(57)【要約】【課題】偏光素子により直線偏光化されてから液晶層へ入射するまでの光路上で、直線偏光化された偏光状態が乱されたり変化したりする問題を原理的に解消した液晶パネルを実現する。【解決手段】液晶層１０を対向基板１２、１４により挟持し、液晶層１０に電界を作用させることにより液晶層を透過する光の偏光面を旋回させる液晶パネルにおいて、液晶層１０を挟持する対向基板のうちの光入射側の対向基板１２の液晶層側に、特定偏光のみを透過させる機能を有する偏光素子１２Ａを配置した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層を対向基板により挟持し、上記液晶層に電界を作用させることにより上記液晶層を透過する光の偏光面を旋回させる液晶パネルにおいて、
液晶層を挟持する対向基板のうちの光入射側の対向基板の液晶層側に、特定偏光のみを透過させる機能を有する偏光素子を配置したことを特徴とする液晶パネル。
【請求項２】
請求項１記載の液晶パネルにおいて、
偏光素子が、ワイヤグリッド型偏光素子であることを特徴とする液晶パネル。
【請求項３】
請求項１記載の液晶パネルにおいて、
偏光素子が、フォトニック結晶型偏光素子であることを特徴とする液晶パネル。
【請求項４】
請求項１〜３の任意の１に記載の液晶パネルにおいて、
対向基板の液晶層側にブラックマトリックスにより細分化された画素配列を有し、
上記ブラックマトリックスのパターンに合わせて、上記ブラックマトリックスよりも光入射側にマイクロミラーラティスが形成され、
上記マイクロミラーラティスは、ブラックマトリックスに向かって入射する光を、所定の画素部に向けて反射する反射面部を有することを特徴とする液晶パネル。
【請求項５】
請求項４記載の液晶パネルにおいて、
マイクロミラーラティスの、画素配列方向と光入射方向とに平行な断面における断面形状が、三角形形状、台形形状、五角形形状、もしくは、光入射側の先端部が曲率を持つ滑らかな凸面であることを特徴とする液晶パネル。
【請求項６】
請求項４または５記載の液晶パネルにおいて、
マイクロミラーラティスが、光入射側で液晶層を挟持する対向基板の上記液晶層側の面に、断面形状が凹形状の溝として刻設されていることを特徴とする液晶パネル。
【請求項７】
請求項６記載の液晶パネルにおいて、
対向基板に刻設されたマイクロミラーラティスの表面に反射膜が形成されていることを特徴とする液晶パネル。
【請求項８】
請求項６または７記載の液晶パネルにおいて、
対向基板に刻設されたマイクロミラーラティスの凹部を、別材質により充填したことを特徴とする液晶パネル。
【請求項９】
請求項６記載の液晶パネルにおいて、
対向基板に刻設されたマイクロミラーラティスの凹部を、対向基板材料よりも低屈折率の別材料で充填したことを特徴とする液晶パネル。
【請求項１０】
請求項８または９記載の液晶パネルにおいて、
マイクロミラーラティスの凹部を充填する別材料は、主材料成分と同質骨格を有するフィラーを含むことを特徴とする液晶パネル。
【請求項１１】
請求項１〜１０の任意の１に記載の液晶パネルにおいて、
偏光素子の表面を、液晶パネル構成材料と異なる材質で平滑化したことを特徴とする液晶パネル。
【請求項１２】
請求項１〜１１の任意の１に記載の液晶パネルを用いたプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶パネルおよびこれを用いたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルは、プロジェクタを初めとする種々の画像表示装置や「光のオン・オフを行う光制御装置」等に広く用いられている。これらに用いられる液晶パネルは一般に「液晶層をガラス板等の対向基板により挟持し、対向基板の液晶層に接する側の面に形成された透明電極により液晶層に電界を作用させ、液晶層を透過する光の偏光面を旋回させる」ように構成されている。
【０００３】
従って、液晶パネルに入射する光を偏光素子により直線偏光化し、液晶層を透過させつつ偏光面を９０度旋回させ、偏光面の旋回した光あるいは旋回しなかった光を、射出側に設けた検光素子を介して取り出すようにすれば「入射光の強度を変調させた光」を得ることができる。
【０００４】
プロジェクタ等に用いられる液晶パネルでは、液晶層の「透過する光の偏光面を旋回させる機能」が細分化され、細分化された各部分が「画素」として表示画像の一部の表示に供される。表示画像は「各画素による光の変調の集合状態」として表示される。このような液晶パネルにおいて「透過する光の偏光面を旋回させる機能」の細分化は、各画素部分に対して独立して電界を作用させるように設けられた薄膜トランジスタ等による駆動素子や保持容量、配線等の回路構成部品により行われ、対向基板にはこれら回路構成部品や透明電極等が形成されている。
【０００５】
上記回路構成部品は２次元格子状（ラティス状）に形成されているが、この部分は光を通さない。それで、ラティス状に形成された遮光性の部分を「ブラックマトリックス」と呼んでいる。他に「ブラックマスク」という称呼もあるが、この明細書においてはブラックマトリックスを用いる。
【０００６】
従来、プロジェクタや光制御装置において、液晶層への入射光を直線偏光化する偏光素子は「液晶層から離れて」設けられており、このため、液晶層への入射光は偏光素子により直線偏光化されたのち、対向基板等を介して液晶層に入射するため、直線偏光化されてから液晶層へ入射するまでの光路上で「直線偏光化された偏光状態が乱されたり変化したりする」ことがあり、表示画像や光制御に影響する問題があるが、この問題に対する対策は従来知られていない。
【０００７】
上述の如く、画像表示を行う液晶パネルにおけるブラックマトリックスは遮光性であるので照明効率が低下して「表示画像を暗くする要因」となっており、照明効率を高めるための方策として「画素ごとにマイクロレンズを対応させたマイクロレンズアレイ」を用い、入射光を個々のマイクロレンズにより対応する画素部に集光するようにするものは従来から数多く知られている。マイクロレンズアレイを用いることで「照明効率」は有効に高めることができ明るい画像を表示できるが、従来から知られているように、表示された画像のコントラストは必ずしも高くはならない。
【０００８】
また、ブラックマトリックス部に入射する光をマイクロミラーラティスにより画素部へ向けて反射して、照明効率を高めることが特許文献１〜３等に開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２５１１６２号公報
【特許文献２】特開平５−１００２２２号公報
【特許文献３】特許第３３２４２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は上述したところに鑑み、偏光素子により直線偏光化されてから液晶層へ入射するまでの光路上で、直線偏光化された偏光状態が乱されたり変化したりする問題を原理的に解消した液晶パネルの実現を課題とする。
【００１１】
この発明はまた、画像表示を行う上記液晶パネルにおけるブラックマトリックスによる照明効率の低下を有効に改善し、明るくコントラストの高い画像を表示できる液晶パネルの実現を課題とする。
【００１２】
この発明はさらに、これら液晶パネルを用いたプロジェクタの実現を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明の液晶パネルは「液晶層を対向基板により挟持し、上記液晶層に電界を作用させることにより上記液晶層を透過する光の偏光面を旋回させる液晶パネル」であって、以下の点を特徴とする（請求項１）。
【００１４】
即ち、液晶層を挟持する対向基板のうちの「光入射側の対向基板の液晶層側」に、特定偏光のみを透過させる機能を有する偏光素子を配置した。
【００１５】
対向基板は、液晶パネルが透過型のものであるときは１対の透明基板であり、ガラスあるいは樹脂により構成される。この場合、液晶パネルが画像表示用であれば、対向基板をなす１対の透明基板の一方の側には透明電極膜とブラックマトリックスが配置され、他方には全画素に共通の透明電極膜や必要に応じてブラックマトリックスに対応する遮光パターンが形成される。液晶パネルが単に「光の透過をオン・オフするだけのもの」である場合には「画素への細分化」は不要である。
【００１６】
液晶パネルが反射型のものである場合には、対向基板の一方は透明基板であり、ガラスあるいは樹脂により構成される。対向基板の他方は「反射膜を形成された基板」であり、材質は透明材質である必要はない。光は透明基板の側から入射し他方の対向基板に形成された反射膜で反射される。光が液晶層を往復透過する間に偏光面が９０度旋回されるように液晶層に電界が作用される。従って、この場合には、偏光素子と検光素子とが共通化されている。
【００１７】
請求項１記載の液晶パネルにおいて「光入射側の対向基板」は、液晶パネルが透過型の場合には入射側の透明基板であるし、液晶パネルが反射型の場合には、照射光が入射してくる側の透明基板である。
【００１８】
偏光素子は、対向基板とブラックマトリックス・透明電極膜等との間に位置するように配置位置を定められる。
【００１９】
このように請求項１記載の液晶パネルでは、液晶パネルへの入射光（照射光）は、液晶層を挟持する対向基板のうちの「入射側の対向基板」を透過した後、偏光素子を透過する「特定偏光のみ」が液晶層へ入射する。このように、入射光は「液晶層への入射の直前」で偏光素子を透過するので、液晶層へ入射するまでの間に「偏光状態が変化したり乱れたりする」ことがない。
【００２０】
「光入射側の対向基板の液晶層側に配置される偏光素子」は有機・無機いずれの材料によるものでもよいが、有機材料により形成する場合は、パネル製造の際の熱処理の影響を受けないように製造工程等を工夫する必要がある。
【００２１】
無機材料による偏光素子は「ワイヤグリッド型偏光素子」であることもできるし（請求項２）、「フォトニック結晶型偏光素子」であることもできる（請求項３）。  
「ワイヤグリッド型偏光素子」は、例えば、特開平１０−１５３７０６号公報や米国特許６１２２１０３号明細書により知られたものであり「ガラス等の無機材料による透明平行平板の平坦な面に、導電性材料による１次元線状格子（ワイヤグリッド）を形成したもの」であり、例えば、１次元線状格子の格子間媒質（上記無機材料）の屈折率：ｎと、導電性材料による１次元線状格子の各格子線の配列ピッチ：ｄ（ｎｍ）との積：ｎ・ｄが使用波長より小さくなるように構成したものである。このような偏光子は、１次元線状格子の格子配列方向に平行な偏光成分を透過させ、格子線に平行な偏光成分を遮断する。
【００２２】
ワイヤグリッド型偏光素子を用いる場合、入射側の対向基板をガラス等の無機材料とし、この対向基板の液晶層側の面に「導電性材料による１次元線状格子」を形成することができる。
【００２３】
「フォトニック結晶型偏光素子」は、特許第３３２５８２５号公報等により知られたものであり、例えば、透明基板の平坦な表面に微細な凹凸構造を形成し、この微細凹凸構造の上に、高屈折率の層と低屈折率の層とを交互に「互いに隣接する高屈折率の層と低屈折率の層」を１ペアとして数１０〜数百ペアが積層して「積層構造」とし、積層構造の最上層が透明基板表面の凹凸構造の周期に従って「波打つ」ように表面形状を形成したものである。
【００２４】
フォトニック結晶による偏光素子は、後述する「自己クローニング法」により作製することもできるし、後述の「型押し法」により作製することもできる。
【００２５】
上記請求項１〜３の任意の１に記載の液晶パネルは「対向基板の液晶層側にブラックマトリックスにより細分化された画素配列を有し、ブラックマトリックスのパターンに合わせて、ブラックマトリックスよりも光入射側にマイクロミラーラティスが形成され、マイクロミラーラティスが、ブラックマトリックスに向かって入射する光を所定の画素部に向けて反射する反射面部を有する」構成とすることができる（請求項４）。  
即ち、請求項４記載の液晶パネルは「画像表示用の液晶パネル」である。
【００２６】
ブラックマトリックスは「２次元格子（ラティス）状」に形成され、格子における個々の升目の開口部分が「画素」の部分である。  
「マイクロミラーラティス」は、上記の如く「ブラックマトリックスのパターンに合わせて」ラティス状に形成されるので、マイクロミラーラティスの各升目部分が画素の部分である。従って、各画素はマイクロミラーラティスの反射面部により囲繞される。
【００２７】
マイクロミラーラティスが「ブラックマトリックスに入射する光を所定の画素部に向けて反射する反射面部を有する」とは、マイクロミラーラティスの反射面が、マイクロミラーラティスの反射面部に入射する光を「反射面部が囲繞する画素（上記所定の画素）」に向けて反射するように反射面部が形成されていることを意味する。
【００２８】
マイクロミラーラティスの、画素配列方向と光入射方向とに平行な断面における断面形状は、三角形形状、台形形状、五角形形状、もしくは、光入射側の先端部が曲率を持つ滑らかな凸面であることができる（請求項５）。
【００２９】
この場合、マイクロミラーラティスの「画素配列方向と光入射方向とに平行な断面における断面形状が五角形形状である」場合には、五角形形状が「光入射側先端部に屋根型の斜面を持ち、これらの斜面に連なる部分が、光入射方向に平行である構成とすることができる。
【００３０】
請求項４または５記載の液晶パネルにおけるマイクロミラーラティスは、光入射側で液晶層を挟持する対向基板の液晶層側の面に「断面形状が凹形状の溝」として刻設されていることができる（請求項６）。  
マイクロミラーラティスを「刻設」するには、例えば、刻設すべき面にレジストを塗布し、これにラティスパターンに応じたパターンを「光透過量を制御する濃度分布マスク」を介して露光し、現像してレジストパターンを得、このレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うなどして行うことができる。
【００３１】
透明基板に刻設されたマイクロミラーラティスの表面（凹形状をなしている面）には反射膜を形成してもよいし（請求項７）、反射面の角度を「反射面で全反射が生じるような角度」に設定してもよい。透明基板に刻設されたマイクロミラーラティスの凹部を「別材質により充填」することもできる（請求項８）。  
請求項６記載の液晶パネルにおいて、対向基板に刻設されたマイクロミラーラティスの凹部を「対向基板材料よりも低屈折率の別材料」で充填することができ（請求項９）、請求項８または９記載の液晶パネルにおいて、マイクロミラーラティスの凹部を充填する別材料は「主材料成分と同質骨格を有するフィラー」を含むことができる（請求項１０）。
【００３２】
また、請求項１〜１０の任意の１に記載の液晶パネルにおいて、偏光素子の表面を「液晶パネル構成材料と異なる材質で平滑化」してもよい（請求項１１）。
【００３３】
この発明のプロジェクタは、請求項１〜１１の任意の１に記載の液晶パネルを用いたプロジェクタである（請求項１２）。
【発明の効果】
【００３４】
以上に説明したように、この発明の液晶パネルでは、入射光が液晶層に入射する直前で偏光素子を透過するので、液晶層に対する入射光の偏光状態が乱されたり変化したりする問題を原理的に解消できる。また、マイクロミラーラティスを用いることにより、光利用効率を向上させつつ、コントラストの向上をも可能にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１は、液晶パネルの実施の１形態を、説明図として示している。  
この実施の形態の液晶パネルは「透過型」で「画像表示用」である。  
液晶層１０は、光入射側の対向基板１２と、光射出側の対向基板１４とにより挟持されており、光は、図の上方から対向基板１２に入射し、表示画像に応じて強度変調されて対向基板１４から射出する。
【００３６】
従って、対向基板１２、１４とも透明平行平板であり、対向基板１２の液晶層１０側の面には、特定偏光のみを透過させる機能を有する偏光素子１２Ａ、ブラックマトリックス１２Ｂ、ＩＴＯによる透明電極膜１２Ｃが形成され、対向基板１４の液晶層１０側の面にはＩＴＯによる透明電極膜１４Ａが形成されている。
【００３７】
即ち、図１に実施の形態を示す液晶パネルは、液晶層１０を対向基板１２、１４により挟持し、液晶層１０に電界を作用させることにより、液晶層１０を透過する光の偏光面を旋回させる液晶パネルにおいて、液晶層１０を挟持する対向基板１２、１４のうちの光入射側の対向基板１２の液晶層側に、特定偏光のみを透過させる機能を有する偏光素子１２Ａを配置したもの（請求項１）である。
【００３８】
また、図１の液晶パネルは、ブラックマトリックス１２Ｂにより細分化された画素配列を有し、ブラックマトリックス１２Ｂのパターンに合わせてマイクロミラーラティス１２Ｄが形成され、マイクロミラーラティス１２Ｄが、ブラックマトリックス１２Ｂに入射するように入射側から入射してくる光を、所定の画素部に向けて反射する反射面部を有するものである（請求項４）。
【００３９】
偏光素子１２Ａは前述の如く周知のワイヤグリッド型偏光素子でもよいし（請求項２）、フォトニック結晶型偏光素子でもよい（請求項３）。  
図２は「フォトニック結晶」を２種、説明図として示している。  
図２（ａ）に示すフォトニック結晶は、公知の「自己クローニング法」により作製されたものであり、図２（ｂ）に示すフォトニック結晶は「型押し法」により作製されたものである。
【００４０】
図２（ａ）に示す「自己クローニング法により作製されるフォトニック結晶」は、図の左右方向に「矩形波状の凹凸構造」を形成された透明基板２０が用いられる。透明基板２０の凹凸構造の上に、図の如く「三角波形状」の調整層２１が形勢され、調整層２１上に、高屈折率の層と低屈折率の層とを交互に積層した積層構造２２を有する。
【００４１】
高屈折率の層も低屈折率の層も「使用光に対して透明な材料」によるものである。これら積層される層は「互いに隣接する高屈折率の層と低屈折率の層」を１ペアとして、複数ペア（前述の如く数十ペア〜数百ペア）が積層される。各層の層形成にはスパッタリング等の公知の成膜技術が用いられる。また凹凸構造における凹凸のピッチ（＝調整層表面の三角波形状のピッチ）や積層される各層の層厚は「使用光の波長よりも小さく」設定される。
【００４２】
図２（ｂ）に示す「型押し法により作製されるフォトニック結晶」は、透明基板２０Ａ上に形成された透明樹脂層２０Ｂの表面形状として「三角波形状」が型押しにより形成され、この三角波形状の上に、高屈折率の層と低屈折率の層とを交互に積層した積層構造２２を有する。勿論、上記三角波形状のピッチや積層される各層の層厚は「使用光の波長よりも小さく」設定される。
【００４３】
図２（ａ）、（ｂ）に示すフォトニック結晶は共に、図面に直交する方向における断面形状が「図示形状」と同一であり、従って、積層構造２２の表面は、図の左右方向を周期方向とする三角波形状である。
【００４４】
上記の如きフォトニック結晶は、調整層２１や透明樹脂層２０Ｂの表面形状である三角波形状のピッチや、交互に積層される高屈折率層の屈折率と厚さ、低屈折率層の屈折率と厚さ、これらの層によるペアの積層ペア数等をパラメータとして変化させることにより、光学特性や光学機能を調製することができ、高屈折率層の層厚、低屈折率層の層厚を異ならせることにより「偏光素子として機能するフォトニック結晶」を実現できる。
【００４５】
即ち、このような「偏光素子として機能するフォトニック結晶」に対し、図２の上方から光を入射させると、図の左右方向に振動する偏光成分は透過し、図面に直交する方向に振動する偏光成分は反射され、透過光は直線偏光化されるのである。
【００４６】
図４は「マイクロミラーラティス」を説明するための図である。  
図１に示した液晶パネルを図１の上方から見た状態は、図４（ａ）に示す如くである。マイクロミラーラティスは、図４（ａ）におけるｂ−ｂ断面（画素配列方向と光入射方向とに平行な断面）内の状態を示す図４（ｂ）に示すように、対向基板１２の液晶層１０側の面に「凹形状として刻設」されているが、図１や図４（ｂ）に示す例では、刻設された凹形状は「断面が２等辺三角形形状の溝（図１や図４（ｂ）では「上向きに尖った２等辺三角形形状」のＶ字溝）である。これらのＶ字溝は、図４（ａ）に示すように、互いに直交するＶ字溝１２ＤＰと１２ＤＮがラティス構造を構成し、溝の各斜面が「反射面」となっている。
【００４７】
Ｖ字溝１２ＤＰと１２ＤＮとで仕切られた矩形形状の部分が「画素部」である。  
図４（ｂ）に示すように、Ｖ字溝１２ＤＰ、１２ＤＮによるマイクロミラーラティスは、ブラックマトリックス１２Ｂのパターンに合わせて形成されている（請求項４）。  
図４（ｂ）に示すように、対向基板１２の側から光が入射すると、「ブラックマトリックス１２Ｂに向かわない光」はそのまま直進的に対向基板１２を透過し、偏光素子１２Ａを透過しつつ直線偏光化され、透明電極１２Ｃを介して液晶層１０に入射する。対向基板１２への入射光のうち、ブラックマトリックス１２Ｂに向かう光はマイクロミラーラティスの反射面（Ｖ字溝１２ＤＰ、１２ＤＮの斜面）により反射され「反射面により囲繞された画素部」に向かって入射する。
【００４８】
このようにして「本来ならブラックマトリックスにより遮光される光成分」が、マイクロミラーラティスにより有効に画素部に照射されることになるので、光の利用効率が高められる。
【００４９】
上記の如く、マイクロミラーラティスは、対向基板１２の液晶層１０側の面に「凹形状の溝として刻設」されて形成される（請求項６）が、凹形状の溝の断面形状（溝の長手方向に直交する断面内の形状）は、上述の例のような三角形形状（Ｖ字溝形状）に限らず、他の形状、例えば、図の４（ｃ−１）に示す如き「台形形状」や、（ｃ−２）に示す如き「光入射側の先端部が曲率を持つ滑らかな凸面」、（ｃ−３）に示す如き「五角形形状」であることができる（請求項５）。
【００５０】
対向基板１２に刻設された「断面が凹形状の溝」の側面は反射面である。この反射面は「全反射を利用する反射面」とすることもできるが、これに限らない。図４（ｃ−１）に示す「台形形状の断面を持つ凹形状」の場合を１例として説明すると、台形形状の断面を持つ溝の溝面に反射膜ＲＦを形成してもよい（請求項７）。また、溝部分の凹部を別材質ＳＢにより充填してもよい（請求項８）。別材質ＳＢによる充填は、反射膜ＲＦを形成することなく行ってもよい。
【００５１】
マイクロミラーラティスを構成する凹形状の断面形状が、図４（ｃ−３）に示すような五角形形状の場合、即ち、光入射側先端部に「屋根型の斜面」を持ち、これらの斜面に連なる部分が光入射方向（図４（ｃ−３）で上下方向）に平行である断面形状である場合、「屋根型の斜面のなす角」を適当な範囲に設定することにより、表示画像の明るさとコントラストを有効に向上させることができることを、発明者らはシミュレーションを通じて新たに見出した。以下、この点を説明する。
【００５２】
このような五角形形状の断面形状を持つ凹形状（以下、簡単に「五角形溝」と呼ぶ。）によるマイクロミラーラティスにおいて、図５に示す如くに五角形溝ＭＭの溝間隔（画素ピッチに相当する。）を「ｐ」、溝深さを「ｈ」とする。また、屋根型斜面のなす角（以下「頂角」という。）をθとし、頂角：θと「ｈ／ｐ」をパラメータとする。
【００５３】
液晶パネルとして、０．５インチパネル、０．６インチパネル、０．７インチパネルを想定した。  
０．５インチパネルは、画素ピッチ：ｐ＝９．５μｍ、開口部：７×７μｍ、開口率：０．５４である。  
０．６インチパネルは、画素ピッチ：ｐ＝１２μｍ、開口部：９×９．５μｍ、開口率：０．５９である。  
０．７インチパネルは、画素ピッチ：ｐ＝１４μｍ、開口部：１１．５×１１．５μｍ、開口率：０．６７である。
【００５４】
「明るさの特性」を見るために「液晶パネルの１個の画素から射出した光をＦ＝１．７の投射レンズを通過させたあとの明るさ」を調べた。比較としては、マイクロレンズにより画素部に光を集光させる場合を想定した。  
図５（ｂ）は、０．５インチパネルに対するシミュレーション結果であり、縦軸は明るさ（光強度）、横軸は頂角：θである。入射光をマイクロレンズにより画素部に集光させる「マイクロレンズ集光方式」の場合の明るさは、図の縦軸の尺度で０．９３である。
【００５５】
図５（ｂ）から以下のことが分かる。液晶パネルにおける１個の画素を透過し、投射レンズを投下したあとの明るさは頂角：θにより変化し「ピークを有する上に凸の曲線」となるが、パラメータ：ｈ／ｐが大きくなるに従い、ピーク位置が図で左方にずれるとともに、ピーク値も低下する。このような「頂角：θの変化による明るさの変化」の傾向は、０．６インチパネルでも、０．７インチパネルでも定性的には同じである。
【００５６】
上記０．６インチパネルおよび０．７インチパネルに対する上記と同様のシミュレーションの結果、以下のことが明らかとなった。  
第１に、何れのパネルの場合にも、パラメータ：ｈ／ｐ≦１であれば、頂角：θが２０〜３０度の範囲で、明るさは「マイクロレンズ集光方式」に対して勝っている。  
また、何れのパネルの場合にも、パラメータ：ｈ／ｐ≦１で頂角：θが２０〜３０度の範囲であれば、明るさのピークは頂角：θが略２６度において実現される。
【００５７】
従って、明るさに着目すると上記「五角形溝」による凹形状を刻設されたマイクロミラーラティスの場合、上記パラメータ：ｈ／ｐに対して「ｈ／ｐ≦１．０」、頂角：θに対して「２０度＜θ＜３０度」であれば、マイクロレンズアレイ集光方式よりも明るい表示画像を実現でき、頂角：θについては２６度近傍の大きさが極めて良好であることが分かる。また、注目すべきことは、上記の結果は、投射レンズのＦナンバが大きくなっても、成り立つことである。
【００５８】
マイクロレンズ集光方式の場合、画素から射出した直後の明るさを１とするとき、投射レンズを透過した後の明るさは、Ｆナンバ：１．７に対して０．９９、Ｆナンバ：２．０に対して０．９５、Ｆナンバ：２．４に対して０．８１となる。
【００５９】
五角形溝によるマイクロミラーラティスの場合、図５（ｂ）の結果は、Ｆナンバが２．０を超えて２．４になっても変わらない。従って、マイクロレンズ集光方式との対比で言えば、投射レンズとしてＦナンバ：２．４のものを用いてなおかつ、表示画像がマイクロレンズ集光方式よりも明るい条件で考えれば、頂角：θの上限は４０度近くまで許容されることが分かる。
【００６０】
次に「表示画像のコントラスト」について見ると、良く知られたように「液晶パネルによる表示画像（液晶パネル上に表示される場合もスクリーン上に投射される場合も含む）のコントラスト」がもっとも良好であるのは、液晶パネルへの入射光の「光強度の角度分布と、画素から射出した光の強度の角度分布」とが同一となる場合である。  
なお「液晶パネルへの入射光の光強度の角度分布」は、マイクロレンズアレイを用いる場合には「マイクロレンズアレイに入射する前の角度分布」を言う。
【００６１】
プロジェクタとして一般的なものでは「液晶パネルへの入射光の光強度の角度分布」は図５（ｃ−１）に示す如きものであり、液晶パネルに直交する方向（入射方向）を０として±１０度程度の傾き範囲を持つ。（ｃ−１）において、「縦軸」は光強度、「横軸」は入射光の角度である。
【００６２】
図５の（ｃ−２）は、ｈ／ｐ＝０．６、θ＝２６度としたとき「画素から射出する光の光強度の角度分布」を示している。（ｃ−１）との対比から明らかなように、画素から射出する光の強度の角度分布は「液晶パネルへの入射光における角度分布」と実質的に等しく、このことから、この発明のマイクロミラーラティスを用いる液晶パネルでは「極めて良好なコントラストを持った表示画像」を実現できることが分かる。
【００６３】
図５（ｃ―３）は、マイクロレンズ集光方式の場合における「画素から射出する光の強度の角度分布」を示している。角度分布は（ｃ−１）の分布とは大きく異なり、角度分布の範囲も、入射光の範囲である±１０度に対して、±１８度と２倍近く広がっており、表示画像のコントラストを低下させる原因となっている。また、角度分布が大きいことにより、投射レンズにより蹴られる光量が大きくなり、投射される表示画像は暗くなる。
【００６４】
マイクロミラーラティスを用いるこの発明の液晶パネルは、表示画像の明るさ・コントラストともに、マイクロレンズ集光方式を凌駕する性能を実現できる。
【００６５】
従って、公知のプロジェクタ装置における液晶パネルとして、この発明の「マイクロミラーラティスを有する液晶パネル」を用いることにより、マイクロレンズ集光方式の液晶パネルを用いる場合に比して「より明るく・コントラストの高い投射画像」を表示することが可能である。
【００６６】
以下に、液晶パネルの具体的な例を説明する。具体例１〜４は、対向基板へのマイクロミラーラティスの刻設を説明する例である。
【００６７】
具体例１  
図４（ａ）、（ｂ）に即して説明した「Ｖ字溝を凹形状として有するマイクロミラーラティス」を以下のように作製した。  
画素ピッチが１２．０μｍ、ブラックマトリックスの幅が互い直交する方向につき２．５μｍと３．０μｍとであることに鑑み、Ｖ字溝の溝幅を２．５μｍ及び３．０μｍとした。従って、１画素のサイズは互いに直交する方向において９．５μｍおよび９μｍである。
【００６８】
対向基板となるべき基板として平行平板状の石英基板を用い、その平滑な表面にＴＧＭＲ−９５０レジストを厚さ：８．５６μｍに塗布し、ホットプレートにより「１００℃、１８０秒のプリベーク」を行った。
【００６９】
この石英基板に対し「露光マスク」を用いて１／５ステッパーで露光した。  
「露光マスク」は画素配列に応じて線引きしたパターンのネガマスクであり、これをデフォーカス：＋２．０μｍ、照射量：３９０ｍＷ×１．９２秒（照度：７２０ｍＪ）で露光することにより、上記線引きの線幅に対応する部分において「線幅方向に露光量が連続的に変化し、線幅中央部で最大露光強度となる露光」を実現した。デフォーカス量の表示の「＋符号」は露光パターンの合焦位置が「レジスト表面の上方」にあることを意味する。
【００７０】
露光後、６０℃で２５分のＰＥＢ（ポスト・エキスポージャー・ベーク）を行い、ついで紫外線硬化装置により「紫外線を照射しながら真空引き」を１８０秒行ってレジストのハードニングを行った。
【００７１】
紫外線硬化装置は「レジスト露光に使用する波長よりも短波長で、レジストを硬化させることのできる波長」の紫外線を照射する。この操作によって、レジストの耐プラズマ性が向上し、次工程での加工に耐えられるようになる。
【００７２】
ハードニング後の石英基板をＩＣＰ（誘導結合型プラズマ）ドライエッチング装置にセットし、真空度：１．５×１０−３Ｔｏｏｒ、ＣＨＦ３：５．０、ＣＦ４：５０、Ｏ２：２０ｓｃｃｍ、基板バイアス電力：３００Ｗ、上部電極電力：１．２５ＫＷ、基板冷却温度：−２０℃で「ドライエッチング」を行った。このとき、「時間変化と共に選択比が大きくなる」ように、基板バイアス電力と上部電極電力を経時的に変化させた。
【００７３】
石英基板の平均エッチング速度は０．６３μｍ／分で、エッチンング時間は１８．０分を要した。エッチング後の「エッチング深さ」は１１．３３μｍである。エッチング後の加工面上部にはレジストが厚さ：約１．１μｍに残っていた。従って、加工の平均選択比は約１．５２である。
【００７４】
上記方法によって「石英基板表面に形成された形状」は、石英基板の平滑な表面を区切るように形成された断面Ｖ字形の溝（Ｖ字溝）である。Ｖ字溝で区切られた部分は「升目状」であり、互いに隣接する升目と升目とはＶ字溝で分割されており、Ｖ字溝の各側面が「隣接する升目部の斜面」となっている。即ち、Ｖ字溝の刻設された石英基板表面を見ると「Ｖ字溝の側面による斜面で囲まれた切頭４角錐」が密接して２次元的に配列した状態となっている。  
Ｖ字溝の断面形状は先端角度：１０．１度（中心線基準：±５．０５°）であった。
【００７５】
次いで、レジストが残った状態の石英基板を「排気系にクライオポンプを有する自公転式スパッタリング装置」にセットし、薄膜のスパッタリングを実施した。  
先ず、スパッタリング装置内を０．８×１０−３Ｐａ以下に排気し、Ｈ２Ｏの分圧が０．１％以下になるまで排気する。この状態でアルゴン：２０ｓｃｃｍを導入し、石英基板に対して逆バイアス：１００Ｗを印加し、プラズマによる表面活性化を３分間行った。次いでアルゴン：２０ｓｃｃｍを導入し、圧力：３×１０−１Ｐａでアルミニウムターゲットを（シャッターを閉じた状態で）プレスパッタリングした後に、シャッターを開いてアルミニウム膜を４分間成膜した。成膜されたアルミニウム膜は膜厚：１０００Å（１００ｎｍ）で、平均成膜速度は４．２Å／秒であった。
【００７６】
続いてクロム膜を成膜した。アルゴン：２０ｓｃｃｍを導入し、圧力：３×１０−１Ｐａで、クロムターゲットを（シャッターを閉じた状態で）プレスパッタリングした後、シャッターを開にしてクロムを２．０分間成膜した。得られたクロム膜は、膜厚：６００Å（６０ｎｍ）で、平均成膜速度は５Å／秒であった。
【００７７】
上記２層の薄膜によるの光の反射率は可視光波長で平均：９０％以上である。この状態を断面ＳＥＭで観察すると、Ｖ字溝の側面と残留しているレジスト表面にスッテプカバレージ良く、均一なアルミニウム膜とクロム膜が成膜されていることがわかった。
【００７８】
次に、上記の状態の石英基板を「６０℃に加熱した有機溶剤（剥離液）」に浸漬し、超音波を照射しつつ、基板上に残っていたレジストを剥離した（リフトオフ）。このとき、レジスト上のアルミニウム膜・クロム膜も剥離した。更に、リフトオフ後の基板を有機溶媒で洗浄した。この状態を断面ＳＥＭ観察すると、Ｖ字溝の側面にアルミニウム膜・クロム膜が均一に成膜されていることがわかった。Ｖ字溝の側面に成膜されたアルミニウム膜・クロム膜はマイクロミラーラティスにおける「反射膜」となる。
【００７９】
次いで、粒径：φ２００ｎｍとφ１００ｎｍのガラス製フィラー（ＳｉＯ２主成分系・球形ガラスボールビーズ。粒径：φ２００ｎｍとφ１００ｎｍのガラス製フィラーを半分づつ含む）を２０％含み、材料主成分比率：３０％のゾル−ゲル材料（有機溶媒成分：５０％程度）の「低粘度複合材料」を、Ｖ字溝の形成された面（Ｖ字溝の側面には上記反射膜が形成されている。）にスピンナーで塗布した。
【００８０】
なお、ここで例示しているゾルーゲル材料は１例に過ぎない。フィラーの粒径はＶ字溝の深さや開口幅によって異なるし、主成分比率や有機溶媒比率は、塗布する際の粘度によって変更してもよい。またフィラーを含まない場合もある。塗布後、１２０℃でのポストベークを２分間行った。
【００８１】
このような塗布・ポストベーク工程を３回繰り返すことにより、深さ：約１１．３３μｍのＶ字溝を完全に埋めることができた。最後に、４００℃で３０分間焼成してゾル−ゲル材料を完全硬化させた。完全硬化したゾルーゲル材料は「その主たる成分のＳｉＯ２を骨格とした極薄い薄膜材料」が表面を覆っている。ゾルーゲル材料には、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）系無機・有機ハイブリッド材料等、各種材料が使用可能である。
【００８２】
このようにして、液晶パネルの入射側の対向基板が得られる。この対向基板には、マイクロミラーラティスが、断面形状が凹形状の溝（Ｖ字溝）として刻設されており、マイクロミラーラティスの表面（Ｖ字溝の側面）に反射膜（アルミニウム膜・クロム膜）が形成され、マイクロミラーラティスの凹部が別材質（上記完全硬化したゾル−ゲル材料）により充填されている。
【００８３】
この具体例の場合、ゾルーゲル材料はＶ字溝内を充填するために用いられているので、屈折率は特に問題としていない。しかし、フィラー充填率は材料の収縮、硬化後の材料強度、クラック発生率に影響を与え、主成分分子構造は密着性、材料強度、耐環境性（耐湿度性）等に影響を与える。このためＶ字溝の開口幅、深さ、反射膜の成膜物質等に応じて最適な材料を選択すべきことは言うまでもない。
【００８４】
上記の如く形成された対向基板の表面は、ゾルーゲル材料で完全に溝が埋め尽くされ、完全硬化したＳｉＯ２骨格のゾルーゲル材料が表面を覆っている。この状態で表面の平坦度を測定した結果、Ｒａで０．０５〜０．１５μｍの表面粗さがあることがわかった。
【００８５】
対向基板として用いる場合、表面粗さは小さい程良く、Ｒａ：０．１０μｍ以下を求められている。このため必要に応じて上記「完全硬化したＳｉＯ２骨格のゾルーゲル材料の表面」に対して研磨加工を行っても良い。
【００８６】
この具体例１においては、フィラーを含まないゾルーゲル材料を最終的にもう一度塗布して焼成した。焼成後の表面平坦度を測定した結果、Ｒａで０．０５μｍ以下の表面粗さに改善されることがわかった。
【００８７】
具体例２  
具体例２は転写法によりマイクロミラーラティスを刻設する方法の例である。
【００８８】
（１）転写用型の製作  
ＭＣＺ工法で製作されたシリコン・インゴットから切り出された（１００）面を有するシリコン基板を両面研磨し、熱酸化膜を通常工法で０．５μｍ成膜した。このシリコン基板の結晶軸を、犠牲層工法を使用して決定した。  
このシリコン基板に上記具体例１と同様の方法でレジストを１．０μｍ塗布し、プリベークした。
【００８９】
次いで、ブラックマトリックスに相当するＶ字溝開口幅：３．０μｍと、液晶デバイスのピッチ：１２．０μｍに合わせて予め設計されたレチクルを使用して、結晶軸を合わせながらステッパーでパターンを露光した。
【００９０】
この露光では、シリコン結晶軸に高精度位置合わせして格子パターンを露光した。更に、現像・リンスして目的のレジストパターンをシリコン基板上に形成した。  
次いで、シリコン基板上の熱酸化膜をライトＨＦ溶液（フッ酸１．５％）でウエットエッチングし、ブラックマトリックスに相当するＶ字溝部に合致する線幅：２．５μｍと３．０μｍの酸化膜（酸化膜上には厚さ：１．０μｍのレジストが残っている）のパターンのみが残って碁盤目状に形成された。
【００９１】
更に、上記シリコン基板をＫＯＨ溶液（濃度：２５％、温度：６０℃）の溶液で１５分間ウエットエッチングした。その結果、熱酸化膜下のシリコンがテーパー状にエッチングされた。その断面形状は、トップ：０．１μｍの凸山形状（実施例１のＶ字形状を上下反転させた形状）である。
【００９２】
次いで、ＨＦ溶液により熱酸化膜を完全に除去した。以上の工程により、トップ：０．１μｍの凸山形状が製作され、「Ｖ字形状を上下反転させた転写用型」を製作できた。  
この転写用型は、幅：３．０μｍ、深さ：３μｍ、Ｖ字形状頂角：７０．６°、トップ幅：０．１μｍの凸山形状が碁盤目状に形成されたものである。
【００９３】
（２）対向基板となるべき材料基板の表面処理
対向基板となるべき材料基板として平行平板状の石英基板を用い、材料基板と樹脂との間の密着性を大きくするために材料基板にシランカップリング処理を施した。
【００９４】
（３）転写用型表面の洗浄
転写用型の表面に「硫酸とＨ２Ｏ２の混合液によるキャロス洗浄」を施し、続いて「Ｏ２ガスを流しながらエキシマ光を照射してＯ３を発生させ、基板表面の有機物質を酸化して除去するエキシマ洗浄処理」を施した。このとき必要に応じて撥水処理を施した。
【００９５】
（４）樹脂転写
（４−１）樹脂塗布
まず、樹脂吐出装置に材料基板をセットし、転写しようとする領域上に０．３ｍｇずつ紫外線硬化型樹脂（ＧＲＡＮＤＩＣ  ＲＣ  ８７９０（大日本インキ株式会社の製品））を塗布したのち、転写用型を同装置にセットし、転写したい部分に同樹脂を０．３ｍｇずつ塗布した。
【００９６】
（４−２）面合わせ
次に転写用型に材料基板を載せる形で面合わせを行った。このとき、空気が転写領域に入り込まないように注意すべきである。
【００９７】
（４−３）加圧
面合わせを行った転写用型と材料基板を互いに押し付けるように、自動加圧機を用いて加圧処理を施した。
【００９８】
（４−５）仮硬化
加圧処理後、転写用型と材料基板に挟み込まれた紫外線硬化型樹脂に対してＵＶ光照射を行い、完全に硬化するエネルギーの７０％程のエネルギーを与えて、ある程度の硬化度を持たせる仮硬化処理を行った。即ち、転写用型の側から樹脂層の小さい範囲を露光し、露光位置を少しずつ「ずらす」ことにより転写用型のパターン形状（幅：３．０μｍ、深さ：３μｍ、Ｖ字形状頂角：７０．６°、トップ幅：０．１μｍの凸山形状）の通りに仮硬化させた。
【００９９】
（４−６）硬化
転写用型からの紫外線硬化型樹脂の離型処理及び「同樹脂に十分なエッチング耐性を持たせる」ことを目的として樹脂硬化を行った。このときの硬化処理は短時間で一度に行い、樹脂を引けさせる（硬化による樹脂収縮）ことで効果的に離型を行った。
【０１００】
（４−７）離型
次に、転写用型と材料基板の組を材料基板側を上にして離型治具にセットし、材料基板を型から剥がした。材料基板上の紫外線硬化型樹脂層には「転写用型の微細形状」が転写され、硬化した紫外線硬化型樹脂の表面形状として「Ｖ字溝のパターン」が形成された。なお、剥離後の転写用型は洗浄して繰り返し使用する。
【０１０１】
上記工程を経て、材料基板上の紫外線硬化型樹脂層にＶ字溝のパターン（マイクロミラーラティスのパターンに対応する。）を形成できた。
【０１０２】
（４−８）離型後の三次元形状
上記の如く形成されたＶ字溝のパターンは、溝幅（開口幅）：３．０μｍ、深さ：２．８μｍ（樹脂が硬化によって０．２μｍ収縮した）、トップ幅：０．１μｍのＶ字溝を碁盤目状に形成されたパターンである。
【０１０３】
（５）ドライエッチング
上記紫外線硬化型樹脂の表面形状として形成されたＶ字溝パターンを材料基板の表面にドライエッチングにより転写した。  
ドライエッチング処理は、基本的には材料基板をＩＣＰ（誘導結合型プラズマ）ドライエッチング装置にセットし、真空度：１．５×１０−３Ｔｏｏｒ、ＣＨＦ３：１５．０、ＣＦ４：２０ｓｃｃｍ、基板バイアス電力：６００Ｗ、上部電極電力：１．２５ＫＷ、基板冷却温度：−２０℃の条件下で行った。このとき、時間変化と共に選択比が大きくなるように、基板バイアス電力と上部電極電力を経時的に変化させた。
【０１０４】
具体的に説明すると、
（１）エッチング初期段階は、真空度：３×１０−３Ｔｏｏｒ、ＣＨＦ３：１５．０ｓｃｃｍ、ＣＦ４：１０ｓｃｃｍ、基板バイアス電力：６００Ｗ、上部電極電力：１．２５ＫＷ、基板冷却温度：−２０℃の条件下でドライエッチングした。
【０１０５】
（２）エッチング中間段階は、真空度：１．５×１０−３Ｔｏｏｒ、ＣＨＦ３：１５．０ｓｃｃｍ、ＣＦ４：１５ｓｃｃｍ、基板バイアス電力：５５０Ｗ、上部電極電力：１．２ＫＷ、基板冷却温度：−２０℃の条件下でドライエッチングした。
【０１０６】
（３）エッチング最終段階は、真空度：１．５×１０−３Ｔｏｏｒ、ＣＨＦ３：２０．０ｓｃｃｍ、ＣＦ４：１０ｓｃｃｍ、Ａｒ：３．０ｓｃｃｍ、基板バイアス電力：５００Ｗ、上部電極電力：１．００ＫＷ、基板冷却温度：−２０℃の条件下でドライエッチングした。このとき、上記のように、基板バイアス電力と上部電極電力を経時的に変化させ、選択比を「時間変化と共に大きくなる」ようにした。
【０１０７】
ドライエッチング工程全体の基板平均エッチング速度は０．４５μｍ／分で、エッチンング時間：２３．０分を要した。エッチング後のＶ字溝は深さ：１０．５μｍであった。エッチング終了後の加工面上部には、紫外線硬化型樹脂が約０．５μｍの厚さに残っていた。平均選択比は約４．５６である。
【０１０８】
上記工程で製作された材料基板（石英基板）の表面形状は、開口幅：３．０μｍ、深さ：１０．５、トップ幅：０μｍのＶ字溝の碁盤目状パターンである。Ｖ字溝の先端角度は１６．２６°（中心線基準：±８．１３°）であった。
【０１０９】
次いで、上記状態の材料基板を自公転式スパッタリング装置内に導入し、薄膜のスパッタリングを実施した。  
先ず、スパッタリング装置の背圧を１．０×１０−３Ｐａ以下に排気する。この状態でアルゴン：２０ｓｃｃｍを導入し、材料基板に対して逆バイアス：１００Ｗを印加し、表面を３分間、プラズマで活性化した。次いで、アルゴン：２０ｓｃｃｍを導入し、圧力：３×１０−１Ｐａの条件下で、シャッターを閉じた状態でクロムターゲットをプレスパッタリングした後、シャッターを開にしてクロム膜を５分間成膜し、膜厚：１３００Å（１３０ｎｍ）のクロム膜を得た。平均成膜速度は４．３Å／秒であった。
【０１１０】
この状態の材料基板を断面ＳＥＭ観察したところ、クロム膜が、Ｖ字溝の側面と樹脂表面とに均一にスッテプカバレージ良く成膜されていることがわかった。
【０１１１】
次に、上記クロム膜成膜後の材料基板を「６０℃に加熱した有機溶剤（アセトン系剥離液）」に浸漬し、超音波を照射して基板上の残存樹脂を剥離した（リフトオフ）。樹脂上のクロム薄膜も同時に剥離された。  
リフトオフ後、洗浄を行い、断面ＳＥＭ観察したところ、Ｖ字溝の側面にクロム膜が均一に成膜されており、Ｖ字溝パターン以外の部分は平坦な面となっていた。
【０１１２】
次いで、粒径：φ１００ｎｍのガラス製フィラー（ＳｉＯ２主成分系・球形ガラスボールビーズ）を４０％含み、材料主成分比率：３０％のゾル−ゲル材料（有機溶媒成分が３０％程度）の中粘度複合材料をスピンナーで塗布し、続いて、１２０℃、２分間のポストベークを行った。上記の塗布・ポストベーク工程を２回繰り返すことで、深さ：約１０μｍのＶ字溝を完全に埋めることができた。
【０１１３】
更に、４００℃で３０分間焼成してゾルーゲル材料を完全硬化させ、最後に「上記ゾルーゲル材料でフィラーを含まないもの」を塗布し、４００℃で３０分間焼成してゾルーゲル材料を完全硬化させた。完全硬化したゾル−ゲル材料は、その主たる成分のＳｉＯ２を骨格とした極薄い薄膜材料が表面を覆い、平坦度の高い表面（Ｒａ：０．０５μｍ）を得ることができた。
【０１１４】
このようにして、石英基板の表面に、ブラックマトリックスに合わせてマイクロミラーラティスが、断面形状が凹形状の溝（Ｖ字溝）として刻設され、マイクロミラーラティスの表面（Ｖ字溝の側面）に反射膜（クロム膜）が形成され、マイクロミラーラティスの凹部が別材質（上記完全硬化したゾル−ゲル材料）により充填された対向基板が得られた。
【０１１５】
具体例３
平行平板状のネオセラム（屈折率：１．５４１）基板に対し、具体例１と同様の工程でＶ字溝のパターンを形成した。
【０１１６】
具体例１と同様にして、ネオセラム基板表面にマイクロミラーラティスに対応するレジストパターンを形成し、その表面形状をネオセラム基板表面にエッチングで転写し、表面の残存レジストを除去するため、６０℃に加熱した有機溶剤（剥離液）に浸漬し、超音波を照射して残存レジストを除去したのち洗浄した。
【０１１７】
Ｖ字溝パターンを形成されたネオセラム基板表面に「アクリル系の紫外線硬化樹脂（屈折率：１．４３）」をスピンナーで２回に分けて塗布し、ＵＶ光照射して硬化させた。塗布硬化処理後のネオセラム基板表面は、上記樹脂材料で完全に溝が埋め尽くされている。最後に「フィラーを含まない低温焼成タイプのゾルーゲル材料」を塗布し、１５０℃で１０分焼成した。焼成後の表面平坦度はＲａで０．０５μｍ以下であった。
【０１１８】
このようにして、ネオセラム基板の表面に、ブラックマトリックスに合わせてマイクロミラーラティスが、断面形状が凹形状の溝（Ｖ字溝）として刻設され、マイクロミラーラティスの凹部が別材質（上記アクリル系の紫外線硬化樹脂）により充填された対向基板が得られた。
【０１１９】
具体例３の対向基板では、Ｖ字溝の側面に反射膜を形成せず、屈折率差によって小さな角度で入射する入射光をブラッグ反射する。
【０１２０】
具体例４
具体例３と同様にして、ネオセラム基板にマイクロミラーラティスをＶ字溝のパターンとして形成し、粒径：φ２００ｎｍとφ１００ｎｍのガラス製フィラー（ＳｉＯ２主成分系・球形ガラスボールビーズ。粒径：φ２００ｎｍとφ１００ｎｍのガラス製フィラーを半分づつ含む）を２０％含み、材料主成分比率：３０％のゾルーゲル材料（有機溶媒成分が５０％程度）の低粘度複合材料（屈折率：１．４２）をスピンナーで塗布した。
【０１２１】
ついで、１２０℃で２分間、ポストベークを行った。上記塗布・ポストベーク工程を３回繰り返すことで、深さ：約１１．３３μｍのＶ字溝を完全に埋める事ができた。  
４００℃で３０分間焼成してゾル−ゲル材料を完全硬化させた。完全硬化したゾル−ゲル材料は、その主たる成分のＳｉＯ２を骨格とした極薄い薄膜材料が表面を覆っている。
【０１２２】
最後に、フィラーを含まないゾルーゲル材料をもう一度塗布し焼成した。焼成後の表面平坦度は「Ｒａで０．０５μｍ以下」であった。
【０１２３】
具体例４も具体例３と同様に、マイクロミラーラティスを構成するＶ字溝パターンの、溝側面に反射膜を形成せず、屈折率差によって小さな角度で入射する入射光をブラッグ反射する。
【０１２４】
上記具体例１〜４に即して説明した対向基板に、偏光素子、ブラックマトリックス、透明基板を形成することができる。
【実施例】
【０１２５】
具体例１により得られた対向基板に対し、型押し法によりフォトニック結晶による偏光子を形成した。図３を参照する。  
図３において、符号３２が「押し型」を示している。  
まず、この押し型３２の作製を説明する。
【０１２６】
ＭＣＺ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｉｅｌｄ  ａｐｐｌｉｅｄ  Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ）法で製作された「０．１μｍの熱酸化膜付きシリコン（１００）基板」の結晶軸方位をＸ線回折法によって計測した。上記シリコン基板上に電子ビーム用感光性材料（レジスト）を厚さ：０．２μｍに塗布し、１１０℃、２０分間のプリベークを行った。
【０１２７】
次に、電子線描画装置を用いて、熱酸化膜付きシリコン基板の結晶軸に合わせてレジストに対して等間隔に配置される「同一のライン／スペース形状」のパターニングを行い、パターニング後、所定の現像及びリンスを行った。レジストに形成された「ライン／スペース形状」の周期（ピッチ）は０．１９μｍ（１９０ｎｍ）である。ライン／スペースの関係は「９５／９５ｎｍの１対１の関係」である。
【０１２８】
次に、上記シリコン基板に対しオーブン中で１２０℃、３０分間のポストベークを行い、ポストベーク後、熱酸化膜上のレジストをマスクとして、厚さ：０．１μｍの熱酸化膜をフッ酸（ＨＦ）でウエットエッチングし、熱酸化膜の表面の１方向に「周期：０．１９μｍで等間隔に配置されるライン／スペースの凹凸形状」をパターニングした。
【０１２９】
次に、パターニングされたレジスト及び熱酸化膜をマスクとして、シリコン基板を４０℃で「４０重量％の濃度のＫＯＨ（アルカリ）溶液」でウエットエッチングした。その結果、シリコン基板の（１００）面がエッチングされ「（１００）面に対して５４．７°の角度をなすＸ軸及びＹ軸の両方向にＶ字形状のシリコンの（１１１）面によりＶ字溝が形成された。シリコン基板の熱酸化膜で被覆された部分はサイドエッチングされ、シリコン基板の（１００）面上の熱酸化膜は、自然に除去されて残らなかった。
【０１３０】
このようにしてシリコン基板の（１００）面がさらにエッチングされ、Ｖ字溝を備えたシリコン基板の（１１１）面が基板の表面全体に形成された。すなわち「平坦部がなく１方向に周期的に表面高さが変化する三角波状」の表面形状のシリコン基板が得られた。Ｖ字溝形状を形成された面に撥水処理を施して、シリコン基板による「押し型」を得た。図３の押し型３２は、このような押し型を模式的に示している。
【０１３１】
このようにして得られたシリコン基板による押し型を用いて、ナノプリント法による転写を行った。
【０１３２】
ＨＳＱ（水素シルセスキオキサン）材料（東レ・ダウコーニング・シリコ−ン（株）社製ＨＳＱ）を、ＨＳＱの希釈剤としてのメチルーイソブチルーケトン（ＭＩＢＫ）に溶解させてＨＳＱ溶液を調製した。  
具体例１で作製された対向基板の「マイクロミラーラティスを形成された側の面」に密着性処理を施した後、転写材料としてのＨＳＱ溶液をスピンナーで塗布してＨＳＱ層を形成した。その後、ＨＳＱ層が形成された対向基板を５０℃で１０分間放置し、ＨＳＱ層から希釈剤を揮発させ、ＨＳＱ層の粘度を「ナノインプリントすることが可能な粘度」に調整した。
【０１３３】
図３（ａ）において、符号３０は「石英基板にマイクロミラーラティスが形成された対向基板」、符号３１は「ナノインプリント可能な粘度に調整されたＨＳＱ層」を示す。
【０１３４】
次に、ＨＳＱ層３１にシリコン基板の型面を押し当て、ＨＳＱ層３１内の気泡を除去し、対向基板３０上の余分な転写材料を基板外周から流し出して除去した。続いて、ＨＳＱ層３１を間に挟む対向基板３０及び押し型３２を真空チャンバー内に移動させ、１ミリＴｏｒｒから１０ミリＴｏｒｒまでの程度の圧力を加え、１３０℃の温度で１０分間加熱し、ＨＳＱ層３１を硬化させた。
【０１３５】
ＨＳＱ層３１を有する対向基板３０と押し型３２を剥離した。このとき、Ｖ字溝形状の連なった三角波形状に硬化したＨＳＱ層３１は対向基板３０上に残り、押し型３２には残らなかった。また、ＨＳＱ層３１を加熱硬化させる際におけるＨＳＱ層３１の収縮により、ＨＳＱ層：３１のＶ字溝形状の凸形状は、周期（ピッチ）：０．１９μｍで波頭の角度：約５０度のＶ字溝形状の凸形状になった（図３（ｃ））。
【０１３６】
対向基板３０に形成されたＨＳＱ層３１の三角波状の表面に「Ｓｉ及びＮｂのターゲットからの放出されるＳｉ及びＮｂの粒子」並びに、導入ガスとしての酸素を反応させる反応（リアクティブ）バイアス・スパッタリング法によって、ＨＳＱ層３１の表面上に「ＳｉＯ２層」及び「Ｎｂ２Ｏ３層」を交互に積層させて積層構造３３を形成した。
【０１３７】
より詳細には、ターゲットからの中性粒子の堆積、Ａｒイオンの垂直入射によるスパッタエッチング、堆積粒子の再付着の過程によって、ＳｉＯ２層及びＮｂ２Ｏ３層を形成させた。ターゲットからの中性粒子の堆積による成膜については、ターゲットに印加する高周波の電力が４００Ｗであり、対向基板３０に印加する高周波の電力が６０Ｗであった。一方、Ａｒイオンの垂直入射によるスパッタエッチングについては、Ａｒガスの圧力が１．９ｍＴｏｒｒ、対向基板３０に印加する高周波の電力が６０Ｗであった。なお、対向基板表面におけるＶ字溝形状の周期は前述の如く１９０ｎｍであり、積層構造３３の基板表面に垂直な方向（図５（ｄ）の上下方向）の積層周期は９５ｎｍであった。
【０１３８】
以下には、より具体的な例として「ブルー光用偏光機能」を有するフォトニック結晶構造の例を説明する。プロジェクタにおいて、液晶パネルを照射する光には、他にグリーン光、レッド光があり、これらの光に対する偏光素子における「波長範囲の変更」は積層構造のピッチ変更と、薄膜構成の変更で対応可能である。
【０１３９】
対向基板３０として「屈折率：１．４７の石英基板」を用い、その上に屈折率：１．４６のＨＳＱ層３１を形成し、上記の如く三角波形状を転写する。三角波状の表面に第１番目の層として「屈折率：１．４７５３、膜厚：５４．９ｎｍのＳｉＯ２層」を成膜した。この第１番目の層は「ＨＳＱ層と第２番目以上の層との間の密着性を向上させる」ためのアンダーコート層である。
【０１４０】
第１番目の層の上に、第２番目の層から第３９番目の層までの３８層からなる「第１階層」を積層させた。第１階層における第２番目の層は「屈折率：２．３４４２、膜厚：６９．１１ｎｍのＮｂ２Ｏ３層」であり、第３番目の層は「屈折率：１．４７５３、膜厚：１０９．８１ｎｍのＳｉＯ２層」であり、以下、３８層まで、偶数番目の層は「屈折率：２．３４４２、膜厚：６９．１１ｎｍのＮｂ２Ｏ３層」で、奇数番目の層は「屈折率：１．４７５３、膜厚：１０９．８１ｎｍのＳｉＯ２層」である。
【０１４１】
すなわち、第１階層においては第２番目の層から第３９番目の層まで「屈折率：２．３４４２、膜厚：６９．１１ｎｍのＮｂ２Ｏ３層」と「屈折率：１．４７５３、膜厚：１０９．８１ｎｍのＳｉＯ２層」が交互に積層される。
【０１４２】
次に、第３９番目の層の上に第４０番目の層として「屈折率：２．３４４２、膜厚：６９．１１ｎｍのＮｂ２Ｏ３層」、第４０番目の層の上に第４１番目の層として「屈折率：１．４７５３、膜厚：５４．９ｎｍのＳｉＯ２層」、第４１番目の層の上に第４２番目の層として「屈折率：２．３４４２、膜厚：１９．２ｎｍのＮｂ２Ｏ３層」、第４２番目の層の上に第４３番目の層として「屈折率：１．４７５３、膜厚：６１．０ｎｍのＳｉＯ２層」を積層させた。
【０１４３】
さらに、第４３番目の層の上に「第４４番目の層から第６３番目の層までの２０層からなる第２階層」を積層させた。第２階層における第４４番目の層は「屈折率：２．３４５５、膜厚：３８．３９ｎｍのＮｂ２Ｏ３層」であり、第４５番目の層は「屈折率：１．４７７８、膜厚：６１．０ｎｍのＳｉＯ２層」である。即ち、第２階層における偶数番目の層は「屈折率：２．３４５５、膜厚：３８．３９ｎｍのＮｂ２Ｏ３層」であり、奇数番目の層は「屈折率：１．４７７８、膜厚：６１．０ｎｍのＳｉＯ２層」である。即ち、第４４番目の層から第６３番目の層までは「屈折率：２．３４５５、膜厚：３８．３９ｎｍのＮｂ２Ｏ３層」と「屈折率：１．４７７８、膜厚：６１．０ｎｍのＳｉＯ２層」が交互に積層される。
【０１４４】
次に、第６３番目の層の上に「第６４番目の層から第８１番目の層までの１８層からなる第３階層」を積層させた。第３階層における第６４番目の層は「屈折率：２．３４８０、膜厚：３４．５５ｎｍのＮｂ２Ｏ３層」であり、第６５番目の層は「屈折率：１．４７９３、膜厚：５４．９ｎｍのＳｉＯ２層」であり、第３階層における偶数番目の層は「屈折率：２．３４８０、膜厚：３４．５５ｎｍのＮｂ２Ｏ３層」で、奇数番目の層は「屈折率：１．４７９３、膜厚：５４．９ｎｍのＳｉＯ２層」であって、これらが第６４番目の層から第８１番目の層まで交互に積層される。
【０１４５】
最後に、第８１番目の層の上に、第８２番目の層として「屈折率：２．３４８０、膜厚：１５．３６ｎｍのＮｂ２Ｏ３層」を成膜した。この第８２番目の層は「ＨＳＱ層３１上に積層させた積層構造を保護するためのオーバーコート層である。
【０１４６】
なお、上記ＳｉＯ２層、Ｎｂ２Ｏ３層における屈折率は、実際にそれぞれの膜を成膜した際における３６０ｎｍの波長の光に対する値である。  
この実施例において製造された積層構造は「無機材料から構成される偏光素子」として利用可能である。なお、対向基板３０の裏面側には反射防止膜を成膜形成した。
【０１４７】
上記実施例において製造された積層構造３３によるフォトニック結晶の偏光分離特性は、４２０〜５２０ｎｍ（ブルー光）の波長範囲において、ＴＭ偏光（三角波の周期方向に振動する偏光成分）の平均透過率：９１％以上、ＴＥ偏光の平均透過率：０．２％以下でコントラストは４５０以上を示した。
【０１４８】
かかる積層構造によれば「４２０ｎｍから５２０ｎｍまでのブルー光の波長範囲にわたってＴＥモード及びＴＭモードの偏光成分を十分に分離できることを確認できた。
【０１４９】
なお、ＴＥモードに対するＴＭモードのコントラストは、ＴＥモードの偏光成分の透過率に対するＴＭモードの「偏光成分の透過率の比」であり、ＴＥモードの偏光成分及びＴＭモードの「偏光成分の分離の程度を表す尺度」である。
【０１５０】
上述の如く、積層構造の三角波形状は、周期（ピッチ）：０．１９μｍでＶ字溝形状が繰り返されるが、Ｖ字溝構造の一方の角度は約４０度であり、従ってその高さは約８０ｎｍ（０．０８μｍ）である。この高さは、液晶用対向基板としての表面粗さとしては許容可能な粗さである。しかし必要に応じて上記表面に平坦化のため、或いは、反射防止機能を持たせるために、積層構造上に薄膜を形成してよいことは言うまでもない。
【０１５１】
上記の如く、対向基板上に形成された「積層構造によるフォトニック結晶による偏光素子」の上に、ブラックマトリックス用のクロム膜をスパッタリングにより成膜した。  
スパッタリング装置内を０．８×１０−３Ｐａ以下に排気し、この状態でアルゴン：２０ｓｃｃｍを導入し、対向基板に対して逆バイアスを１００Ｗ印加し、表面を３分間プラズマで活性化した。次いで、アルゴン：２０ｓｃｃｍ導入し、圧力：２×１０−１Ｐａの条件下で、クロムターゲットを、シャッターを閉じた状態でプレスパッタリングした後に、シャッターを開にしてクロム膜を５分間成膜した。成膜されたクロム膜の膜厚は９００Å（９０ｎｍ）で平均成膜速度は３．０Å／秒であった。
【０１５２】
続いて、対向基板３０に形成されているＶ字溝のパターンによるマイクロミラーラティスと高精度に位置合わせして上記クロム膜をパターニングした。具体的には、クロム膜上にレジストを０．８μｍスピンナーで塗布し、９０℃で２０分間プリベークしたのち、ステッパーにより「予め作製したブラックマトリックス用のレチクル」を使用してレジスト露光を行い、現像・リンスしてブラックマトリックスに対応するレジストパターンを得、このレジストパターンをマスクとしてエッチングを行い、マスク外のクロム膜を除去し、最後にレジストパターンを除去してブラックマトリックスを形成した。
【０１５３】
このブラックマスクの上から「透明電極膜としてのＩＴＯ膜」をスパッタリングにより形成した。スパッタリング装置内を０．８×１０−３Ｐａ以下に排気し、この状態でアルゴン：１０ｓｃｃｍを導入し、対向基板に対して逆バイアスを１００Ｗ印加し、表面を３分間「プラズマで活性化」したのち酸素：３０ｓｃｃｍを導入し、圧力：２×１０−１ＰａでＩＴＯターゲットを、シャッターを閉じた状態でプレスパッタリングした後に、シャッターを開にしてＩＴＯを１０分間成膜した。得られたＩＴＯ膜の膜厚は１１００Å（１１０ｎｍ）で、平均成膜速度は４．６Å／秒であった。
【０１５４】
このようにして「マイクロミラーラティスを刻設され、型押し法によりフォトニック結晶による偏光素子、ブラックマスク、透明電極膜の形成された対向基板」が得られた。
【０１５５】
これとは別個に、石英基板の表面にＩＴＯ電極膜を形成して「光射出側の対向基板」を作製し、これら１対の対向基板により液晶を挟持して封止することにより、ブルー光用の液晶パネルを実現できた。
【０１５６】
フォトニック結晶による偏光素子において、積層構造を構成する各層の材料や膜厚を調整することにより、上記実施例の場合と同様にして、レッド光用の液晶パネルや、グリーン光用の液晶パネルを作製できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】液晶パネルの実施の１形態を説明するための図である。
【図２】フォトニック結晶による偏光素子を説明するための図である。
【図３】型押し法でフォトニック結晶による偏光素子の作製を説明するための図である。
【図４】マイクロミラーラティスを説明するための図である。
【図５】マイクロミラーラティスを用いる効果を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１０      液晶層
１２      対向基板
１４      対向基板
１２Ａ    偏光素子
１２Ｂ    ブラックマトリックス
１２Ｃ    透明電極膜
１２Ｄ    マイクロミラーラティス
【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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