(57)【要約】【課題】表面に被覆膜を有し、なおかつ優れた光学特性を備える偏光素子を提供する。【解決手段】偏光素子１００は、基材１００Ａ上に形成されてスリット状の開口部を複数設けてなる金属膜１１２Ｍからなる偏光素子部１１２と、前記偏光素子部１１２上に形成された被覆膜１１７と、を有し、前記被覆膜１１７と前記基材１００Ａと前記金属膜１１２Ｍとに囲まれた空間を有する。【選択図】図１
2008145573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に形成されて複数のスリット状の開口部を有する金属膜からなる偏光素子部と、
前記偏光素子部上に形成された被覆膜と、を有し、
前記被覆膜と前記基材と前記金属膜とに囲まれた空間を有することを特徴とする偏光素子。
【請求項２】
基材上に形成されて複数のスリット状の開口部を有する金属膜からなる偏光素子部と、
前記偏光素子部上に形成された被覆膜と、を有し、
前記開口部に空気層が形成されていることを特徴とする偏光素子。
【請求項３】
前記被覆膜が、前記金属膜の上面から前記金属膜と反対側に向かって成長した結晶粒の集合体により前記開口部の端部を閉塞していることを特徴とする請求項１又は２に記載の偏光素子。
【請求項４】
前記金属膜の上面に前記被覆膜の構成元素を含むシード層が形成されており、前記被覆膜が前記シード層から成長した結晶粒の集合体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の偏光素子。
【請求項５】
前記シード層が前記金属膜の上面にのみ選択的に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の偏光素子。
【請求項６】
前記シード層と前記被覆膜とがシリコン酸化物からなることを特徴とする請求項４又は５に記載の偏光素子。
【請求項７】
基材上に、金属膜を形成する工程と、
前記金属膜上にシード層を形成する工程と、
前記シード層上にエッチングマスクをパターン形成する工程と、
前記エッチングマスクを介したエッチング処理により前記シード層及び金属膜を部分的に除去し、前記金属膜にスリット状の開口部を形成する工程と、
前記エッチング後の金属膜及び前記シード層上に、前記シード層の構成元素を含む被覆膜を成膜する工程と、
を有することを特徴とする偏光素子の製造方法。
【請求項８】
前記エッチング処理としてドライエッチングを行うことで、前記エッチングマスクの開口領域内に露出しているシード層と前記金属膜とを一括して除去することを特徴とする請求項７に記載の偏光素子の製造方法。
【請求項９】
前記被覆膜を形成する工程が、前記シード層を起点として前記金属膜上に結晶粒を成長させ、当該結晶粒によって前記開口部を閉塞する工程であることを特徴とする請求項７又は８に記載の偏光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記シード層及び前記被覆膜としてシリコン酸化物膜を形成することを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の偏光素子の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から６のいずれか１項に記載の偏光素子を備えたことを特徴とする液晶装置。
【請求項１２】
一対の基板間に液晶層を挟持してなり、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板の前記液晶層側に前記偏光素子が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の液晶装置。
【請求項１３】
１つの画素で透過表示と反射表示とが可能な半透過反射型の液晶装置であって、前記偏光素子を、前記反射表示を行うための反射層として備えたことを特徴とする請求項１１に記載の液晶装置。
【請求項１４】
請求項１１から１３のいずれか１項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１５】
請求項１から６のいずれか１項に記載の偏光素子を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光素子とその製造方法、液晶装置、及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタのライトバルブに使用される偏光素子として、高温状態における劣化を抑制して偏光素子の耐光性を高めるために、ガラス基板上に形成されたアルミニウムなどの無機材料からなるグリッド状パターンからなる偏光素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、このような偏光素子を液晶装置に内蔵することも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特許第３６５４５５３号公報
【特許文献２】特表２００２−５２０６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１記載の無機材料からなる偏光素子を、液晶装置を構成する一部の機能素子として使用する場合、偏光素子上に保護膜や絶縁膜を形成する必要がある。特に特許文献２記載の構成のように、液晶装置を構成する基板の内面側（液晶側）に前記偏光素子を形成する場合には、偏光素子上に絶縁膜や電極を形成することになるため、偏光素子を覆う膜が必須のものとなる。しかしながら、無機材料のグリッド状パターンからなる偏光素子上に直接シリコン酸化物膜等を成膜すると、偏光素子の光学特性が大きく低下するという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑み成されたものであって、表面に被覆膜を有し、なおかつ優れた光学特性を備える偏光素子とその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の偏光素子は、上記課題を解決するために、基材上に形成されて複数のスリット状の開口部を有する金属膜からなる偏光素子部と、前記偏光素子部上に形成された被覆膜と、を有し、前記被覆膜と前記基材と前記金属膜とに囲まれた空間を有することを特徴とする。このような構成とすることで、偏光素子部を構成する金属膜が大気中に解放されている状態と同等の光学特性が得られる偏光素子とすることができる。
【０００６】
また本発明の偏光素子は、基材上に形成されて複数のスリット状の開口部を有する金属膜からなる偏光素子部と、前記偏光素子部上に形成された被覆膜と、を有し、前記開口部に空気層が形成されていることを特徴とする。このように開口部内に空気層を有する偏光素子とすることで、優れた光学特性を有する偏光素子を実現できる。前記開口部内が所定のガス（アルゴンガスや窒素ガス等）で満たされている構成であってもよく、前記開口部内が真空状態に保たれている構成であってもよい。
【０００７】
前記被覆膜が、前記金属膜の上面から前記金属膜と反対側に向かって成長した結晶粒の集合体により前記開口部の端部を閉塞している構成であることが好ましい。このような構成であれば、被覆膜の成膜工程で開口部の開口端を閉塞できるものであるため、きわめて容易に製造できる偏光素子となる。
【０００８】
前記金属膜の上面に前記被覆膜の構成元素を含むシード層が形成されており、前記被覆膜が前記シード層から成長した結晶粒の集合体であることが好ましい。被覆膜の結晶粒を制御するシード層を備えることで、きわめて容易に結晶粒の成長態様を制御することができ、被覆膜の成膜時に効率よく開口部の開口端を閉塞することができる。
【０００９】
前記シード層が前記金属膜の上面にのみ選択的に形成されている構成であれば、製造時に金属膜の側面に被覆膜の一部が形成されてしまうのを効果的に防止できるため、結果として開口部の内側にはほとんど被覆膜が形成されていない偏光素子となり、良好な光学特性を得ることができる。
【００１０】
前記シード層と前記被覆膜とがシリコン酸化物からなる構成であれば、製造性、被覆膜の光透過性、及び絶縁性に優れた偏光素子となる。被覆膜上に導電膜を形成するような場合に、かかる導電膜と偏光素子部の金属膜との短絡を容易に防止できる構成となる。
【００１１】
本発明の偏光素子の製造方法は、基材上に、金属膜を形成する工程と、前記金属膜上にシード層を形成する工程と、前記シード層上にエッチングマスクをパターン形成する工程と、前記エッチングマスクを介したエッチング処理により前記シード層及び金属膜を部分的に除去し、前記金属膜にスリット状の開口部を形成する工程と、前記エッチング後の金属膜及び前記シード層上に、前記シード層の構成元素を含む被覆膜を成膜する工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
前記エッチング処理としてドライエッチングを行うことで、前記エッチングマスクの開口領域内に露出しているシード層と前記金属膜とを一括して除去する製造方法とすれば、製造効率を高め安価に偏光素子を製造できる。
【００１３】
前記被覆膜を形成する工程が、前記シード層を起点として前記金属膜上に結晶粒を成長させ、当該結晶粒によって前記開口部を閉塞する工程であることが好ましい。この製造方法によれば、被覆膜の成膜を行うのみで金属膜の開口部内に空間を有する偏光素子を容易に製造できる。
【００１４】
前記シード層及び前記被覆膜としてシリコン酸化物膜を形成する構成であれば、偏光素子部の保護、被覆膜の光透過性、及び偏光素子部の絶縁性において優れた偏光素子を容易に製造できる。
【００１５】
本発明の液晶装置は、先に記載の偏光素子を備えたことを特徴とする。この構成によれば、光学特性に優れ、また偏光素子部が保護されて信頼性にも優れた偏光素子を具備した液晶装置を提供できる。
【００１６】
一対の基板間に液晶層を挟持してなり、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板の前記液晶層側に前記偏光素子が形成されている構成であれば、内蔵型の反射偏光層を備えた液晶装置を構成できる。
【００１７】
１つの画素で透過表示と反射表示とが可能な半透過反射型の液晶装置であって、前記偏光素子を、前記反射表示を行うための反射層として備えた構成であれば、透過表示と反射表示の双方で高コントラストの表示が得られる半透過反射型の液晶装置を提供できる。
【００１８】
本発明の電子機器は、先に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、表示品質及び信頼性に優れる表示部ないし光変調手段を備えた電子機器を提供することができる。また本発明の電子機器は、本発明の偏光素子を備えたものとすることもでき、かかる構成によれば、光学特性及び信頼性に優れた偏光光学系を備える電子機器を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
以下、本発明における偏光素子の製造方法及び偏光素子の一実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
【００２０】
〔偏光素子〕
図１（ａ）は、本実施形態の偏光素子１００を示す部分断面図である。図１（ｂ）は、偏光素子１００を構成する偏光素子部１１２を示す斜視図である。図２は、偏光素子１００の動作説明図である。
偏光素子１００は、光反射型の偏光素子であって、基材１００Ａを覆う下地層１１５上に形成された偏光素子部１１２と、偏光素子部１１２上に形成された被覆膜１１７とを備えている。ワイヤーグリッド構造を有する偏光素子部１１２は、下地層１１５の表面に、複数のスリット状の開口部１１３を有して形成された金属膜１１２Ｍを主体としてなる。金属膜１１２Ｍは平面視で縞状にパターン形成されており、例えば幅が７０ｎｍ、高さが１００ｎｍ、ピッチが１４０ｎｍとなっている。金属膜１１２Ｍの上面（天面）には、シード層１１６が形成されており、被覆膜１１７はかかるシード層１１６から結晶成長させた透明薄膜である。
【００２１】
基材１００Ａは、ガラスや石英、プラスチック等の透明基板からなり、反射型の偏光素子とする場合には、金属基板やセラミック基板等の不透明な基板を用いてもよい。
また下地層１１５は必要に応じて基材１００Ａ表面に形成されるものであり、例えばシリコン酸化物膜やアルミニウム酸化物膜により形成することができる。下地層１１５は、エッチングにより金属膜１１２Ｍをパターン形成する際のエッチングガス等による基材の損傷を防止する機能や、金属膜１１２Ｍの密着性を改善する機能を奏する。また偏光素子１００として反射型の偏光素子を形成する場合には、かかる下地層１１５を光反射性の金属材料により形成してもよい。
【００２２】
金属膜１１２Ｍを構成する金属材料としては、アルミニウムのほか、銀、金、銅、パラジウム、白金、ロジウム、シリコン、ニッケル、コバルト、マンガン、鉄、クロム、チタン、ルテニウム、ニオブ、ネオジウム、イッテルビウム、イットリウム、モリブデン、インジウム、ビスマス、又はこれらの合金などを用いることができる。また、金属膜１１２Ｍの表面に透明な誘電体膜が形成されていてもよい。例えば、金属膜１１２Ｍがアルミニウムからなるものである場合に、加熱処理により金属膜１１２Ｍの表面を酸化させてアルミニウム酸化物からなる誘電体膜を形成することができる。
【００２３】
シード層１１６及び被覆膜１１７は、本実施形態の場合、共通の成分を有する透明材料からなり、具体的にはシリコン酸化物等の透明絶縁材料を用いて形成されている。また透明絶縁材料のほか、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の透明導電材料を用いて形成することもできる。
【００２４】
このような偏光素子１００は、図２に示すように、可視光の波長よりも狭いピッチで形成された縞状パターンを有していることで、偏光素子１００に入射した光の偏光方向により偏光選択が行なわれる。具体的には、金属膜１１２Ｍの延在方向と垂直な方向に偏光軸を有する直線偏光Ｅｔを透過する一方、金属膜１１２Ｍの延在方向と平行な方向に偏光軸を有する直線偏光Ｅｒを反射する。したがって、本実施形態の偏光素子１００は、金属膜１１２Ｍの延在方向（図１（ｂ）のＸ軸方向）と平行な反射軸と、かかる反射軸と直交する向き（図１（ｂ）のＹ軸方向）の透過軸とを有する。
【００２５】
そして、本実施形態の偏光素子１００では、図１（ａ）に示すように、金属膜１１２Ｍと被覆膜１１７と下地層１１５とに囲まれた開口部１１３が空洞になっており、開口部１１３の内部は空気層（あるいは他のガスからなる層）、又は真空状態となっている。このように開口部１１３が空洞であることで、被覆膜１１７上に他の機能素子を形成した場合にも、偏光素子部１１２の光学特性（偏光の選択性）を損なうことがないものとなっている。
【００２６】
ここで、図３（ａ）は、本実施形態の偏光素子１００を液晶中に配置したときの光学特性（透過率及びコントラスト）を示すグラフと概略構成図である。図３（ｂ）は、ワイヤーグリッド偏光素子（偏光素子部１１２に相当）を空気中に解放した構成における光学特性を示すグラフと概略構成図である。図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示す構成の偏光素子を液晶中に配置したときの光学特性を示すグラフと概略構成図である。
【００２７】
図３（ａ）の概略構成図に示すように、本実施形態の偏光素子１００では、金属膜１１２Ｍからなる偏光素子部１１２を覆う被覆膜１１７が形成されているので、偏光素子１００を液晶中に配置しても、金属膜１１２Ｍの開口部１１３は空気層が形成された状態（あるいは真空状態）に保持されている。これに対して図３（ｃ）に示すように被覆膜を備えない構成では、金属膜の厚さ方向の先端側が解放されているので、金属膜間の開口部に液晶が充填された状態となる。
なお、液晶中に配置する場合に限らず、図３（ｃ）に示す構成のワイヤーグリッド型偏光素子において、金属膜を覆う樹脂膜や導電膜等を形成した場合には、金属膜の開口部内に樹脂膜や導電膜が充填された状態となる。
【００２８】
図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すグラフは、上記各条件の偏光素子に対して金属膜の延在方向に対して垂直な振動方向を有する直線偏光（すなわち偏光素子の透過軸に平行な振動方向の直線偏光）を入射させて透過率（Ｔｐ）を測定した結果と、偏光素子の透過軸に平行な振動方向の直線偏光の透過率（Ｔｐ）と、偏光素子の反射軸に平行な振動方向の直線偏光の透過率（Ｔｓ）との比率として得られるコントラスト（Ｔｐ／Ｔｓ）の測定結果とを示すものである。
【００２９】
図３（ａ）のグラフに示されているように、本実施形態の偏光素子１００では、液晶中に配置しているにも関わらず、図３（ｂ）に示す空気中に金属膜を解放したワイヤーグリッド偏光素子と同等以上の透過率が得られている。また、コントラスト（偏光の選択性）についても、遜色ない結果が得られている。これに対して、図３（ｃ）に示す金属膜の開口部内に液晶が充填されている条件では、可視光領域における透過率の均一性が低下しており、コントラストが著しく低下している。
なお、図３（ｃ）では金属膜の開口部に液晶が配されている条件としたが、かかる開口部に空気と異なる屈折率を有する物質（平坦化膜に用いられる樹脂材料等）が配されていると、図３（ｃ）の条件と同様に光学特性が低下する。
【００３０】
このように、本実施形態の偏光素子１００は、偏光素子部１１２を覆う被覆膜１１７を形成することで金属膜１１２Ｍの開口部１１３を空洞に保持できるようにしたことで、偏光素子部を空気中に解放して使用したときと同等の光学特性を得られるようになっており、液晶装置を構成する基板の内面側（液晶層側）に配置して用いられる内蔵型の反射偏光層として好適なものとなっている。
【００３１】
また本実施形態の偏光素子１００では、偏光素子部１１２上に被覆膜１１７が形成されていることで、細線状の金属膜１１２Ｍを保護することができるので、単独の偏光板として用いる場合等においても優れた信頼性を得ることができる。
また、偏光素子１００上に絶縁膜や導電膜を成膜して他の機能素子を形成する場合にも、被覆膜１１７により開口部１１３内を空洞に保持できるので、偏光素子１００の光学特性を損なうことなく電子機器等の機能部材として用いることができる。さらに、被覆膜１１７により偏光素子１００の上面が平坦化されているので、被覆膜１１７上に形成する他の機能素子の形成を容易かつ正確に行うことができ、偏光素子１００を備えた機器の機能性や製造性を向上させることができる。
【００３２】
〔偏光素子の製造方法〕
次に、上述した偏光素子１００の製造方法について、図４及び図５を参照しながら説明する。
図４は、偏光素子の製造工程を示す断面図であり、図５は偏光素子の製造工程で用いる露光装置の概略構成図である。
【００３３】
まず、図４（ａ）に示すように、透明なガラス基板等からなる基材１００Ａを用意し、基材１００Ａの一面側に、スパッタ法等により例えばシリコン酸化物膜を成膜して下地層１１５とする。その後、下地層１１５上に、スパッタ法等を用いてベタ状にアルミニウム膜を成膜して金属膜１１２ａを形成する。さらに、金属膜１１２ａ上に、スパッタ法等を用いてベタ状にシリコン酸化物膜を成膜してシード層１１６ａを形成する。
【００３４】
次に、図４（ｂ）に示すように、シード層１１６ａ上にレジストを塗布してこれをベークすることでレジスト層１１４ａを形成する。次に、例えば波長が２６６ｎｍのレーザ光を露光光として用いた二光束干渉露光法によりレジスト層１１４ａを露光する。ここでは、ピッチが可視光の波長以下（例えば１４０ｎｍ）の微細な縞状パターンとなるように露光を行う。露光を行った後、さらにレジスト層１１４ａをベーク（ＰＥＢ）し、その後にレジスト層１１４ａを現像する。これにより、図４（ｃ）に示すように、縞状のパターンを有するエッチングマスク１１４がシード層１１６ａ上に形成される。
【００３５】
ここで、二光束干渉露光法を行う露光装置は、例えば図５に示すものを用いることができる。露光装置１２０は、露光光を照射するレーザ光源１２１と、回折型ビームスプリッタ１２２と、モニタ１２３と、ビームエキスパンダ１２４、１２５と、ミラー１２６、１２７と、基材１００Ａを載置するステージ１２８とを備えている。
【００３６】
レーザ光源１２１は、例えば第４高調波の波長が２６６ｎｍであるＮｄ：ＹＶＯ４レーザ装置である。回折型ビームスプリッタ１２２は、レーザ光源１２１から出力された１本のレーザビームを分岐して２本のレーザビームを生成する分岐手段である。そして、回折型ビームスプリッタ１２２は、入射するレーザビームをＴＥ偏光としたときに強度の等しい２本の回折ビーム（±１次）を発生させる構成となっている。モニタ１２３は、回折型ビームスプリッタ１２２から出射した光を受光して電気信号に変換する。露光装置１２０では、この変換された電気信号に基づいて２本のレーザビームの交差角度などの調整を行えるようになっている。
【００３７】
ビームエキスパンダ１２４は、レンズ１２４ａと空間フィルタ１２４ｂとを備えており、回折型ビームスプリッタ１２２で分岐された２本のレーザビームのうちの一方のビーム径を例えば３００ｍｍ程度に広げる構成となっている。同様に、ビームエキスパンダ１２５も、レンズ１２５ａと空間フィルタ１２５ｂとを備えており、２本のレーザビームのうちの他方のビーム径を広げる構成となっている。ミラー１２６、１２７は、ビームエキスパンダ１２４、１２５を透過したレーザビームをそれぞれステージ１２８に向けて反射させる構成となっている。ここで、ミラー１２６、１２７は、反射したレーザビームを交差させることで干渉光を発生させ、この干渉光を基材１００Ａ上のレジスト層１１４ａに照射する。
このような露光装置１２０を用いてレジスト層１１４ａに干渉光を照射することで、レーザ光源１２１の波長よりも狭い形成ピッチでエッチングマスク１１４を形成することができる。
【００３８】
次に、エッチングマスク１１４を介したドライエッチング処理により、シード層１１６ａ及び金属膜１１２ａを部分的に除去し、金属膜１１２ａに開口部１１３を形成する。これにより、図４（ｄ）に示すように、複数のスリット状の開口部１１３を有する金属膜１１２Ｍからなる偏光素子部１１２が基材１００Ａ上に形成される。さらに、金属膜１１２Ｍの上面にはその延在方向に沿ってシード層１１６が形成されている。
なお、シード層１１６ａ及び金属膜１１２ａのエッチング処理は本実施形態のように一括して行えば効率がよいが、材質等の差異により一括して除去することができない場合には、それぞれの材質に合わせたエッチングガスを用いて２段階のエッチング処理を行ってもよい。ただし、いずれのエッチング方法を用いる場合にも、パターニング後の金属膜１１２Ｍ上にはシード層１１６が残るようにする。
【００３９】
次に、偏光素子部１１２（金属膜１１２Ｍ）上に、スパッタ法等を用いてシリコン酸化物膜を形成することで、図４（ｅ）に示すように、被覆膜１１７を形成する。このとき、金属膜１１２Ｍの上面にはシリコン酸化物からなるシード層１１６が形成されているので、被覆膜１１７はシード層１１６上で優先的に成長し、成長した結晶粒が金属膜１１２Ｍの開口部１１３の上方で当接して開口部１１３の開口端を閉塞する。その後は、被覆膜１１７を形成する堆積物（スパッタ粒子等）は、開口部１１３内には入り込むことができず、開口部１１３が空洞になったままで偏光素子部１１２上に被覆膜１１７が成膜される。
【００４０】
以上の工程により、偏光素子部１１２の開口部１１３が空洞である偏光素子１００を製造することができる。
ここで図６（ａ）は、本実施形態の製造方法を用いて製造された本発明に係る偏光素子の電子顕微鏡写真である。かかる（ａ）図に示すように、本実施形態により得られる偏光素子では、被覆膜１１７を構成する結晶粒が、金属膜１１２Ｍ上に形成されたシード層１１６から上方に成長し、隣接する結晶粒同士が開口部１１３上で当接して開口部１１３上を閉塞している。そして、基材１００Ａと金属膜１１２Ｍと被覆膜１１７とに囲まれた開口部１１３内は空洞になっている。このように本実施形態の製造方法によれば、先の図３（ａ）に示した光学特性を得られる構造の偏光素子１００を容易に製造することができる。
【００４１】
一方、図６（ｂ）は、シード層１１６を形成しない従来の製造方法を用いて、基材１００Ａ上に偏光素子部１１２を形成して製造した偏光素子に、単にシリコン酸化物膜１７０を形成したときの電子顕微鏡写真である。写真から明らかなように、金属膜１１２Ｍ上にシード層を形成することなくシリコン酸化物膜１７０を成膜すると、シリコン酸化物膜は金属膜１１２Ｍ上のみならず、金属膜１１２Ｍの間に露出している基材１００Ａ表面、及び金属膜１１２Ｍの側面にもシリコン酸化物膜が一様に成膜され、金属膜１１２Ｍ間の開口部はシリコン酸化物膜により満たされてしまう。このように金属膜１１２Ｍ間に屈折率の異なるシリコン酸化物が充填されていると、先の図３（ｃ）に示した結果と同様に、偏光素子の光学特性が低下する。
【００４２】
また、図６（ａ）、（ｂ）を比較すると、本実施形態の偏光素子における被覆膜１１７の表面は、金属膜１１２Ｍ間の領域に対応して溝が形成されているシリコン酸化物膜１７０の表面よりも平滑である。したがって本実施形態の偏光素子によれば、被覆膜１１７上への成膜や機能部材の形成を容易に、かつ高精度に行うことが可能である。
【００４３】
なお、本実施形態では、金属膜１１２Ｍ上にシリコン酸化物からなるシード層１１６を形成し、これを起点としてシリコン酸化物からなる被覆膜１１７を形成する場合について説明したが、シード層１１６及び被覆膜１１７をＩＴＯ等の透明導電材料により形成する場合にも、同様に開口部１１３が空洞に保持された偏光素子を製造することができる。この場合には、偏光素子１００は電極としても機能させることができる偏光素子となる。
【００４４】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係る偏光素子を内蔵型の反射偏光層として備えた液晶装置について図面を参照して説明する。
本実施形態の液晶装置は、初期配向が垂直配向を呈し、負の屈折率異方性を有する液晶からなる液晶層を備えた垂直配向モードの液晶装置である。また本実施形態の液晶装置は、基板上にカラーフィルタを具備したカラー液晶装置であり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出力する３個のサブ画素で１個の画素を構成するものとなっている。したがって表示を構成する最小単位となる表示領域を「サブ画素領域」、一組（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のサブ画素から構成される表示領域を「画素領域」と称する。
【００４５】
図７は、本実施形態の液晶装置２００を構成するマトリクス状に形成された複数のサブ画素領域の等価回路図である。図８は液晶装置２００の任意の１画素領域（３つのサブ画素領域）における平面図である。図９は、図８のＡ−Ａ'線に沿う部分断面図である。
なお、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示している。
【００４６】
図７に示すように、液晶装置２００の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数のサブ画素領域には、それぞれ画素電極９と画素電極９をスイッチング制御するためのＴＦＴ３０とが形成されている。ＴＦＴ３０のソースにはデータ線駆動回路１０１から延びるデータ線６ａが電気的に接続されている。データ線駆動回路１０１は、画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを、データ線６ａを介して各画素に供給する。前記画像信号Ｓ１〜Ｓｎはこの順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
【００４７】
ＴＦＴ３０のゲートには、走査線駆動回路１０２から延びる走査線３ａが電気的に接続されており、走査線駆動回路１０２から所定のタイミングで走査線３ａにパルス的に供給される走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが、この順に線順次でＴＦＴ３０のゲートに印加されるようになっている。画素電極９は、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されている。スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、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６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが所定のタイミングで画素電極９に書き込まれるようになっている。
【００４８】
画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極９と液晶を介して対向する共通電極との間で一定期間保持される。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付与されている。蓄積容量７０はＴＦＴ３０のドレインと容量線３ｂとの間に設けられている。
【００４９】
次に、図８及び図９を参照して液晶装置２００の詳細な構成について説明する。
液晶装置２００は、図９に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０を挟持した液晶パネルを含む。液晶層５０は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向する領域の縁端に沿って設けられた図示略のシール材によってＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に封止されている。ＴＦＴアレイ基板１０の背面側（図示下面側）には、導光板９１と反射板９２とを備えたバックライト（照明装置）９０が設けられている。
【００５０】
図８に示す画素の平面構成を見ると、表示領域の縦横に延びるデータ線６ａと走査線３ａとによって区画された平面視矩形状の領域が、それぞれサブ画素Ｄ１〜Ｄ３に対応する。本実施形態では、各サブ画素の平面領域に対応して青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の３色の着色部を周期的に配列してなるカラーフィルタ２２Ｂ、２２Ｇ、２２Ｒが設けられており、かかる３色の着色部に対応する１組のサブ画素Ｄ１〜Ｄ３が、３色の光を混色して表示する１つの画素を構成している。
【００５１】
各々のサブ画素に対応して画素電極９が形成されている。画素電極９は、走査線３ａとデータ線６ａとが交差する位置に対応して設けられたＴＦＴ３０と電気的に接続されている。ＴＦＴ３０は、アモルファスシリコン等からなる半導体層３５と、ソース電極６ｂと、ドレイン電極３２と、ゲート電極３３とを有している。ドレイン電極３２は、図示略のコンタクトホールを介して画素電極９と電気的に接続されている。
【００５２】
画素電極９は、データ線６ａの延在方向に配列された３個の島状部９９ａ、９９ｂ、９９ｃと、これらの島状部を互いに電気的に接続する連結部９９ｄ、９９ｅと、を備えている。すなわち、各々のサブ画素が島状部９９ａ〜９９ｃとほぼ同じ形状の３つのサブドットに分割された構成である。
カラーフィルタを備えた液晶装置では、１つのサブ画素の縦横比が約３：１となるので、本例のように１つのサブ画素Ｄに３つのサブドット（島状部９９ａ〜９９ｃ）を設けると、各サブドットの形状を円形や正多角形に近づけることができ、３６０°全方向に広視野角化するのに好ましい。各サブドット（島状部９９ａ〜９９ｃ）の形状は、図８では角を丸めた四角形状であるが、これに限らず、例えば円形状や八角形状、その他の多角形状のものとすることができる。また換言すれば、画素電極９において、各島状部９９ａ、９９ｂ、９９ｃの間には、電極を部分的に切り欠いた形状のスリット（連結部９９ｄ、９９ｅを除いた部分）が形成されていることになる。
【００５３】
そして、各島状部９９ａ、９９ｂ、９９ｃの中央部にあたる位置には、対向基板２０の共通電極２１上に誘電体突起（配向制御手段）２１ｂが形成されている。１つのサブ画素において、３つの島状部９９ａ〜９９ｃのうち、ＴＦＴ３０に近い側の島状部９９ａと、ＴＦＴ３０から離れた位置の島状部９９ｃの平面領域に対応して、反射偏光層１９が形成されている。画素全体でみると、走査線３ａの延在方向に沿って配列された複数の島状部９９ａにわたって延在する帯状の反射偏光層１９と、また走査線３ａ延在方向に沿って配列された複数の島状部９９ｃにわたって延在する他の帯状の反射偏光層１９とが形成されている。
【００５４】
したがって、反射偏光層１９と平面的に重なっている島状部９９ａ、９９ｃの平面領域が、当該サブ画素の反射表示領域であり、反射偏光層１９の開口領域（帯状の反射偏光層１９の間の領域）に位置する島状部９９ｂに対応する領域が当該サブ画素の透過表示領域である。
本実施形態の場合、画素電極９はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料からなる透明導電膜であり、反射偏光層１９は、先に記載の偏光素子部１１２と偏光素子部１１２を覆う被覆膜１１７とからなる偏光素子である。
なお、図示は省略したが、各サブ画素には図７に示した蓄積容量７０が形成されている。かかる蓄積容量については公知の構成を適用することができる。
【００５５】
図９に示す断面図を見ると、ＴＦＴアレイ基板１０において、ガラスやプラスチック等からなる基板本体１０Ａの液晶層５０側に、ＴＦＴ３０を含む回路層１１Ａが形成されており、かかる回路層１１Ａ上に部分的に反射偏光層１９が形成されている。
反射偏光層１９は、回路層１１Ａ側から順に、図１に示したのと同様の構成を備えた偏光素子部１１２と被覆膜１１７とが積層された構成である。本実施形態の場合、偏光素子部１１２の金属膜はアルミニウム膜であり、被覆膜はシリコン酸化物からなる透明絶縁膜である。
反射偏光層１９の被覆膜１１７上と反射偏光層１９の非形成領域に位置する回路層１１Ａ上とにわたって画素電極９が形成されている。画素電極９を覆うようにしてポリイミド等からなる配向膜（垂直配向膜）１８が形成されている。
【００５６】
なお、図８では図示を省略しているが、ドレイン電極３２の平面領域内には、画素電極９とＴＦＴ３０との間に介在する層間絶縁膜を貫通してＴＦＴ３０のドレイン電極３２に達する画素コンタクトホールが形成されており、かかる画素コンタクトホールを介してＴＦＴ３０のドレイン電極３２と画素電極９とが電気的に接続されている。
本実施形態では、画素電極９と回路層１１Ａとの間に反射偏光層１９が配されているため、反射偏光層１９は画素コンタクトホールの形成領域を避けて形成されている。すなわち、金属膜からなる反射偏光層１９と画素電極９とが画素コンタクトホール内で接触しない構成とされている。あるいは、画素コンタクトホールを透過表示領域（反射偏光層１９の非形成領域）内に形成してもよい。
【００５７】
対向基板２０において、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２０Ａの液晶層５０側面には、カラーフィルタ２２Ｂと、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる共通電極２１とが形成されている。共通電極２１上に液晶層５０側へ突出する３つの誘電体突起２１ｂが形成されており、かかる誘電体突起２１ｂと共通電極２１とを覆うようにして配向膜（垂直配向膜）２８が形成されている。
【００５８】
カラーフィルタ２２Ｂは、サブ画素領域内で２つの色材領域２２Ｂｒ、２２Ｂｔに区画されており、一方の色材領域２２Ｂｒは、反射表示領域（すなわち反射偏光層１９の形成領域）と重なる領域に設けられている。他方の色材領域２２Ｂｔは、透過表示領域（すなわちサブ画素の開口領域）と重なる領域に設けられている。このように反射表示と透過表示のそれぞれで異なる色材領域２２Ｂｒ、２２Ｂｔを用いてカラー表示を行う構成とすることで、各表示モードについて適切な色濃度の表示が可能になり、高画質の表示を得ることができる。
【００５９】
基板本体１０Ａの液晶層５０と反対側には偏光板１４が配設されている。また基板本体２０Ａの液晶層５０と反対側には偏光板２４が配設されている。表示面である偏光板２４側には、視角補償を目的とする光学補償板（負のＣプレート等）を設けてもよい。
【００６０】
上記構成を具備した液晶装置２００は、ＴＦＴ３０を介して画素電極９に画像信号（電圧）を印加することで、画素電極９と共通電極２１との間に液晶層５０の層厚方向の電界を生じさせ、かかる電界によって液晶を駆動して各々のサブ画素の透過率／反射率を変化させることで画像表示を行う垂直配向モードの液晶装置である。
電圧印加時には、画素電極９を構成する島状部９９ａ〜９９ｃの辺縁部と、島状部９９ａ〜９９ｃの中央部に配置された誘電体突起２１ｂとによる配向制御作用により、各々の誘電体突起２１ｂを中心とする略放射状に液晶分子５１を配向させる。これにより、全方位で高コントラストの表示を得られるようになっている。
【００６１】
また、反射表示領域に対応して反射偏光層１９が設けられているので、マルチギャップ構造を用いることなく透過表示と反射表示の双方で良好なコントラストを得られる液晶装置となっている。そして、反射偏光層１９が、本発明に係るワイヤーグリッド型の偏光素子により形成されたものであるから、偏光素子部１１２を覆う被覆膜１１７の存在により、反射偏光層１９上に形成された画素電極９が偏光素子部１１２の開口部に入り込んで反射偏光層１９の光学特性を低下させるのを防止することができ、反射偏光層１９において透過率とコントラスト（偏光選択性）の双方において優れた光学特性を得られる。したがって、本実施形態の液晶装置によれば、高コントラストの反射表示を得ることができる。
また、被覆膜１１７の表面は図６（ａ）に示したように平滑な面であるため、被覆膜１１７上に形成された画素電極９及び配向膜１８の表面も平滑な面とすることができ、液晶層厚を正確に制御できることから表示品質を高めることができる。
【００６２】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る液晶装置について図面を参照して説明する。本実施形態の液晶装置は、液晶に対して基板面方向の電界（横電界）を印加し、配向を制御することにより画像表示を行う横電界方式のうち、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式と呼ばれる方式を採用した液晶装置である。また本実施形態の液晶装置は、基板上にカラーフィルタを具備したカラー液晶装置である。
【００６３】
図１０は、本実施形態の液晶装置３００の任意の１サブ画素領域における平面図である。図１１は、図１０のＢ−Ｂ'線に沿う部分断面図である。
なお、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示している。また、以下で参照する各図において、図７から図９に示した第２実施形態の液晶装置と共通の構成要素には同一の符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【００６４】
液晶装置３００は、図１１に示すように、ＴＦＴアレイ基板（第１基板）１０と対向基板（第２基板）２０との間に液晶層５０を挟持した液晶パネルを含む。液晶層５０は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向する領域の縁端に沿って設けられた図示略のシール材によって基板１０，２０間に封止されている。ＴＦＴアレイ基板１０の背面側（図示下面側）には、導光板９１と反射板９２とを備えたバックライト（照明装置）９０が設けられている。
【００６５】
図１０に示すように、液晶装置３００のサブ画素領域には、データ線６ａの延在方向（Ｙ軸方向）に長手の平面視略櫛歯状を成す画素電極（第１電極）９と、画素電極９と平面的に重なって配置された平面略ベタ状の共通電極（第２電極）２９とが設けられている。サブ画素領域の図示左上の角部には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを所定間隔で離間した状態に保持するための柱状スペーサ４０が立設されている。
【００６６】
画素電極９は、データ線６ａ延在方向に延びる複数本（図示では５本）の帯状電極部９ｃと、これら複数の帯状電極部９ｃのＴＦＴ３０側（＋Ｙ側）の各端部に接続されて走査線３ａの延在方向に延びる基端部９ａと、基端部９ａの走査線３ａ延在方向中央部からＴＦＴ３０側（＋Ｙ側）に延出されたコンタクト部９ｂとからなる。
【００６７】
共通電極２９は、図１１に示す画素領域内で平面ベタ状に形成された透明電極であり、かかる共通電極２９の一部と平面的に重なる領域に反射偏光層１９が形成されている。反射偏光層１９は、本発明に係る偏光素子からなるものであり、微細なスリット構造を具備した光反射性の金属膜からなる偏光素子部を備えている。
【００６８】
なお、共通電極２９は、図２（ａ）に示すサブ画素領域とほぼ同じ大きさの平面視略矩形状であってもよい。この場合には、複数の共通電極にわたって延在する共通電極配線を設け、当該共通電極配線の延在方向に沿って配列された共通電極同士を電気的に接続するとよい。
【００６９】
本実施形態の液晶装置２００は、図１０に示す１サブ画素領域内のうち、画素電極９が配置された概略矩形状の平面領域のうち反射偏光層１９の形成された領域が、対向基板２０の外側から入射して液晶層５０を透過する光を反射、変調して表示を行う反射表示領域Ｒとなっている。また、画素電極９が配置された領域のうち、反射偏光層１９の非形成領域とされて光を透過する領域が、バックライト９０から入射して液晶層５０を透過する光を変調して表示を行う透過表示領域Ｔとなっている。
【００７０】
ＴＦＴ３０は、画素電極９の長手方向（Ｘ軸方向）に延びるデータ線６ａと、データ線６ａと直交する方向（Ｙ軸方向）に延びる走査線３ａとに接続されている。走査線３ａに隣接して走査線３ａと平行に延びる容量線３ｂが設けられている。ＴＦＴ３０は走査線３ａの平面領域内に部分的に形成されたアモルファスシリコン膜からなる半導体層３５と、半導体層３５と一部平面的に重なって形成されたソース電極６ｂ及びドレイン電極３２とを備えている。走査線３ａは半導体層３５と平面的に重なる位置でＴＦＴ３０のゲート電極として機能する。
【００７１】
ＴＦＴ３０のソース電極６ｂは、データ線６ａから分岐されて半導体層３５に延びる平面視略逆Ｌ形に形成されており、ドレイン電極３２は、半導体層３５と平面的に重なる位置から画素電極９側（−Ｙ側）に延び、その先端には平面視略矩形状の容量電極３１が電気的に接続されている。容量電極３１上には、画素電極９の端部において走査線３ａ側に突出するコンタクト部９ｂが配置されており、両者が平面的に重なる位置に設けられた画素コンタクトホール４５を介して容量電極３１と画素電極９とが電気的に接続されている。容量電極３１は、容量線３ｂの平面領域内に配置されており、厚さ方向で対向する容量電極３１と容量線３ｂとを電極とする蓄積容量７０を構成している。
【００７２】
なお、本実施形態の液晶装置３００は、画素電極９と画素電極９に対向する共通電極２９とを備えたＦＦＳ方式の液晶装置であるため、表示動作時に画素電極９に電圧を印加すると、画素電極９と共通電極２９とが平面的に重なる領域に比較的大きな容量が形成される。したがって液晶装置３００では、蓄積容量７０を省略することもできる。かかる構成とすれば、容量電極３１と容量線３ｂとが形成されている領域も表示に利用できるようになるため、サブ画素の開口率を向上させて表示を明るくすることができる。
【００７３】
図１１に示す断面構造をみると、互いに対向して配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が挟持されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、ガラスや石英、プラスチック等の透光性の基板本体１０Ａを基体としてなり、基板本体１０Ａの内面側（液晶層５０側）には、走査線３ａ及び容量線３ｂが形成されている。走査線３ａ及び容量線３ｂを覆って、シリコン酸化物等の透明絶縁膜からなるゲート絶縁膜１１が形成されている。
ゲート絶縁膜１１上に、アモルファスシリコンの半導体層３５が形成されており、半導体層３５に一部乗り上げるようにしてソース電極６ｂと、ドレイン電極３２とが設けられている。容量電極３１はドレイン電極３２と一体に形成されている。
半導体層３５は、ゲート絶縁膜１１を介して走査線３ａと対向配置されており、当該対向領域で走査線３ａがＴＦＴ３０のゲート電極を構成する。容量電極３１は、ゲート絶縁膜１１を介して容量線３ｂと対向配置されており、容量電極３１と容量線３ｂとが対向する領域に、ゲート絶縁膜１１をその誘電体膜とする蓄積容量７０が形成されている。
【００７４】
半導体層３５、ソース電極６ｂ、ドレイン電極３２、及び容量電極３１を覆って、シリコン酸化物等からなる層間絶縁膜１２が形成されている。層間絶縁膜１２上に、偏光素子部１１２と被覆膜１１７とにより構成された本発明に係る偏光素子である反射偏光層１９が部分的に形成されている。本実施形態においても、偏光素子部１１２を構成する金属膜（１１２Ｍ）はアルミニウムからなり、偏光素子部１１２を覆う被覆膜１１７はシリコン酸化物膜からなる。
反射偏光層１９上を含む層間絶縁膜１２上に、平面ベタ状の透明導電膜からなる共通電極２９が形成されている。共通電極２９と反射偏光層１９の偏光素子部１１２とは、透明絶縁膜である被覆膜１１７により絶縁されている。
【００７５】
なお、図１１では、共通電極２９が反射偏光層１９を覆って形成されている場合が示されているが、共通電極２９と反射偏光層１９とが平面的に区画されている構成であってもよい。かかる構成とする場合には、被覆膜１１７としてＩＴＯ等の透明導電材料を用いることが好ましい。このような構成とすれば、反射偏光層１９を共通電極の一部として使用することができる。
【００７６】
共通電極２９を覆って、シリコン酸化物等からなる電極部絶縁膜１３が形成されており、電極部絶縁膜１３上にＩＴＯ等の透明導電材料からなる画素電極９が形成されている。層間絶縁膜１２及び電極部絶縁膜１３を貫通して容量電極３１に達する画素コンタクトホール４５が形成されており、画素コンタクトホール４５内に画素電極９のコンタクト部９ｂが一部埋設されることで、画素電極９と容量電極３１とが電気的に接続されている。画素コンタクトホール４５の形成領域に対応して、少なくとも反射偏光層１９の偏光素子部１１２に開口部が設けられており、金属膜からなる偏光素子部１１２と画素電極９とが接触しないようになっている。画素電極９を覆うようにしてポリイミド等からなる配向膜（水平配向膜）１８が形成されている。
【００７７】
一方、対向基板２０の内面側（液晶層５０側）には、カラーフィルタ２２と、配向膜（水平配向膜）２８とが積層されている。対向基板２０の外面側には、ＴＦＴアレイ基板１０の外面側に排泄された偏光板１４と対を成す偏光板２４が配設されている。
【００７８】
カラーフィルタ２２は、画素領域内で色度の異なる２種類の領域に区画された構成とすることが好ましい。具体的には、先の第２実施形態に係るカラーフィルタと同様の構成とすることが好ましい。すなわち、透過表示領域Ｔに対応して配置された第１の色材領域と、反射表示領域Ｒに対応して配置された第２の色材領域とが区画形成された構成のものを採用することが好ましい。この場合において、透過表示領域に配される第１の色材領域の色濃度は、第２の色材領域の色濃度より大きくされる。このような構成とすることで、カラーフィルタ２２を表示光が１回のみ透過する透過表示領域と、２回透過する反射表示領域との間で表示光の色味が異なるのを防止でき、反射表示と透過表示の見映えを同じくして表示品質を向上させることができる。
【００７９】
上記構成を具備した液晶装置３００は、ＦＦＳ方式の液晶装置であり、ＴＦＴ３０を介して画素電極９に画像信号（電圧）を印加することで、画素電極９と共通電極２９との間に基板面方向（平面視では図１０Ｘ軸方向）の電界を生じさせ、かかる電界によって液晶を駆動して各々のサブ画素の透過率／反射率を変化させることで画像表示を行うものとなっている。
液晶層５０を挟持して対向する配向膜１８，２８は平面視で同一方向にラビング処理されているので、画素電極９に電圧を印加しない状態では、液晶層５０を構成する液晶分子は、基板１０，２０間でラビング方向に沿って水平に配向した状態となっている。このような液晶層５０に画素電極９と共通電極２９との間に形成した電界を作用させると、図１０に示す帯状電極部９ｃの線幅方向（Ｘ軸方向）に沿って液晶分子が再配向する。液晶装置３００は、このような液晶分子の配向状態の差異に基づく複屈折性を利用して明暗表示を行うようになっている。なお、液晶装置３００の動作時に、共通電極２９は画素電極９との間で所定範囲の電圧差を生じさせるべく一定電圧に保持されていればよい。
【００８０】
本実施形態の液晶装置３００においても、反射表示領域に対応して反射偏光層１９が設けられているので、マルチギャップ構造を用いることなく透過表示と反射表示の双方で良好なコントラストを得られる液晶装置となっている。そして、反射偏光層１９が、本発明に係るワイヤーグリッド型の偏光素子により形成されたものであるから、偏光素子部１１２を覆う被覆膜１１７の存在により、反射偏光層１９上に形成された共通電極２９が偏光素子部１１２の開口部に入り込んで反射偏光層１９の光学特性を低下させるのを防止することができ、反射偏光層１９において透過率とコントラスト（偏光選択性）の双方において優れた光学特性を得られる。したがって本実施形態の液晶装置によれば、高コントラストの反射表示を得ることができる。
また、被覆膜１１７の表面は図６（ａ）に示したように平滑な面であるため、被覆膜１１７上に形成された共通電極２９、電極部絶縁膜１３、画素電極９、及び配向膜１８の表面も平滑な面とすることができ、電極部絶縁膜１３の膜厚により制御される画素電極９と共通電極２９との間隔や、液晶層厚を正確に制御できることから表示品質を高めることができる。
【００８１】
また本実施形態の液晶装置３００では、表示部である透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとで液晶層厚が一定であるため、両領域で駆動電圧に差が生じることもなく、反射表示と透過表示とで表示状態が異なってしまうのを効果的に防止できるものとなっている。
【００８２】
さらに、反射表示を行うための反射偏光層１９が、ＴＦＴアレイ基板１０側に設けられているので、ＴＦＴ３０とともにＴＦＴアレイ基板１０上に形成される金属配線等で外光が反射されて表示品質を低下させるのを効果的に防止することができる。さらに、画素電極９が透明導電材料を用いて形成されているので、液晶層５０を透過してＴＦＴアレイ基板１０に入射した外光が画素電極９で乱反射されるのを防止することもでき、優れた視認性を得ることができる。
【００８３】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４実施形態に係る液晶装置について図面を参照して説明する。本実施形態の液晶装置は、液晶に対して基板面方向の電界（横電界）を印加し、配向を制御することにより画像表示を行う横電界方式のうち、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式と呼ばれる方式を採用した液晶装置である。また本実施形態の液晶装置は、基板上にカラーフィルタを具備したカラー液晶装置である。
【００８４】
図１２は液晶装置４００の任意の１サブ画素領域における平面構成図である。図１３（ａ）は、図１２のＤ−Ｄ'線に沿う部分断面構成図であり、図１３（ｂ）は、図１２のＦ−Ｆ’線に沿う部分断面構成図である。
なお、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示している。また以下で参照する各図において、図１０及び図１１に示した第３実施形態の液晶装置と共通の構成要素には同一の符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【００８５】
本実施形態の液晶装置４００は、図１３に示すようにＴＦＴアレイ基板（第１基板）１０と対向基板（第２基板）２０との間に液晶層５０を挟持した構成を備えており、液晶層５０は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向する領域の縁端に沿って設けられた図示略のシール材によって基板１０，２０間に封止されている。対向基板２０の背面側（図示下面側）には、導光板９１と反射板９２とを具備したバックライト（照明装置）９０が設けられている。
【００８６】
図１２に示すように、液晶装置４００のサブ画素領域には、サブ画素領域の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って延びるデータ線６ａと、データ線６ａと直交する方向（Ｘ軸方向）に延びる走査線３ａとが形成されている。サブ画素領域の走査線３ａと反対側の辺縁に沿って延びる容量線３ｂが形成されている。平面視略櫛歯状を成してデータ線６ａ延在方向（Ｙ軸方向）に長手の画素電極（第１電極）９と、平面視略櫛歯状を成す共通電極（第２電極）３９とが設けられている。サブ画素領域の図示左上の角部に柱状スペーサ４０が立設されている。
【００８７】
画素電極９は、データ線６ａ延在方向（Ｙ軸方向）沿って延びる複数本（図示では３本）の帯状電極部９ｃと、これら複数の帯状電極部９ｃの容量線３ｂ側（−Ｙ側）の各端部に接続され、容量線３ｂの延在方向（Ｘ軸方向）に沿って延びる基端部９ａと、基端部９ａの中央部から容量線３ｂ上に向かって延出されたコンタクト部９ｂとからなる。
【００８８】
共通電極３９は、画素電極９の帯状電極部９ｃと交互に配置されるとともに帯状電極部９ｃと平行（Ｙ軸方向）に延びる複数（図では２本）の帯状電極部３９ｃと、帯状電極部３９ｃの走査線３ａ側の端部に接続されて走査線３ａの延在方向（Ｘ軸方向）に沿って延びる本線部３９ａとからなる。共通電極３９は、Ｘ軸方向に配列された複数のサブ画素領域にわたって延在する平面視略櫛歯状の電極部材である。
図１２に示すサブ画素領域では、データ線６ａに沿って延びる３本の帯状電極部９ｃと、これらの帯状電極部９ｃの間に配置された２本の帯状電極部３９ｃとの間に電圧を印加し、当該サブ画素領域の液晶に基板面方向の電界（横電界）を印加するようになっている。
【００８９】
データ線６ａと走査線３ａとの交差部の近傍にＴＦＴ３０が設けられている。ＴＦＴ３０は走査線３ａの平面領域内に部分的に形成されたアモルファスシリコンからなる半導体層３５と、半導体層３５と一部平面的に重なって形成されたソース電極６ｂ、及びドレイン電極３２とを備えている。走査線３ａは半導体層３５と平面的に重なる位置でＴＦＴ３０のゲート電極として機能する。
【００９０】
ＴＦＴ３０のソース電極６ｂは、データ線６ａから分岐されて半導体層３５に延びる平面視略逆Ｌ形に形成されており、ドレイン電極３２は、その画素電極９側の端部で接続配線３１ａと電気的に接続されている。接続配線３１ａは、ＴＦＴ３０から画素電極９の外側を経由して容量線３ｂ側へ延びており、容量線３ｂ上に位置する容量電極３１と電気的に接続されている。
容量電極３１は、容量線３ｂと平面的に重なって形成された平面視略矩形状の導電部材である。容量電極３１上には、画素電極９のコンタクト部９ｂが平面的に重なって配置されており、両者が重なる位置に画素コンタクトホール４５が設けられている。そして、画素コンタクトホール４５を介して容量電極３１と画素電極９とが電気的に接続されている。また、容量電極３１と容量線３ｂとが平面的に重なる領域に、厚さ方向で対向する容量電極３１と容量線３ｂとを電極とする蓄積容量７０が形成されている。
【００９１】
また、図１２に示すサブ画素領域には、当該サブ画素領域とほぼ同一の平面形状を有するカラーフィルタ２２と、サブ画素領域の容量線３ｂ側の半分程度の平面領域を占める反射偏光層１９とが設けられている。反射偏光層１９は、本発明に係る偏光素子からなるものであり、微細なスリット構造を具備した光反射性の金属膜からなる偏光素子部を備えている。反射偏光層１９はカラーフィルタ２２とともに、対向基板２０上に形成されている。そして、図１２に示すように、帯状電極部９ｃ、３９ｃが交互に配列されている領域のうち、反射偏光層１９の形成領域が当該サブ画素領域の反射表示領域Ｒとされ、残る領域が透過表示領域Ｔとなっている。
【００９２】
次に、図１３（ａ）に示すＤ−Ｄ’断面構造をみると、互いに対向して配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が挟持されている。ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の外面側（液晶層５０と反対側）には、それぞれ偏光板１４，２４が配設されている。
【００９３】
ＴＦＴアレイ基板１０は、ガラスや石英、プラスチック等の透光性の基板本体１０Ａを基体としてなり、基板本体１０Ａの内面側（液晶層５０側）には、走査線３ａ及び容量線３ｂが形成されており、走査線３ａ及び容量線３ｂを覆って、シリコン酸化物等の透明絶縁膜からなるゲート絶縁膜１１が形成されている。
走査線３ａ上に位置するゲート絶縁膜１１上に、アモルファスシリコンの半導体層３５が形成されており、半導体層３５に一部乗り上げるようにしてソース電極６ｂと、ドレイン電極３２とが設けられている。ドレイン電極３２は、接続配線３１ａ及び容量電極３１と一体に形成されている。半導体層３５は、ゲート絶縁膜１１を介して走査線３ａと対向配置されており、かかる対向領域で走査線３ａがＴＦＴ３０のゲート電極を構成している。
容量電極３１は、ゲート絶縁膜１１を介して容量線３ｂと対向する位置に形成されており、容量電極３１と容量線３ｂとを一対の電極とするとともにゲート絶縁膜１１を誘電体膜とする蓄積容量７０が形成されている。
【００９４】
半導体層３５、ソース電極６ｂ、ドレイン電極３２、及び容量電極３１を覆って、シリコン酸化物等からなる層間絶縁膜１２が形成されている。層間絶縁膜１２上に、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる画素電極９及び共通電極３９が形成されている。層間絶縁膜１２上にＩＴＯ等の透明導電材料からなる画素電極９が形成されている。層間絶縁膜１２を貫通して容量電極３１に達する画素コンタクトホール４５が形成されている。画素コンタクトホール４５内に画素電極９のコンタクト部９ｂが一部埋設されることで、画素電極９と容量電極３１とが電気的に接続されている。画素電極９及び共通電極３９を覆ってポリイミド等からなる配向膜（水平配向膜）１８が形成されている。
【００９５】
また、図１３（ｂ）に示すＦ−Ｆ’断面構造をみると、層間絶縁膜１２上の同層に画素電極９の帯状電極部９ｃと、共通電極３９の帯状電極部３９ｃとが交互に配列されており、ＴＦＴ３０を介して画素電極９に書き込まれた電圧によって帯状電極部９ｃと帯状電極部３９ｃとの間に図１２Ｘ軸方向の横電界を生じさせ、かかる横電界によって液晶層５０の液晶分子の配向状態を制御できるようになっている。
【００９６】
図１３（ａ）に示すように、対向基板２０の基体である基板本体２０Ａの液晶層５０側（内面側）には、基板本体２０Ａ上に偏光素子部１１２と被覆膜１１７とを積層してなる反射偏光層１９が部分的に設けられている。反射偏光層１９を覆うようにしてサブ画素領域内でベタ状のカラーフィルタ２２が設けられている。カラーフィルタ２２上には配向膜（水平配向膜）２８が積層されている。先に記載のように、反射偏光層１９の形成領域が反射表示領域Ｒを構成し、反射偏光層１９の非形成領域が透過表示領域Ｔを構成している。
【００９７】
なお、本実施形態においても、カラーフィルタ２２として、画素領域内で色濃度の異なる２種類の領域に区画されている構成とすることが好ましい。このような構成とすることで、透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとの間で表示光の色味が異なるのを防止でき、反射表示と透過表示の見映えを揃えて表示品質を向上させることができる。
また、カラーフィルタ２２上には、さらに透明樹脂材料等からなる絶縁膜を積層してもよい。反射偏光層１９を覆ってカラーフィルタ２２が形成されているので、このカラーフィルタ２２によって、アルミニウム等の金属膜からなる偏光素子部１１２による電界の歪みを防止することができるが、上記の絶縁膜を積層すれば、かかる効果をさらに確実なものとすることができる。
【００９８】
上記構成を具備した液晶装置４００は、ＩＰＳ方式の液晶装置であり、ＴＦＴ３０を介して画素電極９に画像信号（電圧）を印加することで、画素電極９と共通電極３９との間に基板面方向（平面視では図１２Ｘ軸方向）の電界を生じさせ、かかる電界によって液晶を駆動し、各サブ画素の透過率／反射率を変化させることで画像表示を行うものとなっている。液晶装置４００において液晶層５０を挟持して対向する配向膜１８，２８は平面視で同一方向にラビング処理されているので、画素電極９に電圧を印加しない状態では、液晶層５０を構成する液晶分子は、基板１０，２０間でラビング方向に沿って水平に配向した状態となっている。そして、このような液晶層５０に画素電極９と共通電極３９との間に形成した電界を作用させると、図１２に示す帯状電極部９ｃ、３９ｃの幅方向（Ｘ軸方向）に沿って液晶分子が配向する。液晶装置４００は、このような液晶分子の配向状態の差異に基づく複屈折性を利用して明暗表示を行うようになっている。
【００９９】
本実施形態の液晶装置４００においても、反射表示領域に対応して反射偏光層１９が設けられているので、マルチギャップ構造を用いることなく透過表示と反射表示の双方で良好なコントラストを得られる液晶装置となっている。そして、反射偏光層１９が、本発明に係るワイヤーグリッド型の偏光素子により形成されたものであるから、偏光素子部１１２を覆う被覆膜１１７の存在により、反射偏光層１９上に形成されたカラーフィルタ２２が偏光素子部１１２の開口部に入り込んで反射偏光層１９の光学特性を低下させるのを防止することができ、反射偏光層１９において透過率とコントラスト（偏光選択性）の双方において優れた光学特性を得られる。したがって本実施形態の液晶装置によれば、高コントラストの反射表示を得ることができる。
また、被覆膜１１７の表面は図６（ａ）に示したように平滑な面であるため、被覆膜１１７上に形成されたカラーフィルタ２２及び配向膜２８の表面も平滑な面とすることができ、液晶層厚を正確に制御できることから表示品質を高めることができる。
【０１００】
また本実施形態の液晶装置４００では、主要な表示部である透過表示領域Ｔと、反射表示領域Ｒのうち反射偏光層１９を利用して表示を行う領域とで液晶層厚が一定であるため、両領域で駆動電圧に差が生じることもなく、反射表示と透過表示とで表示状態が異なってしまうことはない。
さらに、画素電極９及び共通電極３９が透明導電材料を用いて形成されているので、液晶層５０を透過してＴＦＴアレイ基板１０に入射した外光が画素電極９や共通電極３９で乱反射されるのを防止することもでき、優れた視認性を得ることができる。
【０１０１】
（第５の実施形態）
図１４は、本発明に係る偏光素子を備えたプロジェクタの要部を示す概略構成図である。本実施形態のプロジェクタは、光変調装置として液晶装置を用いた液晶プロジェクタである。
図１４において、８１０は光源、８１３、８１４はダイクロイックミラー、８１５、８１６、８１７は反射ミラー、８１８は入射レンズ、８１９はリレーレンズ、８２０は出射レンズ、８２２、８２３、８２４は液晶装置からなる光変調装置、８２５はクロスダイクロイックプリズム、８２６は投射レンズ、８３１、８３２、８３３は入射側の偏光素子、８３４、８３５、８３６は射出側の偏光素子である。
【０１０２】
光源８１０は、メタルハライド等のランプ８１１とランプの光を反射するリフレクタ８１２とからなる。なお、光源８１０としては、メタルハライド以外にも超高圧水銀ランプ、フラッシュ水銀ランプ、高圧水銀ランプ、Ｄｅｅｐ ＵＶランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ等を用いることも可能である。
【０１０３】
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、偏光素子８３１を介して赤色光用液晶光変調装置８２２に入射する。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、偏光素子８３２を介して緑色光用液晶光変調装置８２３に入射する。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、青色光が偏光素子８３３を介して青色光用液晶光変調装置８２４に入射する。
【０１０４】
各光変調装置８２２〜８２４により変調された３つの色光は、各色偏光素子８３４〜８３６を介してクロスダイクロイックプリズム８２５に入射する。このクロスダイクロイックプリズム８２５は４つの直角プリズムを貼り合わせたものであり、その界面には赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とがＸ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投写され、画像が拡大されて表示される。
【０１０５】
ここで、本実施形態のプロジェクタにおいては、偏光素子８３１〜８３６として、本発明に係る偏光素子を採用している。すなわち、図１に示したように、基材上に形成された金属膜１１２Ｍからなる偏光素子部１１２と、偏光素子部１１２を覆って形成された被覆膜１１７とを備え、金属膜１１２Ｍ間の開口部１１３が空洞となっている構成の偏光素子が用いられている。メタルハライドランプ８１１からなる光源８１０は高エネルギーの発光が行われるものであるため、有機材料では当該高エネルギーの光により分解ないし変形が生じるおそれがある。そこで、耐光性及び耐熱性の高い金属膜からなる偏光素子部１１２を具備した偏光素子によって偏光素子８３１〜８３６を構成している。
【０１０６】
本発明に係る偏光素子にあっては、偏光素子部１１２の基材と反対側に被覆膜１１７が形成されているので、かかる被覆膜１１７が狭小な細線状の金属膜からなる偏光素子部１１２を保護する機能を奏するので、本実施形態のプロジェクタのように偏光素子を単体で備える電子機器においても、本発明に係る偏光素子は高い信頼性を備え、取り扱いも容易なものとなっている。
【０１０７】
なお、本実施形態では、光変調装置８２２〜８２４とは別の部材として偏光素子８３４〜８３６を備えたものとしたが、本発明に係る偏光素子は基材上に直接形成可能なものであるため、光変調装置としての液晶パネルを構成する基板の外面側（液晶と反対側）に、本発明に係る偏光素子が形成されている構成を採用してもよい。かかる構成にあっても、基板外面側に形成した偏光素子部１１２を被覆膜１１７によって良好に保護することができ、高い信頼性を備えた光変調装置とすることができる。
【０１０８】
（電子機器）
図１５は、本発明に係る液晶装置を表示部に備えた電子機器の一例である携帯電話の斜視構成図であり、この携帯電話１３００は、先の実施形態の液晶装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。
上記実施の形態の液晶装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、高輝度、高コントラスト、広視野角の透過表示及び反射表示を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】第１実施形態に係る偏光素子を示す部分断面図及び斜視図。
【図２】偏光素子の動作説明図。
【図３】構成の差異による偏光素子の光学特性の変化を示すグラフ及び概略構成図。
【図４】第１実施形態に係る偏光素子の製造工程図。
【図５】偏光素子の製造に用いる露光装置の一例を示す概略構成図。
【図６】第１実施形態の偏光素子の断面構造及び従来の構造を示す写真。
【図７】第２実施形態に係る液晶装置の等価回路図。
【図８】第２実施形態に係る液晶装置の画素領域を示す平面図。
【図９】図８のＡ−Ａ’線に沿う液晶装置の断面図。
【図１０】第３実施形態に係る液晶装置のサブ画素領域を示す平面図。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ’線に沿う液晶装置の断面図。
【図１２】第４実施形態に係る液晶装置のサブ画素領域を示す平面図。
【図１３】図１２のＤ−Ｄ’線、Ｆ−Ｆ’線に沿う液晶装置の断面図。
【図１４】第５実施形態に係るプロジェクタを示す概略構成図。
【図１５】電子機器の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
【０１１０】
１００  偏光素子、１００Ａ  基材、１１２  偏光素子部、１１２Ｍ  金属膜、１１３  開口部、１１４  エッチングマスク、１１５  下地層、１１６  シード層、１１７  被覆膜、２００，３００，４００  液晶装置、１９  反射偏光層
【図１】
2008145573.tif 000003
【図２】
2008145573.tif 000004
【図３】
2008145573.tif 000005
【図４】
2008145573.tif 000006
【図５】
2008145573.tif 000007
【図６】
2008145573.tif 000008
【図７】
2008145573.tif 000009
【図８】
2008145573.tif 000010
【図９】
2008145573.tif 000011
【図１０】
2008145573.tif 000012
【図１１】
2008145573.tif 000013
【図１２】
2008145573.tif 000014
【図１３】
2008145573.tif 000015
【図１４】
2008145573.tif 000016
【図１５】
2008145573.tif 000017