(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、前記第１の基板に対向する第２の基板と、前記第１および第２の基板の間に挟持された液晶とを有する液晶装置において、
光が入射される前記第１および第２の基板のうち一方の基板側に形成された第１の遮光膜で規定される第１の開口領域の中心位置は、光が出射する他方の基板側に形成された第２の遮光膜で規定される第２の開口領域の中心位置に対して明視方向側にずれて配置され、
前記一方の基板には、画素に対応したマイクロレンズを備え、
前記マイクロレンズは、光入射側の面及び出射側の面は平面であり、
さらに、前記マイクロレンズは、前記一方の基板の光入射面側に形成された高屈折率層、および前記高屈折率層に接して形成された低屈折率層からなり、前記低屈折率層は画素中心側から明視方向側に向けて厚く、逆明視方向側に向けて薄くなると共に、前記高屈折率層は画素中心側から明視方向側に向けて薄く、逆明視方向側に向けて厚くなり、
前記低屈折率層及び前記高屈折率層は、隣接する画素との間に配置されている前記第１の遮光膜の領域内において、逆明視方向側の厚さから明視方向側の厚さに急峻に変化するような構成であり、
前記高屈折率層と前記低屈折率層との境界面は、前記低屈折率層に向かって凸形状のレンズ面であることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
第１の基板と、前記第１の基板に対向する第２の基板と、前記第１および第２の基板の間に挟持された液晶とを有する液晶装置において、
光が入射される前記第１および第２の基板のうち一方の基板側に形成された第１の遮光膜で規定される第１の開口領域の中心位置は、光が出射する他方の基板側に形成された第２の遮光膜で規定される第２の開口領域の中心位置に対して明視方向側にずれて配置され、
前記一方の基板には、画素に対応したマイクロレンズを備え、
前記マイクロレンズは、光入射側の面及び出射側の面は平面であり、
さらに、前記マイクロレンズは、前記一方の基板の光入射側に形成された低屈折率層、および前記低屈折率層に接して基板の光出射側に形成された高屈折率層からなり、前記高屈折率層は画素中心側から明視方向側に向けて薄く、逆明視方向側に向けて厚くなると共に、前記低屈折率層は画素中心側から明視方向側に向けて厚く、逆明視方向側に向けて薄くなり、
前記低屈折率層及び前記高屈折率層は、隣接する画素との間に配置されている前記第１の遮光膜の領域内において、逆明視方向側の厚さから明視方向側の厚さに急峻に変化するような構成であり、
前記高屈折率層と前記低屈折率層との境界面は、前記低屈折率層に向かって凸形状のレンズ面であることを特徴とする液晶装置。
【請求項３】
請求項１または２に規定する液晶装置を用いた投射型表示装置であって、光源と、該光源から出射された光を前記液晶装置に導く集光光学系と、当該液晶装置で光変調した光を拡大投射する拡大投射光学系とを有することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項４】
請求項３において、前記液晶装置に入射する光の光軸が当該液晶装置の法線方向に対して明視方向側に傾くように構成されていることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項５】
請求項４において、前記液晶装置は、当該液晶装置に入射する光の光軸を当該液晶装置の法線方向に対して明視方向側に傾かせる斜め姿勢で配置されていることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項６】
請求項４または５において、前記集光光学系に用いた集光レンズは、前記液晶装置に入射する光の光軸を当該液晶装置の法線方向に対して明視方向側に傾かせる斜め姿勢で配置されていることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれか一項において、前記集光光学系に用いた反射ミラーは、前記液晶装置に入射する光の光軸を当該液晶装置の法線方向に対して明視方向側に傾かせる斜め姿勢で配置されていることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項８】
請求項４ないし６のいずれか一項において、前記液晶装置が複数枚用いられているとともに、該複数枚の液晶装置毎に、入射する光の光軸が液晶装置の法線方向に対して明視方向側に傾いていることを特徴とする投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の基板間に封入された液晶が当該基板間で捩じれ配向している液晶装置、およびこの液晶液晶装置をライトバルブとして用いた投射型表示装置に関するものである。さらに詳しくは、液晶装置を用いた表示装置におけるコントラスト向上技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一対の基板間に封入された液晶（ＴＮ液晶／ツイステッドネマティックモードの液晶）が当該基板間で捩じれ配向しているタイプの液晶装置は、たとえば投射型表示装置に対してライトバルイブとして搭載される。この種の投射型表示装置では、たとえば、一般に赤、青、緑の三原色の光を各液晶装置を通してそれぞれの色毎に画像成分を形成し、これらの画像成分を合成して所望のカラー画像を作り出し、投射している。
このような表示装置に用いられる従来の液晶装置の構成について図２７を用いて説明する。
【０００３】
図２７は、従来の液晶装置に用いたアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を模式的に拡大して示す断面図である。
【０００４】
図２７に示すように、液晶装置１では、透明な画素電極８、配向膜４６、画素スイッチング用の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称す）（図示せず）、データ線（図示せず）、走査線９１および容量線９２などが形成されたアクティブマトリクス基板２０と、透明な対向電極３２および配向膜４７が形成された対向基板３０と、これらの基板間に封入、挟持されている液晶３９とから概略構成されている。ここに封入される液晶３９としては、配向膜４６、４７によって基板間で９０°に捩じれ配向したＴＮ（ツイステッドネマティック）モードの液晶が広く用いられている。このように構成した液晶装置１では、アクティブマトリクス基板２０において、ＴＦＴを介してデータ線から画素電極８に印加した画像信号によって、画素電極８と対向電極３２との間において液晶３９の配向状態を制御することができる。それ故、透過型の液晶装置１において、対向基板３０側から入射された光は、入射側偏光板（図示せず。）によって所定の直線偏光光に揃えられた後、対向基板３０の側から液晶３９に入射し、ある領域を透過する直線偏光光は透過偏光軸が捩じられてアクティブマトリクス基板２０から出射される一方、他の領域を通過した直線偏光光は透過偏光軸が捩じられることなくアクティブマトリクス基板２０の側から出射する。それ故、出射側偏光板（図示せず。）を通過するのは、液晶３９によって偏光軸が捩じられた方の直線偏光光、あるいは液晶３９によって偏光軸が捩じられることのなかった直線偏光光のうちの一方である。よって、これらの偏光状態を画素毎に制御することにより所定の情報を表示することができる。
【０００５】
ここで、対向基板３０の側から入射した光がＴＦＴのチャネル領域に入射、あるいはＴＦＴのチャネル領域に反射されると、このような光は表示に寄与しないだけでなく、光電変換効果により光電流が発生し、ＴＦＴのトランジスタ特性が劣化する。このため、アクティブマトリクス基板２０および対向基板３０には、隣接する画素電極８の間の領域に重なるように、クロムなどの金属材料や樹脂ブラックなどからなるブラックマトリクス、あるいはブラックマスクと称せられる第１の遮光膜６および第２の遮光膜７が形成されることがある。このように構成した場合に、液晶装置１では、アクティブマトリクス基板２０および対向基板３０のいずれにおいても、第１の遮光膜６および第２の遮光膜７で区画された第１および第２の開口領域２１、３１のみを光が透過し、それ以外の領域では光が第１の遮光膜６および第２の遮光膜７で遮られるので、ＴＦＴ１０のチャネル領域に強い光が入射し、あるいは反射してくるのを防止することができる。
【０００６】
このような構成の液晶装置１において、アクティブマトリクス基板２０の第１の遮光膜６と対向基板３０の第２の遮光膜７とは、略重なる領域に形成される。
【０００７】
このため、アクティブマトリクス基板２０の第１の開口領域３１と対向基板３０の第２の開口領域２１とは、それらの中心位置２１１、３１１が一致する。また、別の液晶装置の従来例としては、図示を省略するが、対向基板３０にマイクロレンズを形成し、液晶装置に入射される光を集光することにより光の利用効率を高めることがある。すなわち、図２７に示す例では、対向基板３０から入射した光の一部は、第２の遮光膜７で遮られて表示に寄与しないが、対向基板３０の側にマイクロレンズを形成すれば、第２の遮光膜７で遮られていた光も液晶３９に入射することになって表示に寄与する光量が増大する。
【０００８】
このように対向基板３０にマイクロレンズ（図示せず）を形成する際にも、マイクロレンズの光学的中心位置をアクティブマトリクス基板２０および対向基板３０の各開口領域２１、３１の中心位置２１１、３１１に重ねるようにマイクロレンズを形成することにより、表示に寄与する光量の減少を防止することができる。それ故、信頼性が高く、且つ明るい表示を行うことのできる液晶装置１を構成することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように構成した液晶装置１において、図２８に液晶の配向状態を模式的に示すように、液晶３９は、アクティブマトリクス基板２０と対向基板３０との間で、９０°に捩じれ配向した状態にある。ここで、図２８には各基板２０、３０の方向を表すために、時計における時刻に相当する数字を付してある。このような９０°の捩じれをもたせるには、各基板２０、３０の表面に配向膜４６、４７となるポリイミド膜などを形成した後、矢印Ａおよび矢印Ｂでそれぞれのラビング方向を示すように、一対の基板間で互いに直角をなす方向にそれぞれラビング処理を施した後、各基板２０、３０を貼り合わせ、その隙間に液晶３９を充填する。その結果、液晶３９は、配向膜４６、４７へのラビング方向に長軸方向を向けて配向し、一対の基板２０、３０間において液晶３９の長軸方向は９０°捩じれる。
【００１０】
このようにして捩じれ配向させた液晶３９を用いた液晶装置１では、基板２０、３０間の中央に位置する液晶３９の配向状態（長軸方向および長軸の傾き）によりコントラスト特性が方向性を示す。すなわち、図２８に示すように液晶３９を配向させたときは、図２９（Ａ）に示すように、この液晶装置１の３時−９時方向におけるコントラスト特性は、６時−１２時を中心に左右対称の特性を示す。これに対して、図２９（Ｂ）に示すように、この液晶装置１の６時−１２時方向におけるコントラスト特性は、６時の方向においてコントラストが高い一方、それから外れると大幅に低下する。従って、１２時の方向では著しくコントラストが低下する。このようなとき、６時の方向を明視方向といい、それとは反対の方向を逆明視方向という。
【００１１】
それ故、図３０に示すように、液晶装置１に対しては明視方向からの光のみが入射し、逆明視方向からの光が入射しないようにすれば、コントラストの高い表示を行うことができるが、投射型表示装置などにおいては、光源から出射された光を導光系において平行光束にしているものの、それでも液晶装置１に対しては、法線方向に対して逆明視方向に斜めに傾いた方向から光が入射するのを防止することができない。その結果、従来の液晶装置１では、図２７にそれぞれ示すように、対向基板３０の側から入射した光のうち、逆明視方向に傾いた方向から入射した光も、明視方向に傾いた方向から入射した光と同様に、液晶３９の層を透過した後、アクティブマトリクス基板２０の第１の開口領域２１から出射されてしまう。それ故、従来の液晶装置１を用いた投射型表示装置では、逆明視方向から入射した光も表示に関与するので、コントラストが低いという問題点がある。
【００１２】
また、対向基板３０に半球状のマイクロレンズを形成して、液晶装置に入射される光を増大させた構成では、明視方向側から入射する光量を増やすことができるが、逆明視方向側から入射する光量も多くなってしまう。このため、対向基板３０にマイクロレンズを形成すると、コントラスト特性が低下する。
【００１３】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、逆明視方向に傾いた方向から入射した光が表示に関与することを防止することにより、コントラスト特性を向上することのできる液晶装置、およびそれをライトバルブとして用いた投射型表示装置を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の課題は、逆明視方向に傾いた方向から入射した光が表示に関与することを防止するとともに、光の利用効率を向上することのできる液晶装置、およびそれをライトバルブとして用いた投射型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明は、第１の基板と、前記第１の基板に対向する第２の基板と、前記第１および第２の基板の間に挟持された液晶とを有する液晶装置において、
光が入射される前記第１および第２の基板のうち一方の基板側に形成された第１の遮光膜で規定される第１の開口領域の中心位置は、光が出射する他方の基板側に形成された第２の遮光膜で規定される第２の開口領域の中心位置に対して明視方向側にずれて配置され、
前記一方の基板には、画素に対応したマイクロレンズを備え、前記マイクロレンズは、光入射側の面及び出射側の面は平面であり、さらに、前記マイクロレンズは、前記一方の基板の光入射面側に形成された高屈折率層、および前記高屈折率層に接して形成された低屈折率層からなり、前記低屈折率層は画素中心側から明視方向側に向けて厚く、逆明視方向側に向けて薄くなると共に、前記高屈折率層は画素中心側から明視方向側に向けて薄く、逆明視方向側に向けて厚くなり、前記低屈折率層及び前記高屈折率層は、隣接する画素との間に配置されている前記第１の遮光膜の領域内において、逆明視方向側の厚さから明視方向側の厚さに急峻に変化するような構成であり、前記高屈折率層と前記低屈折率層との境界面は、前記低屈折率層に向かって凸形状のレンズ面であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、第１の基板と、前記第１の基板に対向する第２の基板と、前記第１および第２の基板の間に挟持された液晶とを有する液晶装置において、光が入射される前記第１および第２の基板のうち一方の基板側に形成された第１の遮光膜で規定される第１の開口領域の中心位置は、光が出射する他方の基板側に形成された第２の遮光膜で規定される第２の開口領域の中心位置に対して明視方向側にずれて配置され、前記一方の基板には、画素に対応したマイクロレンズを備え、前記マイクロレンズは、光入射側の面及び出射側の面は平面であり、さらに、前記マイクロレンズは、前記一方の基板の光入射側に形成された低屈折率層、および前記低屈折率層に接して基板の光出射側に形成された高屈折率層からなり、前記高屈折率層は画素中心側から明視方向側に向けて薄く、逆明視方向側に向けて厚くなると共に、前記低屈折率層は画素中心側から明視方向側に向けて厚く、逆明視方向側に向けて薄くなり、前記低屈折率層及び前記高屈折率層は、隣接する画素との間に配置されている前記第１の遮光膜の領域内において、逆明視方向側の厚さから明視方向側の厚さに急峻に変化するような構成であり、前記高屈折率層と前記低屈折率層との境界面は、前記低屈折率層に向かって凸形状のレンズ面であることを特徴とする。
【００１７】
さらにまた、基板の光入射側に形成された中間屈折率層、当該基板の光出射側の明視方向側に形成された高屈折率層、および当該基板の光出射側で前記高屈折率層に対して逆明視方向側で隣接する低屈折率層のうち、前記高屈折率層および前記低屈折率層がそれぞれ画素中心側から明視方向側および逆明視方向側に向かって薄くなっているマイクロレンズを用いることができる。なお、本願明細書における「低屈折率層、中間屈折率層および高屈折率層」とは、各層の屈折率の相対的な大小関係が、低屈折率層＜中間屈折率層＜高屈折率層になっていることを意味する。
【００１８】
上記のいずれの構成を用いても、明視方向側からの光を多く入射させ、逆明視方向側からの光を少なく入射させることができるため、光の利用効率を高め、かつコントラスト特性の良好な表示を行うことができる。
【００１９】
この場合に、前記第１および第２の基板の一方の基板上には各画素に対向する領域に凸部の形状を備え、且つ各画素の中心側に対向する領域に平坦面を備えたマイクロレンズを有するマイクロレンズ基板と、前記マイクロレンズ基板上に接着剤を介して貼り合わされた薄板とを有し、前記マイクロレンズの平坦面は前記薄板に当接されてなることが好ましい。
【００２０】
すなわち、前記一方の基板は、前記マイクロレンズが形成されたマイクロレンズ基板と、該マイクロレンズ基板に接着剤を介して貼り合わされた薄板とを有し、前記マイクロレンズは、前記画素の中心側に前記非レンズ領域を形成する平坦面をもつ凸形状を有し、前記マイクロレンズ基板と前記薄板とは、該薄板が前記平坦面に当接した状態で貼り合わされていることが好ましい。このような構成によれば、画素周辺領域の遮光膜あるいは配線等に向かう光を画素中心に向けることができるため、光の利用効率を高めることができるとともに逆明視方向側から入射する光を少なくできるのでコントラストの高い表示を行うことができる。
【００２１】
また、画素中心領域は平坦面を有し、画素周辺領域だけにマイクロレンズが形成されているため、画素中心領域に入射される照射光は液晶の画素中心の１点で集光することなく、ある程度の広がりをもった状態で画素を通過することが可能である。従って、入射光が液晶に局部的に照射されるのを防ぐことができるので、液晶の寿命を延ばすことができる。さらに、画素中心領域の平坦面は接着剤を介して薄板に当接されるため、薄板とマイクロレンズを備えたマイクロレンズ基板とのギャップ制御を均一にすることが可能となる。それ故、マイクロレンズアレイ基板と薄板とを精度よく貼り合わせることができる。
【００２２】
本発明において、前記第１の基板には、複数の走査線および複数のデータ線が形成されているとともに、前記画素電極は、画素スイッチング素子を介して前記走査線およびデータ線に接続していることがある。
【００２３】
本発明において、前記一方の基板は、たとえば前記第２の基板である。この場合に、前記第１の基板には、複数の走査線および複数のデータ線が形成されているとともに、前記画素電極は、画素スイッチング素子を介して前記走査線およびデータ線に接続し、前記画素スイッチング素子は、前記画素において前記画素電極に対して明視方向側に形成されていることが好ましい。また、前記画素の各々では、該画素に対応する前記走査線および蓄積容量形成用の容量線が明視方向側に形成されていることが好ましい。
【００２４】
第１の基板において、開口領域は、基本的には、データ線、走査線および容量線によって区画された領域から画素スイッチング用素子の形成領域を除いた領域として構成されるので、画素スイッチング用素子が形成されている側ではその分だけ、光が遮断される領域が幅広に形成される。
【００２５】
すなわち、画素スイッチング用素子が形成されている側ではその分だけ、光が通らない領域が広いことになるので、画素スイッチング素子が画素電極に対して明視方向側に形成されていれば、逆明視方向に傾いた方向から入射した光を画素スイッチング素子を形成した領域を利用して遮ることができる。
【００２６】
また、スイッチング素子に加えて、走査線や容量線も明視方向側に形成すれば、逆明視方向に傾いた方向から入射した光がスイッチング素子、走査線、容量線を形成した領域を利用して遮ることができる。逆に、明視方向側から入射した光が遮光膜あるいは配線、画素スイッチング用素子等で遮られるのを防ぐことができるので、明視方向側から入射光の利用効率を高めることができる。
【００２７】
本発明を適用した液晶装置はコントラスト特性が高いので、投射型表示装置のライトバルブとして用いることが好ましい。すなわち、本発明に係る液晶装置を用いた投射型表示装置には、光源と、該光源から出射された光を前記液晶装置に導く集光光学系と、当該液晶装置で光変調した光を拡大投射する拡大投射光学系とを設ける。
【００２８】
本発明の投射型表示装置の液晶装置は、前記液晶装置の法線方向に対して光軸が明視方向側に傾いた光が前記液晶装置に入射されることが好ましい。このような構成によれば、明視方向側に傾いた光が基板に入射されるため、よりコントラストを高めることができる。
【００２９】
このように投射型表示装置を構成した場合には、前記液晶装置に入射する光の光軸を当該液晶装置の法線方向に対して明視方向側に傾けることが好ましい。
【００３０】
本発明において、前記液晶装置に入射する光の光軸を当該液晶装置の法線方向に対して明視方向側に傾けるにあたっては、たとえば、前記液晶装置を、当該液晶装置に入射する光の光軸を当該液晶装置の法線方向に対して明視方向側に傾かせる斜め姿勢で配置する。また、前記液晶装置に入射する光の光軸を当該液晶装置の法線方向に対して明視方向側に傾けるにあたっては、前記集光光学系に用いた集光レンズを、前記液晶装置に入射する光の光軸を当該液晶装置の法線方向に対して明視方向側に傾かせる斜め姿勢で配置してもよい。さらに、前記集光光学系に用いた反射ミラーを、前記液晶装置に入射する光の光軸を当該液晶装置の法線方向に対して明視方向側に傾かせる斜め姿勢で配置してもよい。すなわち、マイクロレンズあるいは液晶装置の内部構造だけでは、液晶に明視方向側からのみ光を入射させるという点で不十分であっても、このような不足分については、液晶装置の傾き、あるいは集光光学系の集光レンズ若しくは反射ミラーの傾きによって補ってもよい。
【００３１】
本発明において、投射型表示装置では前記液晶装置が複数枚用いられることがある。この場合には、該複数枚の液晶装置毎に、入射する光の光軸が液晶装置の法線方向に対して傾いている角度がそれぞれ最適な値に設定されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００３２】
以上のとおり、本発明に係る液晶装置では、明視方向および逆明視方向に傾いた方向から入射した光のうち、逆明視方向に傾いた方向から入射した光が表示に寄与するのを抑えてあるので、コントラストの高い表示を行うことができる。それ故、投射型表示装置などにおいて、品位の高い画像を表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図面を参照して、本発明の各実施の形態を説明する。なお、以下に説明する各実施の形態に係る液晶装置は、先に説明した従来の液晶装置と基本的な構成が同一なので、共通する機能を有する部分には同じ符号を付して説明する。また、以下に各実施の形態を説明するが、各形態において共通する構成について先に説明しておく。
【００３４】
［液晶装置の全体構成］
図１および図２はそれぞれ、本形態に係る液晶装置１を対向基板の側からみた平面図、および図１のＨ−Ｈ′線で切断したときの液晶装置１の断面図である。
【００３５】
図１および図２において、液晶装置１は、画素電極８がマトリクス状に形成されたアクティブマトリクス基板２０と、対向電極３２が形成された対向基板３０と、これらのアクティブマトリクス基板２０と、対向基板３０間に封入、挟持されている液晶３９とから概略構成されている。アクティブマトリクス基板２０と対向基板３０とは、対向基板３０の外周縁に沿って形成されたギャップ材含有のシール材５２によって所定の間隙を介して貼り合わされている。また、アクティブマトリクス基板２０と対向基板３０との間には、ギャップ材含有のシール材５２によって液晶封入領域が区画形成され、この内側に液晶３９が封入されている。シール材５２としては、エポキシ樹脂や各種の紫外線硬化樹脂などを用いることができる。また、ギャップ材としては、約２μｍ〜約１０μｍの無機あるいは有機質のファイバ若しくは球を用いることができる。
【００３６】
対向基板３０はアクティブマトリクス基板２０よりも小さく、アクティブマトリクス基板２０の周辺部分は、対向基板３０の外周縁よりはみ出た状態に貼り合わされる。従って、アクティブマトリクス基板２０の駆動回路（走査線駆動回路７０やデータ線駆動回路６０）や入出力端子４５は対向基板３０から露出した状態にある。ここで、シール材５２は部分的に途切れて液晶注入口２４１が構成されている。対向基板３０とアクティブマトリクス基板２０とを貼り合わせた後、液晶注入口２４１から液晶３９を液晶３９を封入した後、液晶注入口２４１を封止剤２４２で塞ぐ。なお、対向基板３０には、シール材５２の内側において画像表示領域４を見切りするための表示見切り用の遮光膜５５も形成されている。また、対向基板３０のコーナー部のいずれにも、アクティブマトリクス基板２０と対向基板３０との間で電気的導通をとるための上下導通材５６が形成されている。
【００３７】
［アクティブマトリクス基板の構成］
図３は、液晶装置１の構成を模式的に示すブロック図、図４は、この液晶装置１に用いたアクティブマトリクス基板の画素領域の一部を抜き出して示す平面図（遮光膜の図示を省略してある。）、図５は、図４におけるＡ−Ａ′線におけるアクティブマトリクス基板の断面図（遮光膜の図示を省略してある。）である。
【００３８】
図３において、液晶装置１の画像表示領域４を構成するマトリクス状に形成された複数の画素は、画素電極８および画素電極８を制御するための画素スイッチング素子としてのＴＦＴ１０とからなり、画像信号が供給されるデータ線９０は、このＴＦＴ１０のソースに電気的接続されている。データ線９０に書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが順次供給される。また、ＴＦＴ１０の走査線９１を介してゲート電極にはパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９は、ＴＦＴ１０のドレインに電気的接続されており、ＴＦＴ１０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線９０から供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。画素電極８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、対向基板３０（図１などを参照）に形成された対向電極３２（図１などを参照）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８と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量４０を付加する。なお、このように蓄積容量９５を形成する方法としては、容量を形成するための配線である容量線９２を設けても良いし、前段の走査線９１との間で容量を形成しても良い。
【００３９】
図４に示すように、いずれの画素においても、複数の透明な画素電極８がマトリクス状に形成されており、画素電極９の縦横の境界に沿って、データ線９０、走査線９１および容量線９２が形成されている。データ線９０は、ポリシリコン膜等の半導体層のうち、ソース領域１６にコンタクトホールを介して電気的に接続している。画素電極８は、ドレイン領域１７にコンタクトホールを介して電気的に接続している。また、チャネル領域１５に対向するように走査線９１が延びている。なお、蓄積容量４０は、画素スイッチング用のＴＦＴ１０を形成するためのシリコン膜１０ａ（半導体膜／図４に斜線を付した領域）の延設部分に相当するシリコン膜４０ａ（半導体膜／図４に斜線を付した領域）を導電化したものを下電極４１とし、この下電極４１に対して容量線９２が上電極として重なった構造になっている。
【００４０】
このように構成した画素領域のＡ−Ａ′線における断面は、基本的には図５に示すように表される。まず、アクティブマトリクス基板２の表面には下地絶縁膜２０１の上に島状のシリコン膜１０ａ、４０ａが形成されている。また、シリコン膜１０ａの表面にはゲート絶縁膜１３が形成され、このゲート絶縁膜１３の上に走査線９１（ゲート電極）が形成されている。シリコン膜１０ａのうち、走査線９１に対してゲート絶縁膜１３を介して対峙する領域がチャネル領域１５になっている。このチャネル領域１５に対して一方側には、低濃度ソース領域１６１および高濃度ソース領域１６２を備えるソース領域１６が形成され、他方側には低濃度ドレイン領域１７１および高濃度ドレイン領域１７２を備えるドレイン領域１７が形成されている。このように構成された画素スイッチング用のＴＦＴ１０の表面側には、第１層間絶縁膜１８および第２層間絶縁膜１９が形成され、第１層間絶縁膜１８の表面に形成されたデータ線９０は、第１層間絶縁膜１８に形成されたコンタクトホールを介して高濃度ソース領域１６２に電気的に接続している。また、画素電極８は、第１層間絶縁膜１８および第２層間絶縁膜１９に形成されたコンタクトホールを介して高濃度ドレイン領域１６２に電気的に接続している。また、高濃度ドレイン領域１７２から延設されたシリコン膜４０ａには低濃度領域からなる下電極４１が形成され、この下電極４１に対しては、ゲート絶縁膜１３と同時形成された絶縁膜（誘電体膜）を介して容量線９２が対向している。このようにして蓄積容量４０が形成されている。
【００４１】
ここで、ＴＦＴ１０は、好ましくは上述のようにＬＤＤ構造をもつが、オフセット構造であってもよいし、走査線９１をマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち込み自己整合的に高濃度ソースおよびドレイン領域を形成したセルフアライン型のＴＦＴであってもよい。
【００４２】
［実施の形態１］
図６は、本発明の実施の形態１に係る液晶装置１に用いたアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。図７および図８はそれぞれ、液晶装置１のアクティブマトリクス基板２０に形成した第１の遮光膜６と、対向基板３０に形成した第２の遮光膜７との位置関係を示す平面図および説明図である。なお、図６に示す断面は、図７および図８のＢ−Ｂ′線における断面に相当する。
【００４３】
図６に示すように、本実施形態の液晶装置１において、アクティブマトリクス基板２０の側には、下地保護膜２０１の下層側にクロムなどの金属膜からなる第１の遮光膜６が形成され、この第１の遮光膜６は、図７に左下がりの斜線領域として示すように、隣接する画素電極８の間に相当する領域にマトリクス状に形成されている。このため、第１の遮光膜６は、図４を参照して説明したデータ線９０、走査線９１、容量線９２、ＴＦＴ１０および蓄積容量４０と平面的に重なる領域に形成され、かつ、この第１の遮光膜６によってアクティブマトリクス基板２０の各画素には第１の開口領域２１が区画形成されている。
また、対向基板３０の側には、アクティブマトリクス基板２０の第１の遮光膜６と対向するようにクロムなどの金属膜からなる第２の遮光膜７がマトリクス状に形成され、この第２の遮光膜７によって第２の開口領域３１が形成されている。この第２の遮光膜７の形成領域は、図７に右下がりの斜線領域として示してある。さらに、対向基板３０の側には、対向電極３２および配向膜４７が形成されている。
【００４４】
このように構成した対向基板３０およびアクティブマトリクス基板２０については、それぞれ互いに直交する方向にラビング処理が施された後、所定の隙間を介して貼り合わされ、しかる後に、この隙間内に液晶３９が封入される。その結果、液晶３９は、アクティブマトリクス基板２０と対向基板３０との間で９０°に捩じれ配向した状態になる。従って、液晶装置１には、液晶３９の配向状態に対応して明視方向および逆明視方向が生じ、逆明視方向に傾いた方向から液晶装置１に入射した光が表示に関与すると、コントラストを低下させる。ここに示す例では、各画素において、画素電極８に対して画素スイッチング用のＴＦＴ１０が位置する方（図面下側）明視方向になっており、それとは反対側（図面上側）が逆明視方向になっている。
【００４５】
そこで、本形態では、図７および図８に示すように、第１および第２の遮光膜６、７のうち、光が入射する対向基板３０（一方の基板）の側に形成されている第２の遮光膜７が、光が出射するアクティブマトリクス基板２０（他方の基板）の側に形成されている第１の開口領域２１に対して明視方向側と比較して逆明視方向側で幅広に重なるように形成されている。このため、対向基板３０の側に形成された第２の開口領域３１の中心位置３１１は、アクティブマトリクス基板２０の側に形成された第１の開口領域２１の中心位置２１１に対して明視方向側にずれている。すなわち、各画素において、第２の遮光膜７の縁は、画素スイッチング用のＴＦＴ１０が形成されている側（明視方向の側）では第１の遮光膜６の縁と略重なっているので、第２の遮光膜７と第１の開口領域２１とは明視方向の側でほとんど重なっていないが、画素スイッチング用のＴＦＴ１０が形成されている側と反対側（逆明視方向の側）において、第２の遮光膜７の縁は、第１の遮光膜６の縁よりも第１の開口領域２１の方に幅Ｌに相当する分だけ、張り出している。また、容量線と走査線も明視方向側に形成されている。
【００４６】
このため、本形態の液晶装置１においては、図６および図８に示すように、対向基板３０の側から入射した光のうち、明視方向に傾いた方向から入射した光はアクティブマトリクス基板２０の第１の開口領域２１から出射され、表示に関与するが、逆明視方向に傾いた方向から対向基板３０に入射した光は、アクティブマトリクス基板２０に対して第１の開口領域２１からずれた位置に照射され、各画素において明視方向に位置する部分の第１の遮光膜６によって遮られる、アクティブマトリクス基板２０から出射されるのを防ぐことができる。それ故、対向基板３０側から入射する光に明視方向および逆明視方向に傾いた光が含まれていたとしても、コントラストを低下させる原因となる逆明視方向に傾いた光は、アクティブマトリクス基板２０から出射されるのを抑えることができるので、表示に関与しない。よって、本発明を適用した液晶装置１によれば、コントラストの高い表示を行うことができる。
【００４７】
また、本形態の液晶装置１では、各画素において、画素スイッチング用のＴＦＴ１０が画素電極８に対して明視方向側に形成されているので、逆明視方向に傾いた方向から入射した光を効果的に遮ることができる。すなわち、アクティブマトリクス基板２０において、第１の開口領域２１は、基本的には、データ線９０、走査線９１および容量線９２によって矩形に区画された領域から画素スイッチング用のＴＦＴ１０および蓄積容量４０の形成領域を除いた領域として構成されるので、画素スイッチング用のＴＦＴ１０が形成されている側ではその分だけ、第１の遮光膜６が張り出している。このため、画素スイッチング用のＴＦＴ１０が形成されている側ではその分だけ、光が通らない領域が広いことになるので、逆明視方向に傾いた方向から入射した光を画素スイッチング用のＴＦＴ１０を形成した領域を利用して遮ることができる。
【００４８】
なお、本実施形態において、後述する実施の形態３ないし実施の形態８と同様に、対向基板３０にマイクロレンズを設けてもよい。この場合、マイクロレンズの光学中心位置を対向基板３０の開口領域２１の中心位置２１１に一致させれば、光の利用効率が高められるため、コントラストの良い表示が可能となる。これに対して、マイクロレンズの光学中心位置を開口領域２１の中心位置２１１から明視方向側にずらし、好ましくは開口領域３１の中心位置３１１にほぼ一致するようにすれば、コントラストの良い表示を行うことができるとともに、逆明視方向側からの光の入射を防ぐために効果的である。
【００４９】
なお、対向基板３０の側に形成された第２の開口領域３１の中心位置３１１を、アクティブマトリクス基板２０の側に形成された第１の開口領域２１の中心位置２１１に対して明視方向側にずらすにあたっては、実施の形態１のように、対向基板３０の側に形成されている第２の遮光膜７が、アクティブマトリクス基板２０の側に形成されている第１の開口領域２１に対して明視方向側と比較して逆明視方向側で幅広に重なっている構成の他、アクティブマトリクス基板２０の側に形成されている第１の遮光膜６が、対向基板３０の側に形成されている第２の開口領域３１に対して逆明視方向側と比較して明視方向側で幅広に重なっている構成、あるいは、以下に説明する実施の形態２のように、これらの構成を組み合わせた構成であってもよい。
【００５０】
［実施の形態２］
図９は、本発明の実施の形態２に係る液晶装置１に用いたアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。図１０および図１１はそれぞれ、液晶装置１のアクティブマトリクス基板２０に形成した第１の遮光膜６と、対向基板３０に形成した第２の遮光膜７との位置関係を示す平面図および説明図である。なお、図９に示す断面は、図１０および図１１のＢ−Ｂ′線における断面に相当する。
【００５１】
図９において、本形態の液晶装置１は、基本的な構成が実施の形態１と同様であるので、異なる点のみ詳述する。本実施の形態では、下地保護膜２０１の下層側に第１の遮光膜６が形成され、この第１の遮光膜６は、図１０に左下がりの斜線領域として示すように、隣接する画素電極８の間に相当する領域にマトリクス状に形成されている。このため、第１の遮光膜６は、図４を参照して説明したデータ線９０、走査線９１、容量線９２、ＴＦＴ１０および蓄積容量４０と平面的に重なる領域に形成され、かつ、この第１の遮光膜６によってアクティブマトリクス基板２０の各画素には第１の開口領域２１が区画形成されている。
【００５２】
また、対向基板３０の側には、アクティブマトリクス基板２０の第１の遮光膜６と対向するように第２の遮光膜７がマトリクス状に形成され、この第２の遮光膜７によって第２の開口領域３１が形成されている。この第２の遮光膜７の形成領域は、図１０に右下がりの斜線領域として示してある。さらに、対向基板３０の側には、対向電極３２および配向膜４７が形成されている。
このように構成した対向基板３０およびアクティブマトリクス基板２０間において、液晶３９は捩じれ配向した状態にある。従って、液晶装置１には、液晶３９の配向状態に対応して明視方向および逆明視方向が生じ、逆明視方向に傾いた方向から液晶装置１に入射した光が表示に関与すると、コントラストを低下させる。ここに示す例においても、各画素において、画素電極８に対して画素スイッチング用のＴＦＴ１０が位置する方が明視方向になっており、それとは反対側が逆明視方向になっている。
【００５３】
そこで、本形態では、まず、実施の形態１と同様、各画素において、画素スイッチング用のＴＦＴ１０が形成されている側と反対側（逆明視方向の側）では、対向基板３０に形成されている第２の遮光膜７の縁が、第１の遮光膜６の縁よりも画素内側に向かって幅Ｌ１に相当する分だけ、張り出している。このため、対向基板３０の側に形成されている第２の遮光膜７は、光が出射するアクティブマトリクス基板２０の側に形成されている第１の開口領域２１に対して明視方向側と比較して逆明視方向側で幅広に重なっている。
また、本形態では、各画素において、画素スイッチング用のＴＦＴ１０が形成されている側では、アクティブマトリクス基板２０に形成されている第１の遮光膜６の縁が、第２の遮光膜７の縁よりも画素内側に向かって幅Ｌ２に相当する分だけ、張り出している。このため、アクティブマトリクス基板２０の側に形成されている第１の遮光膜６は、対向基板３０の側に形成されている第２の開口領域３１に対して逆明視方向側と比較して明視方向側で幅広に重なっている。
【００５４】
従って、本形態の液晶装置１において、第１および第２の開口領域２１、３１のうち、光が入射する対向基板３０の側に形成された第２の開口領域３１の中心位置３１１は、光が出射するアクティブマトリクス基板２０の側に形成された第１の開口領域２１の中心位置２１１に対して明視方向側にずれている。
このため、本形態の液晶装置１においては、図９および図１１に示すように、対向基板３０の側から入射した光のうち、明視方向に傾いた方向から入射した光はアクティブマトリクス基板２０の第１の開口領域２１から出射され、表示に関与するが、逆明視方向に傾いた方向から対向基板３０に入射した光は、アクティブマトリクス基板２０に対して第１の開口領域２１からずれた位置に照射され、各画素において明視方向に位置する部分の第１の遮光膜６によって遮られるので、アクティブマトリクス基板２０から出射されない。それ故、対向基板３０側から入射する光に明視方向および逆明視方向に傾いた光が含まれていたとしても、コントラストを低下させる原因となる逆明視方向に傾いた光は、アクティブマトリクス基板２０から出射されないので、表示に関与しない。よって、本発明を適用した液晶装置１によれば、コントラストの高い表示を行うことができる。
【００５５】
また、本形態の液晶装置１でも、各画素において、画素スイッチング用のＴＦＴ１０が画素電極８に対して明視方向側に形成されているので、逆明視方向に傾いた方向から入射した光を効果的に遮ることができる。すなわち、アクティブマトリクス基板２０において、第１の開口領域２１は、基本的には、データ線９０、走査線９１および容量線９２によって矩形に区画された領域から画素スイッチング用のＴＦＴ１０および蓄積容量４０の形成領域を除いた領域として構成されるので、画素スイッチング用のＴＦＴ１０が形成されている側ではその分だけ、第１の遮光膜６が張り出している。このため、画素スイッチング用のＴＦＴ１０が形成されている側ではその分だけ、光が通らない領域が広いことになるので、逆明視方向に傾いた方向から入射した光を画素スイッチング用のＴＦＴ１０を形成した領域を利用して遮ることができる。
【００５６】
［実施の形態３］
図１２は、本発明の実施の形態３に係る液晶装置１に用いたアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。図１３および図１４はそれぞれ、この液晶装置１の対向基板３０に形成したマイクロレンズと、アクティブマトリクス基板２０に形成した画素電極８との位置関係を示す平面図および説明図である。なお、図１２に示す断面は、図１３および図１４のＢ−Ｂ′線における断面に相当する。
【００５７】
図１２において、本形態の液晶装置１では、アクティブマトリクス基板２０上には、下地保護膜２０１の下層側にクロムなどの金属膜からなる第１の遮光膜６が形成され、この第１の遮光膜６は、図１３に左下がりの斜線領域として示すように、隣接する画素電極８の間に相当する領域にマトリクス状に形成されている。このため、第１の遮光膜６は、図４および図５を参照して説明したデータ線９０、走査線９１、容量線９２、ＴＦＴ１０および蓄積容量４０と平面的に重なる領域に形成され、かつ、この第１の遮光膜６によってアクティブマトリクス基板２０の各画素には第１の開口領域２１がマトリクス状に区画形成されている。
【００５８】
また、対向基板３０の側には、図１３に右下がりの斜線領域として示すように、アクティブマトリクス基板２０の第１の遮光膜６と対向するように第２の遮光膜７がマトリクス状に形成され、この第２の遮光膜７によって第２の開口領域３１がマトリクス状に区画形成されている。また、対向基板３０には、アクティブマトリクス基板２０の画素電極８と対向するようにマイクロレンズ４１（微少レンズ）がマトリクス状に形成されている。このような構造の対向基板３０は、たとえば、マイクロレンズ４１が形成されたレンズアレイ基板４０に対して接着剤４８によって薄板ガラス４９を貼り合わせ、この薄板ガラス４９に対して第２の遮光膜７、透明な対向電極３２、および配向膜４７を形成することにより製造できる。
【００５９】
このように構成した対向基板３０およびアクティブマトリクス基板２０については、それぞれ互いに直交する方向にラビング処理が施された後、所定の隙間を介して貼り合わされ、しかる後に、この隙間内に液晶３９が封入される。その結果、液晶３９は、アクティブマトリクス基板２０と対向基板３０との間で９０°に捩じれ配向した状態になる。従って、液晶装置１には、液晶３９の配向状態に対応して明視方向および逆明視方向が生じ、逆明視方向に傾いた方向から液晶装置１に入射した光が表示に関与すると、コントラストを低下させる。ここに示す例では、各画素において、画素電極８に対して画素スイッチング用のＴＦＴ１０が位置する方（図面下側）明視方向になっており、それとは反対側（図面上側）が逆明視方向になっている。
【００６０】
そこで、本形態では、図１２、図１３および図１４に示すように、対向基板３０に形成したマイクロレンズ４１の焦点位置４１１をアクティブマトリクス基板２０の第１の開口領域２１の中心位置に対して、明視方向側にずらしてある。
【００６１】
このため、本形態の液晶装置１においては、図１２および図１４に示すように、対向基板３０の側から入射した光のうち、明視方向側に傾いた方向から入射した光は、マイクロレンズ４１で屈折してもアクティブマトリクス基板２０の第１の開口領域２１から出射され、表示に関与する。これに対して、逆明視方向側に傾いた方向から対向基板３０に入射した光は、マイクロレンズ４１で屈折した後、アクティブマトリクス基板２０に対しては第１の開口領域２１からずれた位置に照射され、各画素において明視方向側に位置する第１の遮光膜６によって遮られるので、アクティブマトリクス基板２０から出射されるのを抑えることができる。それ故、対向基板３０側から入射する光に明視方向および逆明視方向に傾いた光が含まれていたとしても、コントラストを低下させる原因となる逆明視方向に傾いた光は、アクティブマトリクス基板２０から出射されるのを抑えることができるので、表示に関与しない。よって、本発明を適用した液晶装置１によれば、コントラストの高い表示を行うことができる。
【００６２】
また、本形態の液晶装置１では、各画素において、画素スイッチング用のＴＦＴ１０が画素電極８に対して明視方向側に形成されているので、逆明視方向に傾いた方向から入射した光を効果的に遮ることができる。すなわち、アクティブマトリクス基板２０において、第１の開口領域２１は、基本的には、データ線９０、走査線９１および容量線９２によって矩形に区画された領域から画素スイッチング用のＴＦＴ１０および蓄積容量４０の形成領域を除いた領域として構成されるので、画素スイッチング用のＴＦＴ１０が形成されている側ではその分だけ、第１の遮光膜６が張り出している。このため、画素スイッチング用のＴＦＴ１０が形成されている側ではその分だけ、光が通らない領域が広いことになるので、逆明視方向に傾いた方向から入射した光を画素スイッチング用のＴＦＴ１０を形成した領域を利用して遮ることができる。
【００６３】
本実施形態では、対向基板３０側にマイクロレンズを形成する場合を説明したが、アクティブマトリクス基板２０の各画素に対応してマイクロレンズを設けてもよい。また、対向基板３０とアクティブマトリクス基板２０の両方にマイクロレンズを設けても良い。その場合、アクティブマトリクス基板２０に形成するマイクロレンズは液晶装置に明視方向側から傾いて入射された光を平行光、あるいは拡散光とすることが可能となるため、画素の光の開口率を実質的に高めることができる。また用途に応じて拡大させたり、収束させたりしてもかまわない。また、対向基板３０に形成するマイクロレンズの光学的中心位置を明視方向側にずらし、さらにアクティブマトリクス基板に形成するマイクロレンズの光学的中心位置を明視方向側にずらし、互いの焦点位置を一致させるようにすれば、光の利用効率を高めることができる。
【００６４】
［実施の形態４］
図１５は、本発明の実施の形態４に係る液晶装置１に用いたアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図であり、図４のＢ−Ｂ′線における断面図に相当する。
【００６５】
図１５において、本実施形態の液晶装置１では、アクティブマトリクス基板２０上には、下地保護膜２０１の下層側にクロムなどの金属膜からなる第１の遮光膜６が形成され、この第１の遮光膜６は、隣接する画素電極８の間に相当する領域にマトリクス状に形成されている。このため、第１の遮光膜６は、図４を参照して説明したデータ線９０、走査線９１、容量線９２、ＴＦＴ１０および蓄積容量４０と平面的に重なる領域に形成され、かつ、この第１の遮光膜６によってアクティブマトリクス基板２０の各画素には第１の開口領域２１がマトリクス状に区画形成されている。
【００６６】
対向基板３０には、アクティブマトリクス基板２０の第１の遮光膜６と対向するように第２の遮光膜７がマトリクス状に形成され、この第２の遮光膜７によって第２の開口領域３１がマトリクス状に区画形成されている。また、対向基板３０には、アクティブマトリクス基板２０の画素電極８と対向するようにマイクロレンズ４１（微少レンズ）がマトリクス状に形成されている。このため、マイクロレンズ４１は、対向基板３０に入射した光源からの光Ｌを集光しながら液晶３９に入射させるので、第１の遮光膜６で遮られる光を減らすことができる。それ故、光の利用効率が高いので、明るい表示を行うことができる。
【００６７】
このような構造の対向基板３０は、たとえば、フォトリソグラフィ技術を利用してマイクロレンズ４１を形成した透明なレンズアレイ基板４０に対して接着剤４８によって薄板ガラス４９を貼り合わせ、この薄板ガラス４９に対して第２の遮光膜７、透明な対向電極３２、および配向膜４７を形成することにより製造できる。
【００６８】
このように構成した対向基板３０およびアクティブマトリクス基板２０については、それぞれ互いに直交する方向にラビング処理が施された後、所定の隙間を介して貼り合わされ、しかる後に、この隙間内に液晶３９が封入される。その結果、液晶３９は、アクティブマトリクス基板２０と対向基板３０との間で９０°に捩じれ配向した状態になる。従って、液晶装置１には、液晶３９の配向状態に対応して明視方向および逆明視方向が生じるので、液晶３９の層に明視方向側から光が入射するとコントラストが向上する。ここに示す例では、図面に向かって左側が明視方向になっており、右側が逆明視方向になっている。
【００６９】
そこで、本実施形態では、レンズアレイ基板４０の屈折率をｎ1とし、接着剤４８の屈折率をｎ2としたときに、
ｎ1 ＞ ｎ2
を満たすような材質でレンズアレイ基板４０および接着剤４８を構成し、かつ、マイクロレンズ４１に相当する部分では、接着剤４８の厚さが明視方向側から逆明視方向側に向けて連続的に薄くなるように、レンズアレイ基板４０に凹凸を形成してある。すなわち、マイクロレンズ４１が形成された対向基板３０の光入射側に高屈折率層（レンズアレイ基板４０）を配置し、かつ、対向基板３０の光出射側に低屈折率層（接着剤４８の層）を形成するとともに、マイクロレンズ４１は、低屈折率層（接着剤４８の層）の厚さを画素中心３１１側から明視方向側に向けては連続的に厚く、逆明視方向側に向けては連続的に薄くし、隣接する画素との境界領域（遮光膜７が形成されている領域）で再び、明視方向側の厚さにまで急峻に厚くなるような構成にしてある。
【００７０】
従って、本実施形態の液晶装置１では、アクティブマトリクス基板２０および対向基板３０のうち、光が入射する方の対向基板３０にはマイクロレンズ４１が形成されているので、光の利用効率を高めることができる。また、マイクロレンズ４１は光学特性が非対称であるため、明視方向側から対向基板３０に入射した光のうち、画素に対して明視方向側に位置する第１の遮光膜６に向かおうとする光は、マイクロレンズ４１にこの第１の遮光膜６を避ける方向に屈曲してこの第１の遮光膜６でほとんど遮られることなく液晶３９に出射されるのに対して、逆明視方向側から対向基板３０に入射した光のうち、画素に対して逆明視方向側に位置する第１の遮光膜６に向かおうとする光は、マイクロレンズ４１によってこの第１の遮光膜６に向けて屈曲し、一部がこの第１の遮光膜６で遮られる。このため、液晶３９に入射する光に対して、明視方向側から入射する光を多くし、逆明視方向側から入射する光を少なくすることができるので、本実施形態の液晶装置１では、コントラストの高い表示を行うことができる。
【００７１】
［実施の形態４の変形例］
図１６は、本発明の実施の形態４の変形例に係る液晶装置１に用いたアクティブマトリクス基板２０、対向基板３０およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。なお、本実施形態および後述するいずれの形態も、基本的な構成が実施の形態４と共通するので、対応する部分には同符号を付して図示することとし、それらの詳細な説明を省略する。
【００７２】
図１６において、本実施形態の液晶装置１でも、対向基板３０には、アクティブマトリクス基板２０の画素電極８と対向するようにマイクロレンズ４１（微少レンズ）がマトリクス状に形成されている。
【００７３】
また、この液晶装置１でも、液晶３９の配向状態に対応して明視方向および逆明視方向が生じるので、液晶３９に明視方向側から多く光を入射させるとコントラストが向上する。
【００７４】
そこで、本実施形態でも、実施の形態４と同様、レンズアレイ基板４０の屈折率をｎ1とし、接着剤４８の屈折率をｎ2としたときに、
ｎ1 ＞ ｎ2
を満たすようなレンズアレイ基板４０（高屈折率層）および接着剤４８（低屈折率層）を用い、かつ、マイクロレンズ４１に相当する部分では、接着剤４８の厚さを画素中心３１１から明視方向側に向けては連続的に厚くし、逆明視方向側に向けて連続的に薄くなるように、レンズアレイ基板４０に凹凸を形成してあるが、実施の形態４と違って、マイクロレンズ４１の部分では、接着剤４８（低屈折率層）の厚さを明視方向側から逆明視方向側に向けて連続的に薄くしていき、隣接する画素との境界領域（遮光膜７が形成されている領域）付近から徐々に、明視方向側の厚さに戻るように構成されている。
【００７５】
このように構成した場合でも、光が入射する方の対向基板３０にはマイクロレンズ４１が形成されているので、光の利用効率を高めることができる。また、マイクロレンズ４１は光学特性が非対称であるため、実施の形態４と同様、液晶３９に入射する光に対して、明視方向側から入射する光を多くし、逆明視方向側から入射する光を少なくすることができるので、本実施形態の液晶装置１では、コントラストの高い表示を行うことができる。
【００７６】
また、マイクロレンズ４１においてレンズアレイ基板４０（高屈折率層）と接着剤４８（低屈折率層）との境界面は、逆明視方向側でも湾曲している形状を有しているので、逆明視方向側の光も少しは含むが、実施の形態４と比較して、より多くの光を液晶３９に向けて出射できる。それ故、明るい表示を行うことができる。
【００７７】
［実施の形態５］
図１７は、本発明の実施の形態５に係る液晶装置１に用いたアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。実施の形態５の基本的な構成は実施の形態と共通であり、同様な構成については同符号を付して、その説明は省略する。
【００７８】
図１７において、本実施形態の液晶装置１でも、対向基板３０には、アクティブマトリクス基板２０の画素電極８と対向するようにマイクロレンズ４１（微少レンズ）がマトリクス状に形成されている。このような構造の対向基板３０も、たとえば、マイクロレンズ４１が形成されたレンズアレイ基板４０に対して接着剤４８によって薄板ガラス４９を貼り合わせ、この薄板ガラス４９に対して第２の遮光膜７、透明な対向電極３２、および配向膜４７を形成することにより製造できる。また、この液晶装置１でも、液晶３９の配向状態に対応して明視方向および逆明視方向が生じるので、液晶３９の層に明視方向側から光が入射するとコントラストが向上する。
【００７９】
そこで、本実施形態では、レンズアレイ基板４０の屈折率をｎ1とし、接着剤４８の屈折率をｎ2としたときに、
ｎ1 ＜ ｎ2
を満たすようなレンズアレイ基板４０および接着剤４８を用い、かつ、マイクロレンズ４１に相当する部分では、接着剤４８の厚さを明視方向側から逆明視方向側に向けて連続的に厚くなるように、レンズアレイ基板４０に凹凸を形成してある。
【００８０】
すなわち、マイクロレンズ４１が形成された対向基板３０の光入射側に低屈折率層（レンズアレイ基板４０）を配置し、かつ、対向基板３０の光出射側に高屈折率層（接着剤４８の層）を形成するとともに、マイクロレンズ４１の部分では、高屈折率層の厚さを画素中心３１１から明視方向側に向けては連続的に薄くし、逆明視方向側に向けて連続的に厚くし、隣接する画素との境界領域（遮光膜７が形成されている領域）では再び、明視方向側の厚さにまで急峻に厚くなるような構成になっている。
【００８１】
従って、本実施形態でも、光が入射する方の対向基板３０にはマイクロレンズ４１が形成されているので、光の利用効率を高めることができる。また、マイクロレンズ４１は光学特性が非対称であるため、明視方向側から対向基板３０に入射した光のうち、画素に対して明視方向側に位置する第１の遮光膜６に向かおうとする光は、マイクロレンズ４１にこの第１の遮光膜６を避ける方向に屈曲してこの第１の遮光膜６でほとんど遮られることなく液晶３９に出射されるのに対して、逆明視方向側から対向基板３０に入射した光のうち、画素に対して逆明視方向側に位置する第１の遮光膜６に向かおうとする光は、マイクロレンズ４１によってこの第１の遮光膜６に向けて屈曲し、一部がこの第１の遮光膜６で遮られる。このため、液晶３９に入射する光に対して、明視方向側から入射する光を多くし、逆明視方向側から入射する光を少なくすることができるので、本実施形態の液晶装置１では、コントラストの高い表示を行うことができる。
【００８２】
［実施の形態５の変形例］
図１８は、本発明の実施の形態５の変形例に係る液晶装置１に用いたアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。
【００８３】
図１８において、本実施形態の液晶装置１でも、対向基板３０には、アクティブマトリクス基板２０の画素電極８と対向するようにマイクロレンズ４１（微少レンズ）がマトリクス状に形成されている。また、この液晶装置１でも、液晶３９の配向状態に対応して明視方向および逆明視方向が生じるので、液晶３９の層に明視方向側から光が入射するとコントラストが向上する。
【００８４】
そこで、本実施形態でも、実施の形態５と同様、レンズアレイ基板４０の屈折率をｎ1とし、接着剤４８の屈折率をｎ2としたときに、
ｎ1 ＜ ｎ2
を満たすようなレンズアレイ基板４０（低屈折率層）および接着剤４８（高屈折率層）を用い、かつ、マイクロレンズ４１では、接着剤４８の厚さを明視方向側から逆明視方向側に向けて連続的に厚くなるように、レンズアレイ基板４０に凹凸を形成してある。従って、実施の形態５と異なり、マイクロレンズ４１は、接着剤４８（高屈折率層）の厚さを明視方向側から逆明視方向側に向けて連続的に厚くしていき、隣接する画素との境界領域（遮光膜７が形成されている領域）付近から徐々に、明視方向側の厚さに戻るように構成されている。
【００８５】
このように構成した場合でも、光が入射する方の対向基板３０にはマイクロレンズ４１が形成されているので、光の利用効率を高めることができる。また、マイクロレンズ４１は光学特性が非対称であるため、実施の形態５と同様、液晶３９に入射する光に対して、明視方向側から入射する光を多くし、逆明視方向側から入射する光を少なくすることができるので、本実施形態の液晶装置１では、コントラストの高い表示を行うことができる。
【００８６】
また、マイクロレンズ４１においてレンズアレイ基板４０（低屈折率層）と接着剤４８（高屈折率層）との境界面は、逆明視方向側でも湾曲している形状を有しているので、逆明視方向側の光も少しは含むが、実施の形態５と比較して、より多くの光を液晶３９に向けて出射できる。それ故、明るい表示を行うことができる。
【００８７】
［実施の形態６］
図１９は、本発明の実施の形態６に係る液晶装置１に用いたアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。実施の形態６は実施の形態４と基本構造は共通するので、同様な構成は同符号を付してその説明は省略する。
【００８８】
図１９において、本実施形態の液晶装置１でも、対向基板３０には、アクティブマトリクス基板２０の第１の遮光膜６と対向するように第２の遮光膜７がマトリクス状に形成され、この第２の遮光膜７によって第２の開口領域３１がマトリクス状に区画形成されている。また、対向基板３０には、アクティブマトリクス基板２０の画素電極８と対向するようにマイクロレンズ４１（微少レンズ）がマトリクス状に形成されている。このような構造の対向基板３０は、たとえば、マイクロレンズ４１が形成されたレンズアレイ基板４０に対して接着剤４８によって薄板ガラス４９を貼り合わせ、この薄板ガラス４９に対して第２の遮光膜７、透明な対向電極３２、および配向膜４７を形成することにより製造できる。この液晶装置１でも、液晶３９の配向状態に対応して明視方向および逆明視方向が生じるので、液晶３９の層に明視方向側から光が入射するとコントラストが向上する。
【００８９】
そこで、本実施形態では、対向基板３０のレンズアレイ基板４０には、光入射側にその基体たる透明基板からなる中間屈折率層４０Ａを配置し、この透明基板の光出射側の明視方向側および逆明視方向側にそれぞれ低屈折率層４０Ｂおよび高屈折率層４０Ｃが隣接している構成にしてある。ここで、低屈折率層４０Ｂおよび高屈折率層４０Ｃは、レンズアレイ基板４０の基体たる透明基板（中間屈折率層４０Ａ）の凹凸が形成されている面に積層された透明樹脂層である。また、マイクロレンズ４１の部分では、低屈折率層４０Ｂおよび高屈折率層４０Ｃを画素中心側３１１から明視方向側および逆明視方向側に向かってそれぞれ連続的に、かつ、対称の形状をもって厚くしてある。
【００９０】
すなわち、レンズアレイ基板４０を構成する中間屈折率層４０Ａ、低屈折率層４０Ｂおよび高屈折率層４０Ｃの屈折率をそれぞれｎ11 、ｎ12 、ｎ13としたときに、
ｎ12 ＜ ｎ11＜ ｎ13
を満たすようにレンズアレイ基板４０を構成し、かつ、マイクロレンズ４１に相当する部分では、画素中心側３１１から明視方向側に向かって低屈折率層４０Ｂをなだらかに厚くしていき、画素中心側３１１から逆明視方向側に向かって高屈折率層４０Ｃをなだらかに厚くしてある。
【００９１】
このように構成した液晶装置１でも、光が入射する方の対向基板３０にはマイクロレンズ４１が形成されているので、光の利用効率を高めることができる。また、マイクロレンズ４１は光学特性が非対称であるため、明視方向側から対向基板３０に入射した光のうち、画素に対して明視方向側に位置する第１の遮光膜６に向かおうとする光は、マイクロレンズ４１にこの第１の遮光膜６を避ける方向に屈曲してこの第１の遮光膜６でほとんど遮られることなく液晶３９に出射されるのに対して、逆明視方向側から対向基板３０に入射した光のうち、画素に対して逆明視方向側に位置する第１の遮光膜６に向かおうとする光は、マイクロレンズ４１によってこの第１の遮光膜６に向けて屈曲し、一部がこの第１の遮光膜６で遮られる。このため、液晶３９に入射する光に対して、明視方向側から入射する光を多くし、逆明視方向側から入射する光を少なくすることができるので、本実施形態の液晶装置１では、コントラストの高い表示を行うことができる。
【００９２】
［実施の形態７］
図２０は、本発明の実施の形態７に係る液晶装置１に用いたアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。実施の形態７は実施の形態４と基本構造は共通するので、同様な構成は同符号を付してその説明は省略する。
【００９３】
図２０において、本実施形態の液晶装置１でも、実施の形態６と同様、対向基板３０には、アクティブマトリクス基板２０の画素電極８と対向するようにマイクロレンズ４１（微少レンズ）がマトリクス状に形成されている。このような構造の対向基板３０は、たとえば、マイクロレンズ４１が形成されたレンズアレイ基板４０に対して接着剤４８によって薄板ガラス４９を貼り合わせ、この薄板ガラス４９に対して第２の遮光膜７、透明な対向電極３２、および配向膜４７を形成することにより製造できる。この液晶装置１でも、液晶３９の配向状態に対応して明視方向および逆明視方向が生じるので、液晶３９の層に明視方向側から光が入射するとコントラストが向上する。
【００９４】
そこで、本実施形態では、対向基板３０のレンズアレイ基板４０には、光入射側に中間屈折率層４０Ａを形成し、この基板の光出射側の明視方向側および逆明視方向側に高屈折率層４０Ｃおよび低屈折率層４０Ｂを隣接するように形成するとともに、マイクロレンズ４１の部分では、高屈折率層４０Ｃおよび低屈折率層４０Ｂを画素中心側３１１から明視方向側および逆明視方向側に向かってそれぞれ連続的に、かつ、対称の形状をもって薄くする。
【００９５】
すなわち、レンズアレイ基板４０を構成する中間屈折率層４０Ａ、低屈折率層４０Ｂおよび高屈折率層４０Ｃの屈折率をそれぞれｎ11 、ｎ12 、ｎ13としたときに、
ｎ12 ＜ ｎ11＜ ｎ13
を満たすようにレンズアレイ基板４０を構成し、かつ、マイクロレンズ４１に相当する部分では、画素中心側３１１から明視方向側に向かって高屈折率層４０Ｃをなだらかに薄くし、画素中心側３１１から逆明視方向側に向かって低屈折率層４０Ｂをなだらかに薄くしてある。
【００９６】
従って、本実施形態でも、光が入射する方の対向基板３０にはマイクロレンズ４１が形成されているので、光の利用効率を高めることができる。また、マイクロレンズ４１は光学特性が非対称であるため、実施の形態６と同様、液晶３９に入射する光に対して、明視方向側から入射する光を多くし、逆明視方向側から入射する光を少なくすることができるので、本実施形態の液晶装置１では、コントラストの高い表示を行うことができる。
【００９７】
［実施の形態８］
図２１は、本発明の実施の形態８に係る液晶装置１に用いたアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。実施の形態８は実施の形態４と基本構造は共通するので、同様な構成は同符号を付してその説明は省略する。
【００９８】
図２１に示す例は、図２０に示す液晶装置１をベースに、マイクロレンズ４１の構成を変えたものである。すなわち、この液晶装置１でも、実施の形態６と同様、対向基板３０にはマイクロレンズ４１が形成されているので、光の利用効率が高い。
【００９９】
マイクロレンズ４１は、対向基板３０に入射した光のうち、第１の遮光膜６に向かおうとする光の進行方向を画素の開口領域に屈曲させることにより、光の利用効率を高めるものである。従って、もともと画素中心３１１に向かおうとする光は、マイクロレンズ４１を設けなくても画素開口領域に入射されるため、画素の中心領域に対応してマイクロレンズを形成しなくてもよい。そこで、本実施形態では、画素の中心領域には、対向基板３０に対して直角に入射した光を液晶３９に対して直進させるためにマイクロレンズを形成しない、すなわち非レンズ領域４００が形成され、画素の周辺領域には、画素中心３１１に近い側から周辺部に向かって接着剤４８が厚くなるような形状のマイクロレンズ４１を構成する。
【０１００】
なお、本実施形態では、マイクロレンズアレイ基板４０の屈折率をｎ１とし、接着剤４８の屈折率をｎ２とした時に、
ｎ１＞  ｎ２
を満たすような材質でマイクロレンズアレイ基板４０および接着剤４８を構成すれば、画素周辺の遮光膜あるいは配線等に向かう光を画素中心に向けることができるため、光の利用効率を高めることができるとともに、逆明視方向から入射する光を少なくできるので、コントラストの高い表示を行うことができる。
【０１０１】
このように画素の中心領域を非レンズ領域４００とする形状は、図２１のように画素中心領域を平坦化して画素周辺を所定の曲率を持つように形成されているが、その場合、画素の中心領域の非レンズ領域４００と薄板ガラス４９との間にわずかに接着剤４８を設けてもよい。薄板ガラス４９とマイクロレンズアレイ基板４０との間に中心領域では薄く、周辺領域では厚くして、マイクロレンズアレイ基板４０の全面に接着剤４８が塗布されていれば、薄板ガラス４９とマイクロレンズアレイ基板４０との密着性を高めることができる。また、画素中心領域は平坦面を有し、画素周辺領域だけにマイクロレンズが形成されているため、画素中心領域に入射される照射光は液晶の画素中心の１点で集光することなく、ある程度の広がりをもった状態で画素を通過することが可能である。従って入射光が液晶に局部的に照射されるのを防ぐことができ、液晶の寿命を延ばすことができる。
【０１０２】
［実施の形態８の第１変形例］
図２２は実施の形態８の第１変形例に係わる液晶装置１に用いたアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。第１変形例は実施の形態８と基本構造は共通するので、同様な構成は同符号を付してその説明は省略する。
【０１０３】
本変形例と実施の形態８との違いは、本変形例においては、凸形状を有するマイクロレンズ４１において、画素の中心側に形成された非レンズ領域４００が薄板ガラス４９に接着剤４８を介することなく接している点であり、その他の構成は実施の形態８と同じである。
【０１０４】
図２２に示される構成を有することにより、画素の中心領域の非レンズ領域４００に入射される光は、接着剤４８を介することなく液晶に入射させることができるため、画素中心側に入射される光は接着剤４８により屈曲させることなく液晶に向かうことが可能となり、光の利用効率を高めることができるとともに、逆明視方向から入射する光を少なくできるので、コントラストの高い表示を行うことができる。
【０１０５】
また、マイクロレンズアレイ基板４０は非レンズ領域４００の平坦な面が薄板ガラス４９に接して固着されるため、マイクロレンズアレイ基板４０と薄板ガラス４９とのギャップを一定に保つことが可能となる。それ故、マイクロレンズアレイ基板４０と薄板ガラス４９とを精度よく貼り合わせることができる。
【０１０６】
［実施の形態８の第２変形例］
また、図２３は実施の形態８の第２変形例に係わる液晶装置１に用いたアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼りあわせ構造を拡大して示す断面図である。第２変形例は実施の形態８と基本構造は共通するので、同様な構成は同符号を付してその説明は省略する。本変形例と実施の形態８との違いは、本変形例においては、マイクロレンズ４１は画素の中心領域は薄く平坦な形状を有するか、あるいは画素の中心領域はマイクロレンズを全く有さず、画素周辺部はは中心領域側から外周に向けて接着剤が厚く形成されるような形状となっている。
【０１０７】
この場合、マイクロレンズアレイ基板４０の屈折率をｎ１とし、接着剤４８の屈折率をｎ２としたときに、
ｎ１＞  ｎ２
を満たすような材質でマイクロレンズアレイ基板４０および接着剤４８を構成すれば、画素周辺の遮光膜あるいは配線等に向かう光を画素中心に向けることができるため、光の利用効率を高めることができるとともに、逆明視方向から入射する光を少なくできるので、コントラストの高い表示を行うことができる。
本実施形態およびその変形例はいずれも画素の中心領域はマイクロレンズを形成せずに周辺領域のみに形成されているため、光の利用効率を高めることができるとともに、逆明視方向から入射する光を少なくできるので、コントラストの高い表示を行うことができる。
【０１０８】
なお、このような非レンズ領域４００の形成は、上記の実施形態４乃至実施形態７に対して組み合わせて適用することもできる。
【０１０９】
［その他の実施形態］
なお、上述の実施形態を組み合わせて構成すればよりコントラストのよい表示が可能となる。また、上述の実施形態は、６時明視の場合を例として説明したが、これに限るものではない。また、たとえば１時半明視、あるいは１０時半明視というように基板の斜め方向に明視方向がある場合には、たとえば、実施の形態１ないし実施の形態３で説明したように、画素の開口率の中心位置あるいはマイクロレンズの光学的中心位置を明視方向にずらすことによりコントラストを向上させることができるが、上下左右の明視方向に近い側にずらすことによってもコントラストを向上させることができる。
【０１１０】
また、液晶装置に光が入射される際に、液晶装置の法線に対して光軸が明視方向側に傾いた光を液晶装置に入射するようにすれば、逆明視方向側からの光の入射を防ぐために効果的となりさらにコントラストの高い表示が可能となる。
【０１１１】
さらに、上述の実施の形態では、アクティブマトリクス基板の第１の遮光膜６はＴＦＴの下層に形成されているが、これに限るものではなく、たとえば、ＴＦＴの上層あるいは遮光性を有する配線を利用して、第１の遮光膜６をアクティブマトリクス基板に形成しても良い。
【０１１２】
さらにまた、上記形態では、光が入射する対向基板３０にのみマイクロレンズを形成したが、光が出射するアクティブマトリクス基板２０の側にも各画素に対向するようにマイクロレンズを形成してもよい。この場合に、アクティブマトリクス基板２０に形成されたマイクロレンズの光学的中心位置は、対向基板３０の開口領域３１の中心位置３１１に対して明視方向側にずれていることが好ましい。このような構成によれば、対向基板に形成されたマイクロレンズを介して入射されたコントラストの高い光を、アクティブマトリクス基板２０に形成されたマイクロレンズによって効率よく出射することができる。また、出射される光を光学系に合わせて収束光、平行光、あるいは拡散光とすることができるので、実質的に画素の開口率を向上させることができ、光の利用効率を高めることができる。
【０１１３】
［液晶装置１の電子機器への適用］
次に、本実施形態の液晶装置１を備えた電子機器の一例を、図２４、図２５を参照して説明する。図２４は、電子機器のブロック図である。図２５は、本発明を適用した電子機器の一例としての投射型表示装置の要部（光学系）を示す説明図である。
【０１１４】
図２４において、表示情報出力源１０００、表示情報処理回路１００２、表示駆動回路１００４、本実施形態の液晶装置１、クロック発生回路１００８および電源回路１０１０を含んで構成される。表示情報出力源１０００は、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ、テレビ信号を同調して出力する同調回路などを含んで構成され、クロック発生回路１００８からのクロックに基づいて、ビデオ信号などの表示情報を出力する。表示情報処理回路１００２は、クロック発生回路１００８からのクロックに基づいて表示情報を処理して出力する。この表示情報処理回路１００２は、たとえば増幅・極性反転回路、シリアル−パラレル変換回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路あるいはクランプ回路等を含むことができる。表示駆動回路１００４は、走査側駆動回路およびデータ側駆動回路を含んで構成され、液晶装置１を表示駆動する。電源回路１０１０は、上述の各回路に電力を供給する。
【０１１５】
（投射型表示装置の構成例１）
このような構成の電子機器の一例として、投射型表示装置を図２５を用いて説明する。図２５に示す投射型表示装置１１００は、図２５に示す投射型表示装置２００１では、そのハウジング内には光学ユニットが搭載され、この光学ユニット内には、光源ランプ２０１１（光源）と、微小なレンズの集合体からなるインテグレータレンズ２０１２、２０１４、および偏光分離膜とλ／４波長板との集合体からなる偏光変換素子２０１６を備える照明用光学系２０１５と、この照明用光学系２０１５から出射される白色光束を、赤、緑、青の各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂに分離する色分離光学系２０２０と、各色光束を変調するライトバルブとして本実施形態の液晶装置１によって構成した３枚の液晶ライトバルブ２０３０Ｒ、２０３０Ｇ、２０３０Ｂと、変調された色光束を再合成する色合成光学系としてのダイクロイックプリズムからなるプリズムユニット２０４２と、合成された光束をスクリーン上に拡大投射する投射レンズユニット２０５０（拡大投射光学系）とが構成されている。光源ランプ２０１１としては、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることができる。この光学ユニットでは、偏光変換素子２０１６において各プリズム体で分離されたＰ偏光およびＳ偏光のうち、Ｐ偏光の出射位置にλ／２板を配置した構成に相当するため、光束をＳ偏光に揃えることができる。
【０１１６】
照明用光学系２０１５は反射ミラー２０１７を備えており、照明用光学系２０１５の中心光軸を装置前方向に向けて直角に折り曲げるようにしている。色分離光学系２０２０には、赤緑反射ダイクロックミラー２０２２と、緑反射ダイクロイックミラー２０２４と、反射ミラー２０２６とが配置されている。光源ランプ２０１１から出射された白色光束は、照明用光学系２０１５を経て、まず、赤緑反射ダイクロイックミラー２０２２において、そこに含まれている赤色光束Ｒおよび緑色光束Ｇが直角に反射されて、緑反射ダイクロイックミラー２０２４の側に向かう。青色光束Ｂはこの赤緑反射ダイクロイックミラー２０２２を通過して、後方の反射ミラー２０２６で直角に反射されて、青色光束の出射部からプリズムユニット２０４２の側に出射される。赤緑反射ダイクロックミラー２０２２において反射された赤および緑の光束Ｒ、Ｇは、緑反射ダイクロイックミラー２０２４において、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、緑色光束の出射部からプリズムユニット２０４２の側に出射される。これに対して、緑反射ダイクロイックミラー２０２４を通過した赤色光束Ｒは、赤色光束の出射部から導光系２０４４の側に出射される。色分離光学系２０２０における各色光束の出射側には、それぞれ集光レンズ２０２７Ｒ、２０２７Ｇ、２０２７Ｂが配置されている。したがって、各出射部から出射した各色光束は、これらの集光レンズ２０２７Ｒ、２０２７Ｇ、２０２７Ｂに入射して各液晶ライトバルブ２０３０Ｒ、２０３０Ｇ、２０３０Ｂに集光される。このようにして、本実施形態では、照明用光学系２０１５、色分離光学系２０２０、集光レンズ２０２７Ｒ、２０２７Ｇ、２０２７Ｂおよび導光系２０４４によって、光源ランプ２０１１から出射された光を集光しながら各液晶ライトバルブ２０３０Ｒ、２０３０Ｇ、２０３０Ｂに導く導光光学系が構成されている。
【０１１７】
このように集光された各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂのうち、青色および緑色の光束Ｂ、Ｇは液晶ライトバルブ２０３０Ｂ、２０３０Ｇに入射して変調され、各色光に対応した画像情報（映像情報）が付加される。すなわち、これらのライトバルブは、不図示の駆動手段によって画像情報に応じてスイッチング制御されて、これにより、ここを通過する各色光の変調が行われる。このような駆動手段は公知の手段をそのまま使用することができる。
【０１１８】
一方、赤色光束Ｒは、導光系２０４４を介して液晶ライトバルブ２０３０Ｒに導かれて、ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。なお、導光系２０４４としては、入射側レンズ２０４５と、入射側反射ミラー２０４６と、出射側反射ミラー２０４７と、これらの間に配置した中間レンズ２０４８とが配置されている。
【０１１９】
次に、各液晶ライトバルブ２０３０Ｒ、２０３０Ｇ、２０３０Ｂを通って変調された各色光束は、プリズムユニット２０４２に入射され、ここで再合成される。ここで再合成されたカラー画像は、投射レンズユニット２０５０を介して、所定の位置にあるスクリーン（投射面）上に拡大投射される。
（投射型表示装置におけるコントラスト向上対策）
図２５に示すように構成した投射型表示装置２００１を例にして、液晶装置（液晶ライトバルブ）の視角特性に合わせて、液晶ライトバルブ、およびこの液晶ライトバルブに対して光を導く光学部品の姿勢を適正化することにより、コントラストを向上する構成を説明する。
【０１２０】
図２６に一点鎖線で示すように、液晶ライトバルブ２０３０Ｂ、反射ミラー２０２６および集光レンズ２０２７Ｂは、従来、プリズムユニット２０４２の端面に対して直立した姿勢で配置されている。
【０１２１】
しかるに本実施形態では、図２６に実線で示すように、液晶ライトバルブ２０３０Ｂが光軸Ｌ０（装置光軸）方向で前後にずれた斜め姿勢で配置されている。
【０１２２】
このため、液晶ライトバルブ２０３０Ｂに入射する光の光軸Ｌ０は、液晶装置１の光入射面の法線方向Ｍに対して所定の角度θ１だけ明視方向側（６時の側）に傾いている。従って、液晶ライトバルブ２０３０Ｂに対しては明視方向側から入射される光を多くし、逆明視方向からの光を少なくすることができるので、液晶ライトバルブ２０３０Ｂにおいてコントラストの高い表示を行うことができる。
【０１２３】
但し、液晶ライトバルブ２０３０Ｂを傾けすぎると、光源ランプ２０１１からの光を液晶ライトバルブ２０３０Ｂで合焦させようとしても、その焦点位置から液晶ライトバルブ２０３０Ｂが大きくずれることになる。その結果、液晶ライトバルブ２０３０Ｂの画像表示領域７のうち、焦点位置から大きくずれた部分では、画像の品位が低下する。
【０１２４】
そこで、本実施形態では、集光光学系（導光系２０４４）に用いた集光レンズ２０２７Ｂ（図２５参照）については、液晶ライトバルブ２０３０Ｂに入射する光の光軸Ｌが液晶ライトバルブ２０３０Ｂの法線Ｍ方向に対してさらに明視方向側に傾くように、一点鎖線で示す直立姿勢からやや後方に倒して、実線で示すような斜め上向き姿勢にしてある。さらに、本実施形態では、集光光学系（導光系２０４４）に用いた反射ミラー２０２６（図２５参照）についても、液晶ライトバルブ２０３０Ｂに入射する光の光軸Ｌが液晶ライトバルブ２０３０Ｂの法線Ｍ方向に対してさらに明視方向側に傾くように、一点鎖線で示す直立姿勢からやや後方に倒して、実線で示すような斜め上向き姿勢にしてある。このため、本実施形態では、焦点位置と液晶ライトバルブ２０３０Ｂの位置関係のずれに起因する画像の品位の低下を抑えるという観点から液晶ライトバルブ２０３０Ｂを傾ける角度に限界があって、実施の形態１ないし８などで説明した構成で光の方向を最適化するのを補いきれなくても、このような傾きの不足分を導光光学系の反射ミラー２０２６や集光レンズ２０２７Ｂの傾きによって補うことができる。よって、本実施形態によれば、液晶に入射する光の傾きを明視方向側に最適な条件にまで傾けることができる。
【０１２５】
なお、液晶ライトバルブ２０３０Ｂに対する光軸の傾きは、上記のように集光レンズ２０２７Ｂや反射ミラー２０２６によって最適化することができるが、液晶ライトバルブ２０３０Ｒに対する光軸の傾きは、たとえば、集光レンズ２０２７Ｒや反射ミラー２０４７などよって行うことができ、液晶ライトバルブ２０３０Ｇに対する光軸の傾きは、たとえば、集光レンズ２０２７Ｇや緑反射ダイクロイックミラー２０２４などよって行うことができる。
【０１２６】
また、本実施形態の投射型表示装置のように、液晶ライトバルブ（液晶装置）が複数枚用いられている場合には、各液晶ライトバルブ２０３０Ｒ、２０３０Ｇ、２０３０Ｂ毎に、入射する光の光軸が各液晶ライトバルブの法線方向に対して傾く角度が最適な角度に設定されていることが好ましい。このように構成する際には、各液晶ライトバルブ２０３０Ｒ、２０３０Ｇ、２０３０Ｂ自身の傾きについては同等とし、対応する集光レンズや反射ミラーの傾きを各色毎に最適化することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明を適用した液晶装置を対向基板の側からみた平面図である。
【図２】図１に示す液晶装置をＨ−Ｈ′線で切断したときの断面図である。
【図３】図１に示す液晶装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図４】図１に示す液晶装置の画素領域の一部を抜き出して示す平面図である。
【図５】図４におけるＡ−Ａ′線におけるアクティブマトリクス基板の断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る液晶装置におけるアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。
【図７】図６に示す液晶装置のアクティブマトリクス基板および対向基板のそれぞれに形成した第１および第２の遮光膜の位置関係を示す平面図である。
【図８】図６に示す液晶装置のアクティブマトリクス基板および対向基板のそれぞれに形成した第１および第２の遮光膜の位置関係を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る液晶装置におけるアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。
【図１０】図９に示す液晶装置のアクティブマトリクス基板および対向基板のそれぞれに形成した第１および第２の遮光膜の位置関係を示す平面図である。
【図１１】図９に示す液晶装置のアクティブマトリクス基板および対向基板のそれぞれに形成した第１および第２の遮光膜の位置関係を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る液晶装置におけるアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。
【図１３】図１２に示す液晶装置の対向基板に形成したマイクロレンズと、アクティブマトリクス基板に形成した画素電極との位置関係を示す平面図である。
【図１４】図１２に示す液晶装置の対向基板に形成したマイクロレンズと、アクティブマトリクス基板に形成した画素電極との位置関係を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態４に係る液晶装置におけるアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態４の変形例に係る液晶装置におけるアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態５に係る液晶装置におけるアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態５の変形例に係る液晶装置におけるアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態６に係る液晶装置におけるアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態７に係る液晶装置におけるアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態８に係る液晶装置におけるアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態８の第１変形例に係る液晶装置におけるアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態８の第２変形例に係る液晶装置におけるアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。
【図２４】本発明を適用した液晶装置の使用例を示す表示装置の回路構成を示すブロック図である。
【図２５】本発明を適用した液晶装置の使用例を示す投射型表示装置の全体構成図である。
【図２６】図２５に示す投射型表示装置における液晶装置、集光レンズ、および反射ミラーの姿勢を改良した例を示す説明図である。
【図２７】従来の液晶装置に用いたアクティブマトリクス基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を拡大して示す断面図である。
【図２８】液晶装置において基板間で液晶の長軸方向が９０°捩じれていく様子を示す説明図である。
【図２９】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、液晶装置の３時−９時方向におけるコントラスト変化を示すグラフ、および液晶装置の６時−１２時方向におけるコントラスト変化を示すグラフである。
【図３０】液晶装置に斜め方向から光が入射する様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１    液晶装置
４    画像表示領域
６    アクティブマトリクス基板側の第１の遮光膜
７    対向基板側の第２の遮光膜
８    画素電極
１０  画素スイッチング用のＴＦＴ
２０  アクティブマトリクス基板（第１の基板／他方の基板）
２１  アクティブマトリクス基板側の第１の開口領域
３０  対向基板（第２の基板／一方の基板）
３１  対向基板側の第２の開口領域
３２  対向電極
３９  液晶
４０  レンズアレイ基板
４０Ａ 中間屈折率層
４０Ｂ 低屈折率層
４０Ｃ 高屈折率層
４１  マイクロレンズ
４８ 接着剤
４９ 薄板ガラス
５２  シール材
８１ 画素電極の中心位置
９０  データ線
９１  走査線
２１１  第１の開口領域の中心位置
３１１  第２の開口領域の中心位置
４１１  マイクロレンズの光学的中心位置
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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