は、個々の液晶パネルにおいてばらつきがあり、ばらつきの要因の１つは、無機配向膜と液晶層との界面の基板上における位置のばらつきであることも見出した。
【０００７】
すなわち、上記特許文献１の反射型の液晶パネルのように、反射電極上に形成されるパッシベーション膜の材料や膜厚を特定しても、定在波の腹と、無機配向膜と液晶層との界面との位置関係が好ましい状態になるとは限らないため、光反応による液晶材料の劣化のばらつきを抑制できないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、以下の形態として実現することが可能である。
【０００９】
本願の液晶装置は、反射性の第１電極、第１絶縁膜、斜方蒸着膜である第１配向膜を有する第１基板と、透光性の第２電極、斜方蒸着膜である第２配向膜を有する第２基板と、第１基板と第２基板との間に設けられた液晶層と、を備え、第１電極と第１配向膜の厚み方向の中心との間の光学的な距離Ｄが異なる複数の領域が画素ごとに設けられていることを特徴とする。
【００１０】
上記の液晶装置において、複数の領域は、光学的な距離Ｄが異なる第１の領域と第２の領域とを含み、画素の開口面積に対する、第１の領域の面積比と第２の領域の面積比とが同じであることが好ましい。
【００１１】
上記の液晶装置において、複数の領域における光学的な距離Ｄの差ΔＤは、以下の数式（１）を満たすことが好ましい。
０．２２５λ≦ΔＤ≦０．２７５λ・・・（１）
（λは第１電極に入射する光の波長）
【００１２】
上記の液晶装置において、複数の領域における光学的な距離Ｄの差ΔＤは、以下の数式（２）を満たすことがより好ましい。
ΔＤ＝０．２５λ・・・（２）
【００１３】
上記の液晶装置において、複数の領域における第１電極の膜厚を異ならせることにより、光学的な距離Ｄを異ならせることを特徴とする。
【００１４】
あるいは、上記の液晶装置において、複数の領域における第１絶縁膜の膜厚を異ならせることにより、光学的な距離Ｄを異ならせるとしてもよい。
【００１５】
上記の液晶装置において、複数の領域の境界部は、入射光の電場の振動方向に対して平行または垂直であることが好ましい。
【００１６】
上記の液晶装置において、複数の領域の境界部は、入射光の電場の振動方向に対して平行または垂直であり、複数の領域の境界部において、第１電極は斜面をなしていることが好ましい。
【００１７】
上記の液晶装置において、複数の領域の境界部は、入射光の電場の振動方向に対して平行または垂直であり、複数の領域の境界部において、第１絶縁膜は斜面をなしていることが好ましい。
【００１８】
上記の液晶装置において、画素ごとに、スイッチング素子としてのトランジスターが設けられ、トランジスターと第１電極とを電気的に接続させるコンタクト部は、平面視で複数の領域の境界部と重なっていることが好ましい。
【００１９】
本願の電子機器は、上記の液晶装置を備えたことを特徴とする。
【００２０】
本願の投射型表示装置は、３つの色光を射出可能な照明装置と、３つの色光のうち赤色光を変調する第１光変調手段と、３つの色光のうち緑色光を変調する第２光変調手段と、３つの色光のうち青色光を変調する第３光変調手段と、第１光変調手段及び第２光変調手段並びに第３光変調手段のそれぞれによって変調された光を合成して表示光となす光合成手段と、表示光を投射する投射レンズと、を備え、第１光変調手段及び第２光変調手段並びに第３光変調手段のうち、少なくとも第３光変調手段に上記の液晶装置が用いられていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態の液晶装置の構成を示す概略平面図。
【図２】図１に示すＨ−Ｈ’線に沿う概略断面図。
【図３】第１実施形態の液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。
【図４】第１実施形態の液晶装置の画素の構造を示す概略断面図。
【図５】図４に示す素子基板の画素電極近傍で発生する定在波Ｓのパワー密度を示すグラフ。
【図６】第１実施形態の液晶装置における画素の平面的な構成を示す概略平面図。
【図７】図６のＡ−Ａ’線に沿った画素の構造を示す概略断面図。
【図８】定在波Ｓのパワー密度（ＰＤ）を所定の条件で正弦波に近似したグラフ。
【図９】Δｄを０．２５λ／ｎ1としたときの定在波Ｓのパワー密度ＰＤ（Ａ）、ＰＤ（Ｂ）、ＰＤ（ＡＢ）を示すグラフ。
【図１０】Δｄを０．２２５λ／ｎ1としたときの定在波Ｓのパワー密度ＰＤ（Ａ）、ＰＤ（Ｂ）、ＰＤ（ＡＢ）を示すグラフ。
【図１１】Δｄを０．２７５λ／ｎ1としたときの定在波Ｓのパワー密度ＰＤ（Ａ）、ＰＤ（Ｂ）、ＰＤ（ＡＢ）を示すグラフ。
【図１２】第２実施形態の液晶装置における画素の構造を示す概略断面図。
【図１３】電子機器としての投射型表示装置の一例である３板式の反射型液晶プロジェクターの構成を示す概略図。
【図１４】変形例の画素Ｐにおける光学的な距離Ｄが異なる複数の領域の配置を示す概略平面図。
【図１５】変形例の画素Ｐにおける光学的な距離Ｄが異なる複数の領域の配置を示す概略平面図。
【図１６】変形例の画素Ｐにおける光学的な距離Ｄが異なる複数の領域の配置を示す概略平面図。
【図１７】変形例の液晶装置の画素の構造を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
本実施形態では、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。
【００２４】
（第１実施形態）
＜液晶装置＞
まず、本実施形態の液晶装置について、図１〜図３を参照して説明する。図１は第１実施形態の液晶装置の構成を示す概略平面図、図２は図１に示すＨ−Ｈ’線に沿う概略断面図、図３は第１実施形態の液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。
【００２５】
図１及び図２に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、対向配置された一対の基板としての素子基板１０及び対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層５０とを有する。素子基板１０の基材１０ｓ及び対向基板２０の基材２０ｓは、それぞれ透明な例えば石英基板やガラス基板が用いられている。
【００２６】
素子基板１０は対向基板２０よりも大きく、両基板は、対向基板２０の外縁に沿って配置されたシール部４０を介して間隔を置いて貼り合わされている。シール部４０において途切れた部分が注入口４１となっており、真空注入法により注入口４１から上記間隔に液晶が注入され、封止剤４２を用いて注入口４１が封入されている。なお、上記間隔に液晶を封入する方法は、真空注入法に限定されるものではなく、例えば、額縁状に配置されたシール部４０の内側に液晶を滴下して、減圧下で素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせるＯＤＦ（One  Drop  Fill）法を採用してもよい。
シール部４０は、例えば熱硬化性又は紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール部４０には、一対の基板の上記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。
【００２７】
シール部４０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Ｅ１が設けられている。また、シール部４０と表示領域Ｅ１との間の周辺領域Ｅ２に表示領域Ｅ１を取り囲んで見切り部２１が設けられている。見切り部２１は、例えば遮光性の金属あるいは合金や金属化合物などからなる。
【００２８】
素子基板１０には、複数の外部接続用端子１０４が配列した端子部が設けられている。該端子部に沿った第１の辺部とシール部４０との間にデータ線駆動回路１０１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部４０と表示領域Ｅ１との間に検査回路１０３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部４０と表示領域Ｅ１との間に走査線駆動回路１０２が設けられている。第２の辺部のシール部４０と検査回路１０３との間に、２つの走査線駆動回路１０２を繋ぐ複数の配線１０５が設けられている。
【００２９】
これらデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０２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用端子１０４に接続されている。なお、検査回路１０３の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路１０１と表示領域Ｅ１との間のシール部４０の内側に沿った位置に設けてもよい。
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。また、対向基板２０側から素子基板１０側に向かう方向に沿って見ることを「平面視」または「平面的に」と言う。
【００３０】
図２に示すように、素子基板１０の液晶層５０側の表面には、画素Ｐごとに設けられた反射性の画素電極１５及びスイッチング素子である薄膜トランジスター（以降、ＴＦＴと呼称する）３０と、信号配線と、これらを覆う配向膜１８とが形成されている。また、ＴＦＴ３０における半導体層に光が入射してスイッチング動作が不安定になることを防ぐ遮光構造が採用されている。素子基板１０は、本発明の第１基板の一例であって、基材１０ｓと、基材１０ｓ上に形成された第１電極としての画素電極１５、トランジスターとしてのＴＦＴ３０、信号配線、第１配向膜としての配向膜１８を含むものである。
【００３１】
素子基板１０に対向配置される対向基板２０は、本発明における第２基板の一例であって、基材２０ｓと、基材２０ｓ上に形成された見切り部２１と、これを覆うように成膜された平坦化層２２と、平坦化層２２を覆い、少なくとも表示領域Ｅ１に亘って設けられた透光性の第２電極としての共通電極２３と、共通電極２３を覆う第２配向膜としての配向膜２４とを含むものである。
【００３２】
見切り部２１は、図１に示すように表示領域Ｅ１を取り囲むと共に、平面的に走査線駆動回路１０２、検査回路１０３と重なる位置に設けられている。これにより対向基板２０側からこれらの回路に入射する光を遮蔽して、これらの回路が光によって誤動作することを防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が表示領域Ｅ１に入射しないように遮蔽して、表示領域Ｅ１の表示における高いコントラストを確保している。
【００３３】
平坦化層２２は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して見切り部２１を覆うように設けられている。このような平坦化層２２の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ法などを用いて成膜する方法が挙げられる。
【００３４】
共通電極２３は、例えばＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）などの透明導電膜からなり、平坦化層２２を覆うと共に、図１に示すように対向基板２０の下方側の隅に設けられた上下導通部１０６に電気的に接続されている。上下導通部１０６は、素子基板１０側の配線に電気的に接続している。
【００３５】
画素電極１５を覆う配向膜１８及び共通電極２３を覆う配向膜２４は、液晶装置１００の光学設計に基づいて選定される。配向膜１８，２４は、例えば、ポリイミドなどの有機材料を成膜して、その表面をラビングすることにより、正の誘電異方性を有する液晶分子を略水平配向させる有機配向膜や、ＳｉＯｘ（酸化シリコン）などの無機材料を斜方蒸着して、負の誘電異方性を有する液晶分子を略垂直配向させる無機配向膜（斜方蒸着膜）が挙げられる。
【００３６】
このような液晶装置１００は反射型であって、電圧無印加状態で画素Ｐの反射率が最大となるノーマリーホワイトモードや、電圧無印加状態で画素Ｐの反射率が最小となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。素子基板１０と対向基板２０とを含む液晶パネル１１０の光の入射側に偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。
本実施形態では、以降、配向膜１８，２４として前述した無機配向膜と、負の誘電異方性を有する液晶とを用い、ノーマリーブラックモードの光学設計が適用された例について説明する。
【００３７】
次に図３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Ｅ１において互いに絶縁されて直交する信号配線としての複数の走査線３ａ及び複数のデータ線６ａと、データ線６ａに沿って平行に配置された容量線３ｂとを有する。走査線３ａが延在する方向がＸ方向であり、データ線６ａが延在する方向がＹ方向である。
【００３８】
走査線３ａ、データ線６ａ及び容量線３ｂと、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極１５と、ＴＦＴ３０と、蓄積容量３１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。
【００３９】
走査線３ａはＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続され、データ線６ａはＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。画素電極１５はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されている。
【００４０】
データ線６ａはデータ線駆動回路１０１（図１参照）に接続されており、データ線駆動回路１０１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３ａは走査線駆動回路１０２（図１参照）に接続されており、走査線駆動回路１０２から供給される走査信号ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｍを画素Ｐに供給する。
【００４１】
データ線駆動回路１０１からデータ線６ａ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６ａ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１０２は、走査線３ａに対して、走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。
【００４２】
液晶装置１００は、スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍ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６ａ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１５に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極１５を介して液晶層５０に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、画素電極１５と液晶層５０を介して対向配置された共通電極２３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。
【００４３】
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１５と共通電極２３との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量３１が接続されている。蓄積容量３１は、ＴＦＴ３０のドレインと容量線３ｂとの間に設けられている。
【００４４】
なお、図１に示した検査回路１０３には、データ線６ａ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３の等価回路では図示を省略している。
【００４５】
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１０１、走査線駆動回路１０２、検査回路１０３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６ａに供給するサンプリング回路、データ線６ａ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。
【００４６】
次に、本実施形態の液晶装置１００（液晶パネル１１０）における画素Ｐの構造について説明する。図４は、第１実施形態の液晶装置の画素の構造を示す概略断面図である。
【００４７】
図４に示すように、素子基板１０の基材１０ｓ上には、まず走査線３ａが形成される。走査線３ａは、例えば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、遮光性を有している。
【００４８】
走査線３ａを覆うように例えば酸化シリコンなどからなる下地絶縁膜１１ａが形成され、下地絶縁膜１１ａ上に島状に半導体層３０ａが形成される。半導体層３０ａは例えば多結晶シリコン膜からなり、不純物イオンが注入されて、第１ソース・ドレイン領域、接合領域、チャネル領域、接合領域、第２ソース・ドレイン領域を有するＬＤＤ（Lightly  Doped  Drain）構造が形成されている。
【００４９】
半導体層３０ａを覆うようにゲート絶縁膜１１ｂが形成される。さらにゲート絶縁膜１１ｂを挟んでチャネル領域に対向する位置にゲート電極３０ｇが形成される。
【００５０】
ゲート電極３０ｇとゲート絶縁膜１１ｂとを覆うようにして第１層間絶縁膜１１ｃが形成され、半導体層３０ａのそれぞれの端部と重なる位置にゲート絶縁膜１１ｂ、第１層間絶縁膜１１ｃを貫通する２つのコンタクトホールＣＮＴ１，ＣＮＴ２が形成される。
【００５１】
そして、２つのコンタクトホールＣＮＴ１，ＣＮＴ２を埋めると共に第１層間絶縁膜１１ｃを覆うようにＡｌ（アルミニウム）やその合金などの遮光性の導電材料を用いて導電膜を成膜し、これをパターニングすることにより、コンタクトホールＣＮＴ１を介して第１ソース・ドレイン領域に繋がるデータ線６ａが形成される。同時にコンタクトホールＣＮＴ２を介して第２ソース・ドレイン領域に繋がる第１中継電極６ｂが形成される。
【００５２】
次に、データ線６ａ及び第１中継電極６ｂと第１層間絶縁膜１１ｃを覆って第２層間絶縁膜１２が形成される。第２層間絶縁膜１２は、例えばシリコンの酸化物や窒化物からなる。そして、ＴＦＴ３０が設けられた領域を覆うことによって生ずる表面の凹凸を平坦化する平坦化処理が施される。平坦化処理の方法としては、例えば化学的機械的研磨処理（Chemical  Mechanical  Polishing：ＣＭＰ処理）やスピンコート処理などが挙げられる。
【００５３】
第１中継電極６ｂと重なる位置に第２層間絶縁膜１２を貫通するコンタクトホールＣＮＴ３が形成される。このコンタクトホールＣＮＴ３を被覆すると共に第２層間絶縁膜１２を覆うように例えばＡｌ（アルミニウム）やその合金などの遮光性の金属からなる導電膜が成膜され、これをパターニングすることにより、配線７ａと、コンタクトホールＣＮＴ３を介して第１中継電極６ｂに電気的に接続される第２中継電極７ｂとが形成される。配線７ａは、平面的にＴＦＴ３０の半導体層３０ａやデータ線６ａと重なるように形成され、固定電位が与えられてシールド層として機能するものである。
【００５４】
配線７ａと第２中継電極７ｂとを覆うように第３層間絶縁膜１３ａが形成される。第３層間絶縁膜１３ａも、例えばシリコンの酸化物や窒化物あるいは酸窒化物を用いて形成することができる。
【００５５】
第３層間絶縁膜１３ａの第２中継電極７ｂと重なる位置にコンタクトホールＣＮＴ４が形成される。このコンタクトホールＣＮＴ４を被覆すると共に第３層間絶縁膜１３ａを覆うように例えばＴｉＮ（窒化チタン）などの遮光性の金属からなる導電膜が形成され、これをパターニングすることにより、第１容量電極３１ａと第３中継電極３１ｄとが形成される。
【００５６】
第１容量電極３１ａのうち、後に形成される誘電体層３１ｃを介して第２容量電極３１ｂと対向する部分の外縁を覆うように保護膜１３ｂがパターニング形成される。また、第３中継電極３１ｄのうちコンタクトホールＣＮＴ５と重なる部分を除いた外縁を覆うように保護膜１３ｂがパターニング形成される。
【００５７】
保護膜１３ｂと第１容量電極３１ａを覆って誘電体層３１ｃが成膜される。誘電体層３１ｃとしては、シリコン窒化膜や、酸化ハウニュウム（ＨｆＯ2）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）などの単層膜、又はこれらの単層膜のうち少なくとも２種の単層膜を積層した多層膜を用いてもよい。平面的に第３中継電極３１ｄと重なる部分の誘電体層３１ｃはエッチング等により除かれる。誘電体層３１ｃを覆うように例えばＴｉＮ（窒化チタン）などの導電膜が形成され、これをパターニングすることにより、第１容量電極３１ａに対向配置され、第３中継電極３１ｄに繋がる第２容量電極３１ｂが形成される。誘電体層３１ｃを挟んで対向配置された第１容量電極３１ａ及び第２容量電極３１ｂにより蓄積容量３１が構成される。
【００５８】
次に、第２容量電極３１ｂと誘電体層３１ｃとを覆う第４層間絶縁膜１４が形成される。第４層間絶縁膜１４も例えばシリコンの酸化物や窒化物からなり、ＣＭＰ処理などの平坦化処理が施される。第２容量電極３１ｂのうち第３中継電極３１ｄと接する部分に至るように第４層間絶縁膜１４を貫通するコンタクトホールＣＮＴ５が形成される。
【００５９】
このコンタクトホールＣＮＴ５を被覆し、第４層間絶縁膜１４を覆うようにＡｌなどの反射性を有する導電膜（電極膜）が成膜される。この導電膜（電極膜）をパターニングしてコンタクトホールＣＮＴ５を介して第２容量電極３１ｂ及び第３中継電極３１ｄと電気的に繋がる画素電極１５が形成される。
【００６０】
第２容量電極３１ｂは、第３中継電極３１ｄ、コンタクトホールＣＮＴ４、第２中継電極７ｂ、コンタクトホールＣＮＴ３、第１中継電極６ｂを介してＴＦＴ３０のドレインと電気的に接続すると共に、コンタクト部としてのコンタクトホールＣＮＴ５を介して画素電極１５と電気的に接続している。
【００６１】
第１容量電極３１ａは複数の画素Ｐに跨るように形成され、等価回路（図３参照）における容量線３ｂとして機能している。第１容量電極３１ａには固定電位が与えられる。これにより、ＴＦＴ３０のドレインを介して画素電極１５に与えられた電位を第１容量電極３１ａと第２容量電極３１ｂとの間において保持することができる。
【００６２】
このように素子基板１０の基材１０ｓ上には、複数の配線が形成されており、配線間を絶縁する絶縁膜や層間絶縁膜の符号を用いて配線層を表すこととする。すなわち、下地絶縁膜１１ａ、ゲート絶縁膜１１ｂ、第１層間絶縁膜１１ｃを括って配線層１１と呼ぶ。配線層１１の代表的な配線は走査線３ａである。第２層間絶縁膜１２を含む配線層１２の代表的な配線はデータ線６ａである。第３層間絶縁膜１３ａ、保護膜１３ｂ、誘電体層３１ｃを括って配線層１３と呼び、代表的な配線は配線７ａである。同じく、第４層間絶縁膜１４を含む配線層１４の代表的な配線は、容量線３ｂとして機能する第１容量電極３１ａである。なお、素子基板１０における配線構造はこれに限定されるものではない。
【００６３】
画素電極１５を覆うように第１絶縁膜１６が形成され、さらに第１絶縁膜１６上に配向膜１８が形成される。また、液晶層５０を介して素子基板１０に対向配置される対向基板２０の共通電極２３を覆うように配向膜２４が形成される。本実施形態における第１絶縁膜１６は、例えば酸化シリコンの蒸着膜である。配向膜１８，２４は前述したように無機配向膜であって、酸化シリコンなどの無機材料を所定の方向から斜方蒸着して柱状に堆積させた柱状体１８ａ，２４ａの集合体からなる。このような配向膜１８，２４に対して負の誘電異方性を有する液晶分子ＬＣは、配向膜面の法線方向に対して柱状体１８ａ，２４ａの傾斜方向に３度〜５度のプレチルト角度θｐを有して略垂直配向（ＶＡ；Vertical  Alignment）する。画素電極１５と共通電極２３との間に交流電圧（駆動信号）を印加して液晶層５０を駆動することによって液晶分子ＬＣは画素電極１５と共通電極２３との間に生ずる電界方向に傾くように挙動（振動）する。言い換えれば、液晶分子ＬＣはプレチルトの方向において振動する。
【００６４】
＜耐光寿命のばらつきを改善するための構成＞
次に、液晶装置１００における耐光寿命のばらつきを改善するための構成について、図４〜図１１を参照して説明する。本実施形態の液晶装置１００は、後述する投射型表示装置におけるライトバルブとして用いられるものであって、画素Ｐには光源から強い光が入射する。画素Ｐにおいて配向膜１８，２４と液晶層５０との界面で入射した光による光反応が生ずると液晶材料の劣化が発生するおそれがある。液晶材料の光反応における劣化は液晶装置１００の耐光寿命として扱われる。
【００６５】
液晶パネル１１０（液晶装置１００）に対して対向基板２０側から入射した光は、反射性を有する画素電極１５によって反射される。画素電極１５に入射する光を入射光と呼び、画素電極１５によって反射された光を反射光と呼ぶと、画素電極１５の表面近傍では、入射光と反射光とが干渉して正弦波状の定在波Ｓが発生する。
【００６６】
図５は図４に示す素子基板の画素電極近傍で発生する定在波Ｓのパワー密度を示すグラフである。図５のグラフにおける縦軸は定在波Ｓのパワー密度をＦＤＴＤ（Finite−difference  time−domain  method）法で算出した値であり、横軸はＸ方向及びＹ方向に直交するＺ方向における画素電極１５の表面の位置を０ｎｍとして、該表面から対向基板２０に向かう方向を正とする位置を示す座標ｚ（ｎｍ）を示すものである。
【００６７】
図５に示すように、定在波Ｓの節Ｓ１に相当する部分ではパワー密度（Power  Density；ＰＤ）が極小となり、定在波Ｓの腹Ｓ２に相当する部分ではパワー密度が極大となる。したがって、図４に示す無機配向膜である配向膜１８と液晶層５０との界面に定在波Ｓの腹Ｓ２が位置する場合は、定在波Ｓの腹Ｓ２以外が位置する場合に比べて、液晶材料に光反応が生じ易い。言い換えれば、配向膜１８と液晶層５０との界面に定在波Ｓの腹Ｓ２が位置していなければ、液晶材料に光反応が生じ難くなる。なお、画素電極１５に入射した光は、画素電極１５の表面から所定の深さまで侵入してから反射するため、定在波Ｓの端部Ｓ０は画素電極１５の表面から所定の深さの位置にあり、定在波Ｓの端部Ｓ０におけるパワー密度は「０」である。
【００６８】
図４に示すように、配向膜１８は酸化シリコンなどの無機材料を斜方蒸着して得られる柱状体１８ａの集合体であることから、配向膜１８は多孔性を有しているため、配向膜１８の厚さ方向の全体に配向膜１８と液晶層５０との界面が存在することになる。
【００６９】
そこで、まず、配向膜１８の厚さ方向（Ｚ方向）の中心付近に定在波Ｓの節Ｓ１が位置する条件を検討する。具体的には、対向基板２０側から入射する入射光の中心波長をλ（ｎｍ）とし、第１絶縁膜１６の屈折率をｎ1、膜厚をｄ1とし、配向膜１８の屈折率をｎ2、膜厚をｄ2とする。また、画素電極１５に対する入射光の侵入深さをδ（ｎｍ）とし、画素電極１５の屈折率をｎｔとすると、以下の数式（１）を満たせば、定在波Ｓの節Ｓ１が配向膜１８の厚さ方向の中心付近に位置することになる。
ｍλ／２＝ｎｔδ＋ｎ1ｄ1＋（ｎ2ｄ2／２）・・・（１）
ｍは１以上の正の整数であって、上記数式（１）の左辺は、定在波Ｓの節Ｓ１から節Ｓ１までの長さλ／２の整数倍の値である。上記数式（１）の右辺は、画素電極１５における入射光の実質的な反射面から配向膜１８の厚さ方向の中心までの光学的な距離（光路長）Ｄを示すものである。光学的な距離Ｄは、光が通過する各層の屈折率と膜厚との積の合計値で与えられる。なお、定在波Ｓは入射光と反射光とにより生ずることから定在波Ｓの波長は、光が透過する同一の媒質において入射光の波長λと同じである。また、第１絶縁膜１６の膜厚ｄ1、配向膜１８の膜厚ｄ2は、例えば、素子基板１０の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することで精度よく確認することが可能である。
【００７０】
画素電極１５に対する入射光の侵入深さδは、画素電極１５の電気抵抗率をρ［Ωｍ］とし、絶対透磁率をμ［Ｈ／ｍ；ヘンリー毎メートル］とし、光電場の角周波数をω［ｒａｄ／ｓｅｃ；ラジアン毎秒］とすると、以下の数式（２）で与えられる。
【００７１】
【数１】
2019138931.tif 000003
なお、角周波数ω［ｒａｄ／ｓｅｃ］は、ω＝２πｃ／λで与えられる。ｃは真空中の光の速度［ｍ／ｓｅｃ；メートル毎秒］である。
【００７２】
画素電極１５を構成する材料として、例えば、Ａｌ（アルミニウム）を用いた場合、上記数式（２）によれば、侵入深さδはおよそ３．１７ｎｍである。また、Ａｇ（銀）を用いた場合はおよそ２．４６ｎｍであり、Ｎｉ（ニッケル）を用いた場合はおよそ０．２１ｎｍである。これに対して、画素電極１５を覆う第１絶縁膜１６や配向膜１８の膜厚は、液晶装置１００の電気的な特性や液晶分子の配向性、成膜性などを考慮すると、それぞれ５０ｎｍ以上が必要となる。したがって、画素電極１５の表面から侵入する入射光の侵入深さδの値は、第１絶縁膜１６や配向膜１８の膜厚よりも小さいことから、上述した光学的な距離（光路長）Ｄを求める数式（１）における画素電極１５の屈折率ｎｔと、第１絶縁膜１６の屈折率ｎ1との関係を、ｎｔ＝ｎ1と見なすことができる。また、第１絶縁膜１６及び配向膜１８をいずれも同じ材料で形成すれば、第１絶縁膜１６の屈折率ｎ1と配向膜１８の屈折率ｎ2との関係を、ｎ1＝ｎ2とすることができることから、上記数式（１）を以下の数式（３）とすることができる。
Ｄ＝ｍλ／２＝ｎ1（δ＋ｄ1＋ｄ2／２）・・・（３）
δ＋ｄ1＋ｄ2／２は、Ｚ方向における画素電極１５における実質的な反射面から配向膜１８の厚さ方向の中心までの距離ｄである。
【００７３】
配向膜１８と液晶層５０との界面における液晶材料の光反応による劣化を抑制する観点から、定在波Ｓの節Ｓ１が配向膜１８の厚さ方向（Ｚ方向）の中心付近に位置することが好ましいが、厳密に中心付近に位置させることは難しいことから、光学的な距離（光路長）Ｄの許容範囲を検討すると、以下の数式（４）を満足することが好ましい。
（ｍλ／２）−（λ／８）＜Ｄ＜（ｍλ／２）＋（λ／８）・・・（４）
λ／８は、定在波Ｓのパワー密度が極小となる節Ｓ１とパワー密度が極小と極大との間の中間となる変曲点Ｓ３との光学的な距離である。上記数式（４）で規定される光学的な距離Ｄの許容範囲をＺ方向における画素電極１５の表面から配向膜１８の厚さ方向の中心までの距離ｄの許容範囲として置き換えると、以下の数式（５）が導かれる。
【００７４】
【数２】
2019138931.tif 000004
【００７５】
つまり、定在波Ｓの何番目の節かを示す正の整数をｍとしたとき、Ｚ方向における画素電極１５の表面から配向膜１８の厚さ方向の中心までの距離ｄが上記数式（５）を満たすように第１絶縁膜１６及び配向膜１８を構成すれば、図５に矢印Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、・・で示すように、定在波Ｓの節Ｓ１から最も近い変曲点Ｓ３までの許容範囲に配向膜１８の厚さ方向の中心付近、すなわち配向膜１８と液晶層５０の界面が位置することになる。
【００７６】
例えば、ｍを最小の１とし、入射光の波長λを４５０ｎｍ、侵入深さδを３ｎｍ、第１絶縁膜１６の屈折率ｎ1を１．４３として、上記数式（５）を用いて算出すると、距離ｄの許容範囲は、１１５ｎｍ＜ｄ＜１９３ｎｍとなる。
【００７７】
配向膜１８の膜厚は、λ／４ｎ2よりも薄くすることによって、配向膜１８の厚さ方向の中心だけでなく、中心からずれた位置にパワー密度ＰＤが極大となる定在波Ｓの腹Ｓ２が位置することを回避することができると考えられる。例えば、λを４５０ｎｍとし、屈折率ｎ2を１．４３とすると、好ましい配向膜１８の膜厚は、およそ７９ｎｍとなる。
【００７８】
一方で、実際には、定在波Ｓの腹Ｓ２と配向膜１８と液晶層５０の界面との位置関係は配向膜１８の膜厚のばらつきだけでなく、第１絶縁膜１６の膜厚のばらつきの影響も受ける。つまり、液晶装置１００の耐光寿命はばらつきを有する。そこで、第１絶縁膜１６の膜厚のばらつきや配向膜１８の膜厚のばらつきがあっても、パワー密度が極大となる定在波Ｓの腹Ｓ２の影響を受け難い、つまり、耐光寿命のばらつきを抑制可能な素子基板１０の構造を検討した。
【００７９】
図６は第１実施形態の液晶装置における画素の平面的な構成を示す概略平面図、図７は図６のＡ−Ａ’線に沿った画素の構造を示す概略断面図である。なお、図６のＡ−Ａ’線は画素ＰをＹ方向に横切る線分である。また、図７では、素子基板１０における配線層１１，１２，１３，１４の詳細について図示を省略している。
【００８０】
図６に示すように、画素Ｐは、Ｚ方向における画素電極１５の実質的な反射面から配向膜１８の厚さ方向の中心までの光学的な距離Ｄが異なる第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）とを有している。本実施形態における画素Ｐ（画素電極１５）の平面形状は正方形である。第１の領域Ｐ（Ａ）及び第２の領域Ｐ（Ｂ）は、画素ＰをＹ方向に２分割したものであり、それぞれＸ方向に長い長方形である。言い換えれば、画素Ｐの面積に対して、第１の領域Ｐ（Ａ）の面積比と第２の領域Ｐ（Ｂ）の面積比とは同じであって、それぞれ１／２である。
【００８１】
本実施形態の液晶装置１００の液晶層５０における液晶分子ＬＣの配向は、前述したように略垂直配向（ＶＡ）であって、液晶分子ＬＣのプレチルトの方向は、例えば、画素Ｐの中心を通ってＹ方向に延びる線分（図６では一点鎖線で示す）に対して角度θａで交差する矢印ＡＯで示した方向である。このような略垂直配向の状態を１軸ＶＡ配向と呼ぶ。本実施形態の１軸ＶＡ配向における角度θａは４５度であって、液晶分子ＬＣのプレチルトの方向は、例えば図６に示した画素Ｐの左下の角部から右上の角部に向かう方向である。なお、液晶分子ＬＣのプレチルトの方向は、右上の角部から左下の角部に向かう方向でもよい。また、液晶分子ＬＣのプレチルトの方向は、これに限定されず、図６に示した画素Ｐの左上の角部から右下の角部に向かう方向や、右下の角部から左上の角部に向かう方向であってもよい。したがって、図６では１軸ＶＡ配向におけるプレチルトの方向を示す矢印ＡＯを両端矢印で示している。
【００８２】
このような１軸ＶＡ配向において、コントラストを最大化するための偏光である入射光の電場の振動方向ＰＬは、この場合、Ｘ方向である。入射光の電場の振動方向ＰＬは、液晶パネル１１０の光の入射側に配置される偏光素子によって規定される。なお、入射光の電場の振動方向ＰＬは、Ｘ方向に直交するＹ方向であってもよい。
【００８３】
画素Ｐは、上述したように光学的な距離Ｄが異なる第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）とを有している。光学的な距離Ｄが異なる第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）との境界部においてコントラストに差異が生ずることを抑制する観点から、第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）の境界部は、入射光の電場の振動方向ＰＬに対して平行または垂直であることが好ましい。
【００８４】
第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）との境界部に、画素電極１５とＴＦＴ３０との電気的な接続を図るためのコンタクトホールＣＮＴ５が設けられている。コンタクトホールＣＮＴ５の平面形状はＸ方向に長い長方形である。画素Ｐの中心とコンタクトホールＣＮＴ５の中心とが合致するようにコンタクトホールＣＮＴ５が配置されている。なお、コンタクトホールＣＮＴ５の位置は、画素Ｐの中心であることに限定されるものではないが、平面視で長方形のコンタクトホールＣＮＴ５を第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）との境界部に沿って配置することで、コンタクトホールＣＮＴ５に係る液晶分子ＬＣの配向の乱れに起因するコントラストの低下もまた目立ち難くなる。
【００８５】
図７に示すように、画素Ｐの第１の領域Ｐ（Ａ）に入射した入射光Ｌは、素子基板１０において、配向膜１８、第１絶縁膜１６を透過し、画素電極１５に侵入して反射し反射光Ｌｒとなる。画素電極１５における入射光Ｌの侵入深さはδであり、画素電極１５の表面から侵入深さδだけ進んだところに実質的な反射面が存在する。画素電極１５の実質的な反射面の位置は、第２の領域Ｐ（Ｂ）においても同様である。
【００８６】
画素Ｐにおける第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）とでは、画素電極１５の膜厚を異ならせることによって、Ｚ方向における画素電極１５の実質的な反射面から配向膜１８の厚さ方向の中心までの光学的な距離Ｄを異ならせている。具体的には、第１の領域Ｐ（Ａ）の画素電極１５の膜厚は第２の領域Ｐ（Ｂ）の画素電極１５の膜厚よりも大きい（厚い）。以降、第１の領域Ｐ（Ａ）の上記光学的な距離をＤ（Ａ）と呼び、第２の領域Ｐ（Ｂ）の上記光学的な距離をＤ（Ｂ）と呼ぶ。
【００８７】
このような画素Ｐにおける画素電極１５の膜厚の差による段差が、配向膜１８の表面に反映されずに平坦な状態となるように、画素電極１５を覆う第１絶縁膜１６に平坦化処理が施されている。これによって、画素電極１５と配向膜１８との間に形成された第１絶縁膜１６の膜厚は、第１の領域Ｐ（Ａ）の方が第２の領域Ｐ（Ｂ）よりも小さく（薄く）なっている。つまり、第１の領域Ｐ（Ａ）の画素電極１５の表面から配向膜１８の中心までの距離ｄ（Ａ）は、第２の領域Ｐ（Ｂ）の画素電極１５の表面から配向膜１８の中心までの距離ｄ（Ｂ）よりも小さく、ｄ（Ａ）＜ｄ（Ｂ）となっている。したがって、第１の領域Ｐ（Ａ）の光学的な距離Ｄ（Ａ）は第２の領域Ｐ（Ｂ）の光学的な距離Ｄ（Ｂ）よりも小さく、Ｄ（Ａ）＜Ｄ（Ｂ）となっている。
【００８８】
第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）とにおいて画素電極１５の膜厚が異なることから、第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）との境界部では、画素電極１５に斜面１５ｃが形成されている。斜面１５ｃは上記境界部に沿ってＸ方向に延在している。上記境界部の上方における配向膜１８の表面も平坦であることから、画素電極１５の斜面１５ｃは液晶分子ＬＣの配向に影響を及ぼさない。このような斜面１５ｃに入射光Ｌが入射して、入射方向と異なる方向に反射光Ｌｒが進行したとしても、上記境界部は、図６に示したように入射光Ｌの電場の振動方向ＰＬと平行となっているため、上記境界部におけるコントラストの低下は目立ち難い。詳しくは、上記境界部において画素電極１５は斜面１５ｃをなしているが、上記境界部と入射光Ｌの電場の振動方向ＰＬとがなす角度が０度（平行）または９０度（垂直）のいずれかであれば、入射光Ｌと反射光Ｌｒの電場の振動方向が同じとなるためコントラストの低下が生じない。なお、コントラストとは、液晶層５０における液晶分子ＬＣの配向が１軸ＶＡ配向であって、電圧無印加時に黒表示となる場合のコントラストを言う。
【００８９】
図５に示した定在波Ｓのパワー密度（ＰＤ）は、ｍが１以上の値において、正弦波に近似することができる。以下、定在波Ｓのパワー密度（ＰＤ）を近似した正弦波の定式化を行う。上記数式（５）から、ＰＤ＝０となる距離ｄは、ｄ＝ｍλ／２ｎ1−δであることから、正弦波の周期Ｔ（定在波Ｓのパワー密度における谷と谷との距離）は、以下の数式（６）となる。
Ｔ＝λ／２ｎ1・・・（６）
【００９０】
正弦波の角周波数ωは、ω＝２π／Ｔであり、正弦波の振幅をＡとし、初期位相をφとして正弦波を定式化すると、以下の数式（７）が導かれる。
ＰＤ＝（Ａ／２）ｓｉｎ（２πｚ／Ｔ−φ）＋Ａ／２・・・（７）
ｚは画素電極１５の表面からの距離である。
【００９１】
定在波Ｓのパワー密度ＰＤは、画素電極１５の表面から侵入深さδ進んだ反射面においてＰＤ＝０となることから、φ＝２πδ／Ｔとして上記数式（７）に代入すると以下の数式（８）が導かれる。
ＰＤ＝（Ａ／２）ｓｉｎ（２πｚ／Ｔ−２πδ／Ｔ）＋Ａ／２
＝（Ａ／２）ｓｉｎ［２π／Ｔ（ｚ−δ）］＋Ａ／２・・・（８）
【００９２】
上記数式（８）に上記数式（６）を代入すると、以下の数式（９）が導かれる。
ＰＤ＝（Ａ／２）ｓｉｎ［４ｎ1π（ｚ−δ）／λ］＋Ａ／２・・・（９）
【００９３】
図８は定在波Ｓのパワー密度（ＰＤ）を所定の条件で正弦波に近似したグラフである。
例えばＡ＝２、ｎ1＝１．４３、λ＝４５０ｎｍ、δ＝３．１７として上記数式（９）にあてはめると、図５に示した定在波Ｓのパワー密度（ＰＤ）を、図８に示すように、パワー密度（ＰＤ）の平均値を「１」として規格化した正弦波に近似できる。
【００９４】
次に、本実施形態の画素Ｐにおける定在波Ｓのパワー密度（ＰＤ）を、上記数式（９）にあてはめて求める。具体的には、第１の領域Ｐ（Ａ）の定在波Ｓのパワー密度をＰＤ（Ａ）とし、第２の領域Ｐ（Ｂ）の定在波Ｓのパワー密度をＰＤ（Ｂ）とし、画素Ｐにおける定在波Ｓのパワー密度ＰＤの平均値をＰＤ（ＡＢ）とする。
【００９５】
第１の領域Ｐ（Ａ）の定在波Ｓのパワー密度ＰＤ（Ａ）を上記数式（９）にあてはめて以下の数式（１０）とすると、第２の領域Ｐ（Ｂ）の定在波Ｓのパワー密度ＰＤ（Ｂ）は以下の数式（１１）となり、画素Ｐの定在波Ｓのパワー密度の平均値ＰＤ（ＡＢ）は以下の数式（１２）となる。
ＰＤ（Ａ）＝（Ａ／２）ｓｉｎ［４ｎ1π（ｚ−δ）／λ］＋Ａ／２・・・（１０）
ＰＤ（Ｂ）＝（Ａ／２）ｓｉｎ［４ｎ1π（ｚ＋Δｄ−δ）／λ］＋Ａ／２・・・（１１）
２ＰＤ（ＡＢ）＝（Ａ／２）ｓｉｎ［４ｎ1π（ｚ−δ）／λ］＋（Ａ／２）ｓｉｎ［４ｎ1π（ｚ＋Δｄ−δ）／λ］＋Ａ・・・（１２）
Δｄ＝ｄ（Ｂ）−ｄ（Ａ）であって、第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）とにおける画素電極１５の膜厚の差に相当する。
【００９６】
図９はΔｄを０．２５λ／ｎ1としたときの定在波Ｓのパワー密度ＰＤ（Ａ）、ＰＤ（Ｂ）、ＰＤ（ＡＢ）を示すグラフである。
上記数式（６）に示したように、Ｔ＝λ／２ｎ1であることから、図９に示すように、Δｄ＝０．２５λ／ｎ1とすると、Δｄ＝０．５Ｔとなる。よって、第１の領域Ｐ（Ａ）の定在波Ｓのパワー密度ＰＤ（Ａ）を示す正弦波と、第２の領域Ｐ（Ｂ）の定在波Ｓのパワー密度ＰＤ（Ｂ）を示す正弦波とでは、位相が１／２周期ずれることになり、一方が極大のときに他方が極小となることから、画素Ｐにおける定在波Ｓのパワー密度ＰＤ、すなわちパワー密度の平均値であるＰＤ（ＡＢ）は、規格化された値「１」となる。つまり、画素Ｐにおける定在波Ｓのパワー密度ＰＤが平均化される。このとき、第１の領域Ｐ（Ａ）の画素電極１５の実質的な反射面から配向膜１８の厚さ方向の中心までの光学的な距離Ｄ（Ａ）と、第２の領域Ｐ（Ｂ）の画素電極１５の実質的な反射面から配向膜１８の厚さ方向の中心までの光学的な距離Ｄ（Ｂ）との差ΔＤは、ΔＤ＝ｎ1Δｄ＝０．２５λである。
【００９７】
すなわち、光学的な距離Ｄ（Ａ）とＤ（Ｂ）との差ΔＤが０．２５λとなるように、画素電極１５の膜厚を第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）とで異ならせれば、第１絶縁膜１６や配向膜１８の膜厚がばらついたとしても、定在波Ｓの光反応による液晶材料の劣化のばらつきが抑制される。
【００９８】
上記差ΔＤ＝０．２５λとなるように、第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）とで精度よく膜厚を異ならせて画素電極１５を形成する方法としては、画素電極１５のパターニング時に、ハーフトーンマスクを使って多段のレジスト層を形成し、ドライエッチングを施して電極膜（この場合は、反射性のＡｌなどの金属膜）をエッチングする方法が挙げられる。
【００９９】
第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）とで画素電極１５の膜厚を異ならせることもまたばらつきを伴うことから、上記差ΔＤの許容範囲を検討する。具体的には、画素電極１５のパターニング精度から、Δｄの値を０．２５λ／ｎ1に対して±１０％程度と設定する。そうすると、０．２２５λ／ｎ1≦Δｄ≦０．２７５λ／ｎ1となる。上記光学的な距離Ｄの差ΔＤは、０．２２５λ≦ΔＤ≦０．２７５λとなる。すなわち、第１絶縁膜１６の屈折率ｎ1に依存せず、入射光の波長λによって規定される許容範囲となる。
【０１００】
図１０はΔｄを０．２２５λ／ｎ1としたときの定在波Ｓのパワー密度ＰＤ（Ａ）、ＰＤ（Ｂ）、ＰＤ（ＡＢ）を示すグラフであり、図１１はΔｄを０．２７５λ／ｎ1としたときの定在波Ｓのパワー密度ＰＤ（Ａ）、ＰＤ（Ｂ）、ＰＤ（ＡＢ）を示すグラフである。
図１０及び図１１に示すように、第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）との上記光学的な距離Ｄの差ΔＤの許容範囲を、０．２２５λ≦ΔＤ≦０．２７５λとすることにより、画素Ｐにおける定在波Ｓのパワー密度ＰＤ（ＡＢ）は、規格化された「１」を平均としておよそ±１５％程度の範囲内となる。言い換えれば、第１絶縁膜１６や配向膜１８の膜厚のばらつきの影響を排除して、定在波Ｓにより配向膜１８と液晶層５０との界面で光反応が生じて液晶材料が劣化するばらつきを抑制することができる。
【０１０１】
上記第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）画素Ｐの第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）における画素電極１５の実質的な反射面と配向膜１８の厚み方向の中心との間の光学的な距離Ｄが異なるため、第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）とにおいて、画素電極１５に入射した光と、画素電極１５によって反射した光との干渉によって生ずる定在波Ｓの位相が異なることになる。したがって、画素Ｐにおいて、定在波Ｓの腹Ｓ２が、液晶層５０と配向膜１８との界面付近に位置し難くなる。ゆえに、画素電極１５の実質的な反射面と配向膜１８の厚み方向の中心との間の光学的な距離Ｄに係る第１絶縁膜１６や配向膜１８の膜厚が変動したとしても、定在波Ｓによる液晶材料の劣化が進み難くなり、光反応における液晶材料の劣化のばらつきを抑制することができる。
【０１０２】
（２）画素Ｐの開口面積に対する、第１の領域Ｐ（Ａ）の面積比と第２の領域Ｐ（Ｂ）の面積比とが同じであることから、定在波Ｓの腹Ｓ２が、配向膜１８と液晶層５０との界面付近に位置し難くなる状態を画素Ｐごとに均質化することができる。したがって、光反応における液晶材料の劣化のばらつきをさらに抑制することができる。
【０１０３】
（３）第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）との光学的な距離Ｄの差ΔＤが、０．２２５λ≦ΔＤ≦０．２７５λを満たすように、画素電極１５の膜厚が制御されるため、画素Ｐの画素電極１５の表面付近に生ずる定在波Ｓのパワー密度ＰＤのばらつきがおよそ±１５％の範囲内となる。つまり、液晶装置１００（液晶パネル１１０）の耐光寿命を所定のばらつきの範囲に納めることができる。
【０１０４】
（４）第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）との光学的な距離Ｄの差ΔＤが、ΔＤ＝０．２５λを満たすように、画素電極１５の膜厚を制御すれば、第１の領域Ｐ（Ａ）における定在波Ｓのパワー密度ＰＤ（Ａ）が極大化しても、第２の領域Ｐ（Ｂ）では定在波Ｓのパワー密度ＰＤ（Ｂ）が極小化する。つまり、画素Ｐにおける定在波Ｓのパワー密度ＰＤを平均化して小さくすることが可能となることから、光反応における液晶材料の劣化のばらつきをさらに抑制することができる。
【０１０５】
（５）第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）とにおいて、画素電極１５の膜厚を異ならせると共に、画素電極を覆う第１絶縁膜１６に平坦化処理を施すことによって、光学的な距離Ｄを異ならせている。したがって、膜厚が異なることに起因する画素電極１５の段差部である斜面１５ｃを第１絶縁膜１６を介して配向膜１８に反映させない構成となっている。ゆえに、画素電極１５の段差部である斜面１５ｃが配向膜１８に影響して液晶分子の配向の乱れが発生することを防ぐことができる。
【０１０６】
（６）第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）との境界部は、入射光の電場の振動方向ＰＬに対して平行または垂直である。したがって、光学的な距離Ｄが異なる第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域（Ｂ）の境界部が、入射光の電場の振動方向ＰＬと斜めに交差する場合に比べて、当該境界部におけるコントラストの低下を抑制することができる。
【０１０７】
（７）画素電極１５とＴＦＴ３０とを電気的に接続させるコンタクト部としてのコンタクトホールＣＮＴ５は、第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）との境界部に設けられている。コンタクトホールＣＮＴ５を設けることによって画素電極１５の表面に凹凸が生じたとしても、当該凹凸が上記境界部と平面視で重なっていることから、当該凹凸に起因するコントラストの低下が目立ち難くなる。
【０１０８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の液晶装置について、図１２を参照して説明する。図１２は第２実施形態の液晶装置における画素の構造を示す概略断面図である。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の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）とにおける光学的な距離Ｄを異ならせる構成を変えたものである。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１２は、上記第１実施形態で用いた図７と同様に図６のＡ−Ａ’線に沿った概略断面図である。
【０１０９】
図１２に示すように、本実施形態の液晶装置２００は、素子基板１０Ｂと対向基板２０との間に挟持された液晶層５０を有する液晶パネル２１０を備えている。素子基板１０Ｂの液晶層５０側には配向膜１８が形成され、対向基板２０の液晶層５０側には配向膜２４が形成されている。配向膜１８，２４は酸化シリコンなどの無機材料を斜方蒸着して得られる柱状体の集合体である。
【０１１０】
液晶パネル２１０の画素Ｐには、第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）とが設けられている。素子基板１０Ｂにおいて、反射性の画素電極１５と配向膜１８との間の第１絶縁膜１６の膜厚を、第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）とにおいて異ならせることにより、画素電極１５の実質的な反射面と配向膜１８の厚み方向の中心までの光学的な距離Ｄを異ならせている。具体的は、第１の領域Ｐ（Ａ）の第１絶縁膜１６の膜厚は、第２の領域Ｐ（Ｂ）の第１絶縁膜１６の膜厚よりも小さい（薄い）。
【０１１１】
第１の領域Ｐ（Ａ）の画素電極１５の表面から配向膜１８の厚み方向の中心までの距離ｄ（Ａ）は、第２の領域Ｐ（Ｂ）の画素電極１５の表面から配向膜１８の厚み方向の中心までの距離ｄ（Ｂ）よりも小さい（短い）。また、入射光Ｌは、画素電極１５の表面から侵入深さδまで侵入してから反射する。つまり、画素電極１５の実質的な反射面は、表面から内部に侵入深さδで入った位置にある。したがって、本実施形態の第１の領域Ｐ（Ａ）の光学的な距離Ｄ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）の光学的な距離Ｄ（Ｂ）との関係は、Ｄ（Ａ）＜Ｄ（Ｂ）となっている。
【０１１２】
第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）との境界部では、膜厚が異なることに起因して第１絶縁膜１６に斜面１６ｃが形成されている。配向膜１８は第１絶縁膜１６上に形成されることから、配向膜１８にも第１絶縁膜１６の斜面１６ｃに対応する位置に斜面１８ｃが形成されている。配向膜１８の斜面１８ｃは、第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）との境界部に沿ってＸ方向に延在している。したがって、該境界部が入射光の電場の振動方向ＰＬと平行となっていることから、第１絶縁膜１６の斜面１６ｃに起因して配向膜１８に斜面１８ｃが生じても、斜面１８ｃにおける液晶分子の配向の乱れによるコントラストの低下は目立ち難くなる。
【０１１３】
第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）との光学的な距離Ｄの差ΔＤが、０．２２５λ≦ΔＤ≦０．２７５λを満たすように、第１絶縁膜１６の膜厚が制御されている。また、第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）との光学的な距離Ｄの差ΔＤが、ΔＤ＝０．２５λとなるように、第１絶縁膜１６の膜厚を制御することが好ましい。
【０１１４】
上記第２実施形態の液晶装置２００によれば、上記第１実施形態の液晶装置１００における前述した効果（１）、（２）、（６）、（７）に加えて以下の効果が得られる。
（８）第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）との光学的な距離Ｄの差ΔＤが、０．２２５λ≦ΔＤ≦０．２７５λを満たすように、第１絶縁膜１６の膜厚が制御されているため、上記第１実施形態と同様に、画素Ｐの画素電極１５の表面付近に生ずる定在波Ｓのパワー密度ＰＤのばらつきがおよそ±１５％の範囲内となる。つまり、液晶装置２００（液晶パネル２１０）の耐光寿命を所定のばらつきの範囲に納めることができる。加えて、第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）との境界部において、画素電極１５には上記第１実施形態のような段差部としての斜面１５ｃがないので、第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）との境界部において反射光Ｌｒの進行方向がばらつかない。つまり、該境界部において反射光Ｌｒの進行方向のばらつきに起因するコントラストの低下が生じない。
【０１１５】
（９）第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）との光学的な距離Ｄの差ΔＤが、ΔＤ＝０．２５λを満たすように、第１絶縁膜１６の膜厚を制御すれば、第１の領域Ｐ（Ａ）における定在波Ｓのパワー密度ＰＤ（Ａ）が極大化しても、第２の領域Ｐ（Ｂ）では定在波Ｓのパワー密度ＰＤ（Ｂ）が極小化する。つまり、画素Ｐにおける定在波Ｓのパワー密度ＰＤを平均化して小さくすることが可能となることから、光反応における液晶材料の劣化のばらつきをさらに抑制することができる。
【０１１６】
（第３実施形態）
＜電子機器＞
次に、本実施形態の電子機器について、投射型表示装置を例に挙げ、図１３を参照して説明する。図１３は、電子機器としての投射型表示装置の一例である３板式の反射型液晶プロジェクターの構成を示す概略図である。
【０１１７】
図１３に示すように、本実施形態の投射型表示装置である液晶プロジェクター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、色分離手段としての３つのダイクロイックミラー１１１１，１１１２，１１１５と、２つの反射ミラー１１１３，１１１４と、３つの光変調手段としての反射型の液晶ライトバルブ１２５０，１２６０，１２７０と、３つの光変調手段のそれぞれによって変調された光を合成して表示光となす光合成手段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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
偏光照明装置１１００から射出された偏光光束は、互いに直交して配置されたダイクロイックミラー１１１１及びダイクロイックミラー１１１２に入射する。色分離手段としてのダイクロイックミラー１１１１は、入射した偏光光束のうち赤色光（Ｒ）を反射する。もう一方の色分離手段としてのダイクロイックミラー１１１２は、入射した偏光光束のうち緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とを反射する。
【０１２０】
反射した赤色光（Ｒ）は反射ミラー１１１３により再び反射され、第１光変調手段としての液晶ライトバルブ１２５０に入射する。一方、反射した緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とは反射ミラー１１１４により再び反射して色分離手段としてのダイクロイックミラー１１１５に入射する。ダイクロイックミラー１１１５は緑色光（Ｇ）を反射し、青色光（Ｂ）を透過する。反射した緑色光（Ｇ）は第２光変調手段としての液晶ライトバルブ１２６０に入射する。透過した青色光（Ｂ）は第３光変調手段としての液晶ライトバルブ１２７０に入射する。
【０１２１】
本実施形態では、偏光照明装置１１００と３つのダイクロイックミラー１１１１，１１１２，１１１５とを含む構成が、本発明における照明装置の一例である。
【０１２２】
液晶ライトバルブ１２５０は、反射型の液晶パネル１２５１と、反射型偏光素子であるワイヤーグリッド型の偏光素子１２５３とを備えている。
液晶ライトバルブ１２５０は、偏光素子１２５３によって反射した赤色光（Ｒ）がクロスダイクロイックプリズム１２０６の入射面に垂直に入射するように配置されている。また、偏光素子１２５３の偏光度を補う補助偏光素子１２５４が液晶ライトバルブ１２５０における赤色光（Ｒ）の入射側に配置され、もう１つの補助偏光素子１２５５が赤色光（Ｒ）の射出側においてクロスダイクロイックプリズム１２０６の入射面に沿って配置されている。なお、反射型偏光素子として偏光ビームスプリッターを用いた場合には、一対の補助偏光素子１２５４，１２５５を省略することも可能である。
このような反射型の液晶ライトバルブ１２５０の構成と各構成の配置は、他の反射型の液晶ライトバルブ１２６０，１２７０においても同じである。
【０１２３】
液晶ライトバルブ１２５０，１２６０，１２７０に入射した各色光は、画像情報に基づいて変調され、再びワイヤーグリッド型の偏光素子１２５３，１２６３，１２７３を経由してクロスダイクロイックプリズム１２０６に入射する。クロスダイクロイックプリズム１２０６では、各色光が合成され、合成された表示光は投射レンズ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。
【０１２４】
本実施形態では、液晶ライトバルブ１２５０，１２６０，１２７０として上記第１実施形態の液晶装置１００が適用されている。液晶ライトバルブ１２５０としての液晶装置１００の光の入射側には、ワイヤーグリッド型の偏光素子１２５３が光軸に対して４５度の角度で傾斜した状態で配置されている。他のワイヤーグリッド型の偏光素子１２６３，１２７３も同様である。
【０１２５】
クロスダイクロイックプリズム１２０６に対して、液晶ライトバルブ１２６０にて変調された緑色光（Ｇ）は直進し、液晶ライトバルブ１２５０にて変調された赤色光（Ｒ）と、液晶ライトバルブ１２７０にて変調された青色光（Ｂ）とは誘電体多層膜によって画像の左右が反転して反射される。それゆえに、合成後の光において液晶ライトバルブ１２５０，１２６０，１２７０ごとの視角特性に起因する着色が生じないように光学的な条件が色光に対応して設定されている。具体的には、緑色光（Ｇ）の液晶パネル１２６１における液晶分子のプレチルトの方向に対して、他の赤色光（Ｒ）の液晶パネル１２５１と青色光（Ｂ）の液晶パネル１２７１における液晶分子のプレチルトの方向が反転するように斜め蒸着の平面的な蒸着方向を１８０°反転させて無機配向膜を形成している。
【０１２６】
このような液晶プロジェクター１０００によれば、色光ごとに設けられた反射型の液晶ライトバルブ１２５０，１２６０，１２７０は、上記液晶装置１００が適用されており、液晶パネル１１０に入射する色光の波長に応じて、画素Ｐの第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）とにおける画素電極１５の実質的な反射面から無機配向膜である配向膜１８の厚み方向の中心までの光学的な距離Ｄが異なっている。したがって、耐光寿命のばらつきが抑制されると共に、見栄えのよい表示状態が得られる反射型の液晶プロジェクター１０００を提供することができる。
【０１２７】
なお、液晶材料の光反応による劣化は、光の波長が短いほど進み易いと考えられるため、少なくとも青色光が入射する第３光変調手段としての液晶ライトバルブ１２７０に上記実施形態の液晶装置１００を適用することによって、耐光寿命のばらつきが抑制された反射型の液晶プロジェクター１０００を提供することができる。また、液晶ライトバルブ１２５０，１２６０，１２７０として、上記第２実施形態の液晶装置２００を用いても同様な効果が得られる。
【０１２８】
本実施形態では、偏光照明装置１１００から射出された白色光（偏光光束）をダイクロックミラーにより各色光に分光して、液晶ライトバルブ１２５０，１２６０，１２７０に入射させる構成としたが、これに限定されない。３つの色光を射出可能な照明装置として、例えば、各色の発光が得られるレーザー光源やＬＥＤなどの固体光源を用いてもよい。これにより、色分離手段を不要とすることができる。
【０１２９】
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反射型の液晶装置および該反射型の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。
【０１３０】
（変形例１）画素Ｐにおいて、画素電極１５の実質的な反射面から配向膜１８の厚み方向の中心までの光学的な距離Ｄが異なる複数の領域は、第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）の２つに限定されるものではない。図１４〜図１６は変形例の画素Ｐにおける光学的な距離Ｄが異なる複数の領域の配置を示す概略平面図である。
例えば、図１４に示すように、画素Ｐを平面視でＹ方向に４分割し、第１の領域Ｐ（Ａ）、第２の領域Ｐ（Ｂ）を交互に配置してもよい。
また、例えば、図１５に示すように、画素Ｐを平面視でＸ方向とＹ方向とにそれぞれ４分割し、合計１６分割とする。そして、Ｘ方向とＹ方向とにおいて第１の領域Ｐ（Ａ）、第２の領域Ｐ（Ｂ）を交互に配置してもよい。つまり、第１の領域Ｐ（Ａ）、第２の領域Ｐ（Ｂ）が画素Ｐにおいて市松模様に配置された状態としてもよい。
さらに、例えば、図１６に示すように、画素Ｐを平面視でＸ方向とＹ方向とにそれぞれ４分割し、合計１６分割とする。そして、Ｘ方向とＹ方向とにおいて第１の領域Ｐ（Ａ）、第２の領域Ｐ（Ｂ）をランダムに配置してもよい。ただし、第１の領域Ｐ（Ａ）の数と、第２の領域Ｐ（Ｂ）の数は同じとする。
図１４〜図１６に示す変形例において、画素Ｐの開口面積に対する第１の領域Ｐ（Ａ）の面積比と、第２の領域Ｐ（Ｂ）の面積比とは同じとすることが好ましい。また、画素Ｐの平面視における分割の形態は、入射光の電場の振動方向ＰＬに対して、第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）との境界部が平行または垂直であることが、該境界部におけるコントラストの低下を抑制する観点から好ましい。
【０１３１】
（変形例２）画素Ｐの複数の領域において、画素電極１５の実質的な反射面から配向膜１８の厚み方向の中心までの光学的な距離Ｄを異なるせる構成は、上記第１実施形態のように画素電極１５の膜厚を異ならせたり、上記第２実施形態のように第１絶縁膜１６の膜厚を異ならせることに限定されない。図１７は変形例の液晶装置の画素の構造を示す概略断面図である。図１７は上記第１実施形態で用いた図７に対応するものであって、図６のＡ−Ａ’線に沿った変形例の画素の構造を示すものである。
図１７に示すように、変形例の液晶装置３００は、素子基板１０Ｃと対向基板２０との間に挟持された液晶層５０を有する液晶パネル３１０を備えている。素子基板１０Ｃは、画素Ｐにおいて、画素電極１５の実質的な反射面から配向膜１８の厚さ方向の中心までの光学的な距離Ｄが異なる第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）とを有している。第１の領域Ｐ（Ａ）では、画素電極１５と配向膜１８との間に絶縁膜１６ａが設けられている。第２の領域Ｐ（Ｂ）では、画素電極１５と配向膜１８との間に絶縁膜１６ｂが設けられている。絶縁膜１６ａ，１６ｂの膜厚は同じだが、構成材料が異なっている。例えば、絶縁膜１６ａは酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなり屈折率は例えば１．４３である。一方、絶縁膜１６ｂは酸化窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）からなり屈折率は例えば１．６０である。上記第１実施形態で説明したように、光学的な距離Ｄは、光が透過する各層の屈折率と膜厚との積の合計として求められる。したがって、膜厚が同じであっても絶縁膜１６ａと絶縁膜１６ｂとの屈折率を異ならせることによって、第１の領域Ｐ（Ａ）の光学的な距離Ｄ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）の光学的な距離Ｄ（Ｂ）とを異ならせることができる。本変形例では、第１の領域Ｐ（Ａ）と第２の領域Ｐ（Ｂ）との境界部において、画素電極１５や配向膜１８に段差部が生じない。つまり、当該段差部に起因するコントラストの低下が生じない。
【０１３２】
（変形例３）上記各実施形態の液晶装置が適用される電子機器は、液晶プロジェクター１０００に限定されない。例えば、液晶装置１００の対向基板２０において、少なくとも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に対応するカラーフィルターを有し、液晶ライトバルブを単板構成としてもよい。また、例えば、投射型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）や、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）、電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、ＰＯＳなどの情報端末機器の表示部として液晶装置１００を好適に用いることができる。液晶装置２００についても同様に好適に用いることができる。
【０１３３】
以下に、上記実施形態から導き出される内容を記載する。
【０１３４】
本願の液晶装置は、反射性の第１電極、第１絶縁膜、斜方蒸着膜である第１配向膜を有する第１基板と、透光性の第２電極、斜方蒸着膜である第２配向膜を有する第２基板と、第１基板と第２基板との間に設けられた液晶層と、を備え、第１電極と第１配向膜の厚み方向の中心との間の光学的な距離Ｄが異なる複数の領域が画素ごとに設けられていることを特徴とする。
【０１３５】
この構成によれば、画素の複数の領域における第１電極と第１配向膜の厚み方向の中心との間の光学的な距離Ｄが異なるため、複数の領域において、第１電極に入射した光と、第１電極によって反射した光との干渉によって生ずる定在波の位相が異なることになる。したがって、画素において、定在波の腹が、液晶層と第１配向膜との界面付近に位置し難くなる。ゆえに、第１電極と第１配向膜の厚み方向の中心との間の光学的な距離Ｄに係る第１絶縁膜や第１配向膜の膜厚が変動したとしても、定在波による液晶材料の劣化が進み難くなり、光反応における液晶材料の劣化のばらつきを抑制することができる。
【０１３６】
上記の液晶装置において、複数の領域は、光学的な距離Ｄが異なる第１の領域と第２の領域とを含み、画素の開口面積に対する、第１の領域の面積比と第２の領域の面積比とが同じであることが好ましい。
この構成によれば、定在波の腹が、液晶層と第１配向膜との界面付近に位置し難くなる状態を画素ごとに均質化することができることから、光反応における液晶材料の劣化のばらつきをさらに抑制することができる。
【０１３７】
上記の液晶装置において、複数の領域における光学的な距離Ｄの差ΔＤは、以下の数式（１）を満たすことが好ましい。
０．２２５λ≦ΔＤ≦０．２７５λ・・・（１）
（λは第１電極に入射する光の波長）
この構成によれば、画素における複数の領域の光学的な距離Ｄの差ΔＤを、入射する光の波長に応じて、定在波の腹が液晶層と第１配向膜との界面付近に位置し難くなる所定の範囲に設定することができる。
【０１３８】
上記の液晶装置において、複数の領域における光学的な距離Ｄの差ΔＤは、以下の数式（２）を満たすことがより好ましい。
ΔＤ＝０．２５λ・・・（２）
この構成によれば、画素の複数の領域のうち、一方の領域では定在波の腹が液晶層と第１配向膜との界面付近に位置し易くなり、他方の領域では定在波の節が液晶層と第１配向膜との界面付近に位置し易くなる。したがって、一方の領域における定在波の光エネルギーが極大化しても、他方の領域では定在波の光エネルギーが極小化する。つまり、画素における定在波の光エネルギーを平均化して小さくすることが可能となることから、光反応における液晶材料の劣化のばらつきをさらに抑制することができる。
【０１３９】
上記の液晶装置において、複数の領域における第１電極の膜厚を異ならせることにより、光学的な距離Ｄを異ならせることを特徴とする。
この構成によれば、第１電極を覆う第１絶縁膜を平坦化したとしても複数の領域における光学的な距離Ｄを異ならせることが可能となることから、膜厚が異なることに起因する第１電極の段差部を第１絶縁膜を介して第１配向膜に反映させない構成とすることができる。したがって、第１電極の段差部が第１配向膜に影響して液晶分子の配向の乱れが発生することを防ぐことができる。
【０１４０】
上記の液晶装置において、複数の領域における第１絶縁膜の膜厚を異ならせることにより、光学的な距離Ｄを異ならせるとしてもよい。
この構成によれば、膜厚が異なることに起因する段差部が第１絶縁膜に生じたとしても、当該段差部は第１電極における光の反射に影響を及ぼさないため、光学的な距離Ｄを異ならせることによるコントラストや光利用効率などの光学特性が変動し難い。
【０１４１】
上記の液晶装置において、複数の領域の境界部は、入射光の電場の振動方向に対して平行または垂直であることが好ましい。
この構成によれば、光学的な距離Ｄが異なる複数の領域の境界部が、入射光の電場の振動方向と斜めに交差する場合に比べて、当該境界部におけるコントラストの低下を抑制することができる。
【０１４２】
上記の液晶装置において、複数の領域の境界部は、入射光の電場の振動方向に対して平行または垂直であり、複数の領域の境界部おいて、第１電極は斜面をなしていることが好ましい。
【０１４３】
また、上記の液晶装置において、複数の領域の境界部は、入射光の電場の振動方向に対して平行または垂直であり、複数の領域の境界部において、第１絶縁膜は斜面をなしていることが好ましい。
これらの構成によれば、当該境界部におけるコントラストの急激な低下を抑制することができる。
【０１４４】
上記の液晶装置において、画素ごとに、スイッチング素子としてのトランジスターが設けられ、トランジスターと第１電極とを電気的に接続させるコンタクト部は、平面視で複数の領域の境界部と重なっていることが好ましい。
この構成によれば、トランジスターと第１電極とを電気的に接続させるコンタクト部を設けることによって第１電極の表面に凹凸が生じたとしても、当該凹凸が複数の領域の境界部と平面視で重なっていることから、当該凹凸に起因するコントラストの低下が目立ち難くなる。
【０１４５】
本願の電子機器は、上記の液晶装置を備えたことを特徴とする。
【０１４６】
この構成によれば、液晶材料の光反応による劣化のばらつき、すなわち耐光性寿命のばらつきが抑制された電子機器を提供することができる。
【０１４７】
本願の投射型表示装置は、３つの色光を射出可能な照明装置と、３つの色光のうち赤色光を変調する第１光変調手段と、３つの色光のうち緑色光を変調する第２光変調手段と、３つの色光のうち青色光を変調する第３光変調手段と、第１光変調手段及び第２光変調手段並びに第３光変調手段のそれぞれによって変調された光を合成して表示光となす光合成手段と、表示光を投射する投射レンズと、を備え、第１光変調手段及び第２光変調手段並びに第３光変調手段のうち、少なくとも第３光変調手段に本願の液晶装置が用いられていることを特徴とする。
【０１４８】
この構成によれば、液晶材料の光反応による劣化は、光の波長が短いほど進み易いと考えられため、少なくとも青色光が入射する第３光変調手段に本願の液晶装置を適用することによって、液晶材料の光反応による劣化のばらつき、すなわち耐光寿命のばらつきが抑制された投射型表示装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１４９】
１０…第１基板としての素子基板、１５…反射性の第１電極としての画素電極、１５ｃ…第１電極としての画素電極の斜面、１６…第１絶縁膜、１６ｃ…第１絶縁膜の斜面、１８…第１配向膜としての配向膜、２０…第２基板としての対向基板、２３…第２電極としての共通電極、２４…第２配向膜としての配向膜、３０…トランジスターとしての薄膜トランジスター（ＴＦＴ）、５０…液晶層、１００…液晶装置、２００…液晶装置、１０００…投射型表示装置としての液晶プロジェクター、１２０６…光合成手段としてのクロスダイクロイックプリズム、１２０７…投射レンズ、１２５０…第１光変調手段としての液晶ライトバルブ、１２６０…第２光変調手段としての液晶ライトバルブ、１２７０…第３光変調手段としての液晶ライトバルブ、ＣＮＴ５…コンタクト部としてのコンタクトホール、Ｐ…画素、Ｐ（Ａ）…第１の領域、Ｐ（Ｂ）…第２の領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年2月18日(2019.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射性の第１電極、第１絶縁膜、斜方蒸着膜である第１配向膜を有する第１基板と、
透光性の第２電極、斜方蒸着膜である第２配向膜を有する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を備え、
前記第１電極と前記第１配向膜の厚み方向の中心との間の光学的な距離Ｄが異なる複数の領域が画素に設けられている、液晶装置。
【請求項２】
前記複数の領域は、前記光学的な距離Ｄが異なる第１の領域と第２の領域とを含み、
前記画素の開口面積に対する、前記第１の領域の面積比と前記第２の領域の面積比とが同じである、請求項１に記載の液晶装置。
【請求項３】
前記複数の領域における前記光学的な距離Ｄの差ΔＤは、以下の数式（１）を満たす、
請求項１または２に記載の液晶装置。
０．２２５λ≦ΔＤ≦０．２７５λ・・・（１）
（λは第１電極に入射する光の波長）
【請求項４】
前記複数の領域における前記光学的な距離Ｄの差ΔＤは、以下の数式（２）を満たす、
請求項３に記載の液晶装置。
ΔＤ＝０．２５λ・・・（２）
【請求項５】
前記複数の領域において前記第１電極の膜厚がそれぞれ異なる、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項６】
前記複数の領域において前記第１絶縁膜の膜厚がそれぞれ異なる、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項７】
前記複数の領域の境界部は、入射光の電場の振動方向に対して平行または垂直である、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項８】
前記複数の領域の境界部は、入射光の電場の振動方向に対して平行または垂直であり、
前記複数の領域の境界部において、前記第１電極は斜面をなしている、請求項５に記載の液晶装置。
【請求項９】
前記複数の領域の境界部は、入射光の電場の振動方向に対して平行または垂直であり、
前記複数の領域の境界部において、前記第１絶縁膜は斜面をなしている、請求項６に記載の液晶装置。
【請求項１０】
前記画素に、スイッチング素子としてのトランジスターが設けられ、
前記トランジスターと前記第１電極とを電気的に接続させるコンタクト部は、平面視で前記複数の領域の境界部と重なっている、請求項７乃至９のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の液晶装置を備えた、電子機器。
【請求項１２】
３つの色光をそれぞれ射出可能な照明装置と、
前記３つの色光のうち赤色光を変調する第１光変調手段と、
前記３つの色光のうち緑色光を変調する第２光変調手段と、
前記３つの色光のうち青色光を変調する第３光変調手段と、
前記第１光変調手段及び前記第２光変調手段並びに前記第３光変調手段のそれぞれによって変調された光を合成して表示光となす光合成手段と、
前記表示光を投射する投射レンズと、を備え、
前記第１光変調手段及び前記第２光変調手段並びに前記第３光変調手段のうち、少なくとも前記第３光変調手段に請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の液晶装置が用いられている、投射型表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本願の液晶装置は、反射性の第１電極、第１絶縁膜、斜方蒸着膜である第１配向膜を有する第１基板と、透光性の第２電極、斜方蒸着膜である第２配向膜を有する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、を備え、前記第１電極と前記第１配向膜の厚み方向の中心との間の光学的な距離Ｄが異なる複数の領域が画素に設けられていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
上記の液晶装置において、前記複数の領域において前記第１電極の膜厚がそれぞれ異なることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
あるいは、上記の液晶装置において、前記複数の領域において前記第１絶縁膜の膜厚をそれぞれ異ならせてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
上記の液晶装置において、画素に、スイッチング素子としてのトランジスターが設けられ、トランジスターと第１電極とを電気的に接続させるコンタクト部は、平面視で複数の領域の境界部と重なっていることが好ましい。