(57)【要約】【課題】光の利用効率を高めることができる透過型液晶表示装置およびかかる透過型液晶表示装置を備えた電子機器を提供すること。【解決手段】透過型液晶表示装置は、第１基板と第２基板と液晶層とを備え、前記第１基板は、透光性の基材と、格子状をなす遮光領域に配置された遮光体と、平面視において前記遮光領域に囲まれた開口領域に配置された画素電極と、前記平面視において前記遮光体と重なり、前記基材と前記画素電極との間に配置された透光性を有する第１の絶縁体と、前記平面視において前記画素電極と重なり、前記基材と前記画素電極との間で前記第１の絶縁体に接して配置された透光性を有する第２の絶縁体と、を備え、前記第２の絶縁体の屈折率は、前記第１の絶縁体の屈折率よりも高く、前記第２の絶縁体の前記画素電極側の面の外縁は、前記遮光体よりも前記画素電極側に位置し、前記平面視において前記遮光体と重なっていることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、前記第１基板に対して離間して設けられた第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置され、液晶分子を含む液晶層と、を備える透過型液晶表示装置であって、
前記第１基板は、透光性の基材と、
前記基材よりも前記液晶層側に位置し、前記第１基板の厚さ方向から見た平面視において格子状をなす遮光領域に配置された遮光体と、
前記基材よりも前記液晶層側に位置し、前記平面視において前記遮光領域に囲まれた開口領域に配置された画素電極と、
前記平面視において前記遮光体と重なり、前記基材と前記画素電極との間に配置された透光性を有する第１の絶縁体と、
前記平面視において前記画素電極と重なり、前記基材と前記画素電極との間で前記第１の絶縁体に接して配置された透光性を有する第２の絶縁体と、を備え、
前記第２の絶縁体の屈折率は、前記第１の絶縁体の屈折率よりも高く、
前記第２の絶縁体の前記画素電極側の面の外縁は、前記遮光体よりも前記画素電極側に位置し、前記平面視において前記遮光体と重なっていることを特徴とする透過型液晶表示装置。
【請求項２】
前記第２の絶縁体の前記画素電極側の面は、前記第２の絶縁体内に光が入射する入射面である請求項１に記載の透過型液晶表示装置。
【請求項３】
前記遮光体と前記第２の絶縁体とは、互いに離間している請求項１または２に記載の透過型液晶表示装置。
【請求項４】
前記第２の絶縁体と前記第１の絶縁体との界面は、前記基材側から前記画素電極側に向かうにつれて、前記第１基板の厚さ方向に沿った前記第２の絶縁体の中心軸から離間するように傾斜している傾斜部を有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の透過型液晶表示装置。
【請求項５】
前記第２の絶縁体は、前記基材側から前記画素電極側に向かうにつれて連続的に幅が広がる形状である請求項４に記載の透過型液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１基板は、前記平面視で前記画素電極と重なり、前記基材と前記第２の絶縁体との間に配置され、前記基材側の面が凸レンズ面を含む透光性のレンズ部材を備える請求項１ないし５のいずれか１項に記載の透過型液晶表示装置。
【請求項７】
前記第２の絶縁体は、前記基材側から前記画素電極側に向かうにつれて連続的に幅が広がる形状をなす第１部分と、前記第１部分の前記基材側に位置し、前記画素電極側から前記基材側に向かうにつれて連続的に幅が広がる形状をなす第２部分とを有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の透過型液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の透過型液晶表示装置を備える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、透過型液晶表示装置、および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶プロジェクターのライトバルブとして液晶表示装置が用いられている。
【０００３】
例えば特許文献１には、複数の画素電極、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）および配線を備えるＴＦＴアレイ基板と、対向電極を備える対向基板と、ＴＦＴアレイ基板と対向基板とで挟持された液晶と、を有する液晶表示装置が開示されている。かかる液晶表示装置が有するＴＦＴアレイ基板は、平面視で、光が透過する開口領域と、開口領域を囲む境界領域とを有する。開口領域には、画素電極が配置されている。境界領域には、配線およびＴＦＴが配置されている。また、開口領域の外周縁には、開口領域から外れて境界領域に侵入しようとする光を屈折により開口領域に導くための光学面が形成されている。この光学面を備えることで、境界領域に位置するＴＦＴに光が入射することを防いでＴＦＴの光による誤作動を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−９１３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の液晶表示装置では、開口領域の各幅が一定であるため、配線を配置するために必要な境界領域の幅を確保しようとすると、境界領域の面積分、光の開口率が低下してしまう。そのため、液晶表示装置の光の利用効率が低下してしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る透過型液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板に対して離間して設けられた第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置され、液晶分子を含む液晶層と、を備え、前記第１基板は、透光性の基材と、前記基材よりも前記液晶層側に位置し、前記第１基板の厚さ方向から見た平面視において格子状をなす遮光領域に配置された遮光体と、前記基材よりも前記液晶層側に位置し、前記平面視において前記遮光領域に囲まれた開口領域に配置された画素電極と、前記平面視において前記遮光体と重なり、前記基材と前記画素電極との間に配置された透光性を有する第１の絶縁体と、前記平面視において前記画素電極と重なり、前記基材と前記画素電極との間で前記第１の絶縁体に接して配置された透光性を有する第２の絶縁体と、を備え、前記第２の絶縁体の屈折率は、前記第１の絶縁体の屈折率よりも高く、前記第２の絶縁体の前記画素電極側の面の外縁は、前記遮光体よりも前記画素電極側に位置し、前記平面視において前記遮光体と重なっていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の一態様によれば、第２の絶縁体の屈折率が第１の絶縁体の屈折率よりも高いことで、第２の絶縁体内に取り込んだ光を第２の絶縁体と第１の絶縁体との界面で反射させ第２の絶縁体内を伝搬させることができる。そのため、第２の絶縁体内に取り込んだ光を効率良く伝搬して第２の絶縁体から出射させることができる。さらに、第２の絶縁体画素電極側の面の外縁が平面視において遮光体と重なっていることで、光の開口率を従来よりも高めることができる。そのため、光の利用効率を高めることができる。
【０００８】
また本発明の一態様では、前記第２の絶縁体の前記画素電極側の面は、前記第２の絶縁体内に光が入射する入射面であることが好ましい。
【０００９】
この態様によれば、第２の絶縁体内に入射せずに遮光体で遮断されてしまう光の量を低減することができるので、第２の絶縁体内に入射する光の量を従来よりも多くすることができる。
【００１０】
また本発明の一態様では、前記遮光体と前記第２の絶縁体は、互いに離間していることが好ましい。
【００１１】
この態様によれば、遮光体が第２の絶縁体に露出しないようにすることができるので、第２の絶縁体を透過する光が遮光体で乱反射することを防ぐことができる。
【００１２】
また本発明の一態様では、前記第２の絶縁体と前記第１の絶縁体との界面は、前記基材側から前記画素電極側に向かうにつれて、前記第１基板の厚さ方向に沿った前記第２の絶縁体の中心軸から離間するように傾斜している傾斜部を有することが好ましい。
【００１３】
この態様によれば、傾斜部を有さない場合に比べて、遮光体を配置する遮光領域の幅を確保しつつ、光の開口率を高めることができる。
【００１４】
また本発明の一態様では、前記第２の絶縁体は、前記基材側から前記画素電極側に向かうにつれて連続的に幅が広がる形状であることが好ましい。
【００１５】
この態様によれば、第２の絶縁体の幅が一定である場合に比べて、遮光体を配置する遮光領域の幅を確保しつつ、光の開口率を高めることができる。
【００１６】
また本発明の一態様では、前記第１基板は、前記平面視で前記画素電極と重なり、前記基材と前記第２の絶縁体との間に配置され、前記基材側の面が凸レンズ面を含む透光性のレンズ部材を備えることが好ましい。
【００１７】
この態様によれば、例えば、画素電極側から第２の絶縁体内に光が入射する場合、第２の絶縁体内で光が屈折することで光の伝搬角度が大きくなることに起因するケラレの増加を低減することができる。また、例えば、基材側から第２の絶縁体内に光が入射する場合、レンズ部材を備えていない構成に比べて、第２の絶縁体に入射する光の量を多くすることができる。
【００１８】
また本発明の一態様では、前記第２の絶縁体は、前記基材側から前記画素電極側に向かうにつれて連続的に幅が広がる形状をなす第１部分と、前記第１部分の前記基材側に位置し、前記画素電極側から前記基材側に向かうにつれて連続的に幅が広がる形状をなす第２部分とを有することが好ましい。
【００１９】
この態様によれば、第２の絶縁体に入射する光の量を多くすることができるとともに、光の伝搬角度が大きくなることに起因するケラレの増加を低減することができる。
【００２０】
本発明の一態様に係る電子機器は、本発明の一態様の透過型液晶表示装置を備えることが好ましい。
【００２１】
本発明の一態様では、光の利用効率が高い透過型液晶表示装置を備えているため、品質の優れた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態の液晶表示装置の概略平面図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置の断面図である。
【図３】素子基板の電気的な構成を示す等価回路図である。
【図４】図１に示す液晶表示装置が有する素子基板の拡大断面図である。
【図５】図４に示す素子基板の平面図である。
【図６】図４に示す素子基板に透過する光を説明するための模式図である。
【図７】第２実施形態の液晶表示装置が有する素子基板の拡大断面図である。
【図８】図７に示す素子基板に透過する光を説明するための模式図である。
【図９】第３実施形態の液晶表示装置が有する素子基板の拡大断面図である。
【図１０】図９に示す素子基板に透過する光を説明するための模式図である。
【図１１】投射型表示装置の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法や縮尺は実際のものと適宜異なり、理解を容易にするために模式的に示している部分もある。また、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００２４】
１、液晶表示装置
まず、本発明の透過型液晶表示装置として、薄膜トランジスター（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）をスイッチング素子として備えたアクティブマトリックス方式の液晶表示装置を例に説明する。かかる液晶表示装置は、後述する投写型表示装置の光変調装置、すなわちライトバルブとして好適に用いることができる。
【００２５】
＜第１実施形態＞
１（ａ）、基本構成
図１は、第１実施形態の液晶表示装置の概略平面図である。図２は、図１に示す液晶表示装置の断面図であって、図１中のＡ１−Ａ１線断面図である。
【００２６】
図１および図２に示す液晶表示装置１００は、透光性を有する素子基板２（第１基板）と、素子基板２に対向配置された透光性を有する対向基板３（第２基板）と、素子基板２と対向基板３との間に配置された枠状のシール部材４と、素子基板２、対向基板３およびシール部材４で囲まれた液晶層５と、を有する。液晶表示装置１００は、透過型の液晶表示装置である。本実施形態では、液晶表示装置１００は、図２に示すように、対向基板３から入射した光ＬＬを変調して素子基板２から出射する。なお、以下では、主に、光ＬＬが対向基板３側から入射する場合を例に説明するが、液晶表示装置１００は、素子基板２から入射した光ＬＬを変調して対向基板３から出射する構成であってもよい。
【００２７】
また、図１に示すように、液晶表示装置１００は、素子基板２の厚さ方向から見た平面視で四角形状をなすが、液晶表示装置１００の平面視形状はこれに限定されず、円形等であってもよい。また、本明細書において、透光性とは可視光に対する透過性をいう。光ＬＬは可視光である。また、以下では、液晶表示装置１００に入射する入射光、液晶表示装置１００を透過している光、および液晶表示装置１００から出射される出射光を区別せずに光ＬＬとして示す。
【００２８】
（素子基板）
図１に示すように、素子基板２は、平面視で対向基板３を包含する大きさである。図２に示すように、素子基板２は、基材２１と、導光層２０と、複数の画素電極２８と、配向膜２９とを有する。基材２１、導光層２０、複数の画素電極２８および配向膜２９は、この順に積層されている。配向膜２９が最も液晶層５側に位置している。
【００２９】
基材２１は、ほぼ平板状をなし、例えばガラスおよび石英等の絶縁性を有する透光性の部材で構成されている。複数の画素電極２８は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極材料で構成されている。また、配向膜２９は、液晶層５の液晶分子を配向させる機能を有する。配向膜２９の構成材料としては、例えばポリイミドおよび酸化シリコン等が挙げられる。なお、後で詳述するが、導光層２０は、光ＬＬを基材２１側に導く機能を有しており、図４に示すように、第１の絶縁体２４、および複数の第２の絶縁体２５を有する。また、後で詳述するが、導光層２０には、走査線２６１、データ線２６２、容量線２６３および遮光層２６５を有する遮光体２６と、ＴＦＴ２６０とが設けられている（図３および図４参照）。
【００３０】
（対向基板）
図２に示すように、対向基板３は、基材３１と、絶縁層３２と、共通電極３３と、配向膜３４と、を有する。基材３１、絶縁層３２、共通電極３３および配向膜３４は、この順に積層されている。配向膜３４が最も液晶層５側に位置している。
【００３１】
基材３１は、ほぼ平板状をなし、例えばガラスおよび石英等の絶縁性を有する透光性の部材で構成されている。共通電極３３は、絶縁層３２を介して基材３１に積層されている。共通電極３３は、例えばＩＴＯまたはＩＺＯ等の透明電極材料で構成されている。また、配向膜３４は、液晶層５の液晶分子を配向させる機能を有する。配向膜３４の構成材料としては、例えばポリイミドおよび酸化シリコン等が挙げられる。
【００３２】
また、図１および図２に示すように、対向基板３のシール部材４よりも内側には、遮光性を有する金属材料等を用いて形成された枠状の周辺見切り３２０が設けられている。周辺見切り３２０は、絶縁層３２に埋没するよう形成されている。また、周辺見切り３２０の内側は、画像等を表示する表示領域Ａを構成している。この周辺見切り３２０によって、不要な迷光が表示領域Ａに入射することを防ぎ、表示における高いコントラストを確保することができる。また、表示領域Ａは、行列状に配列された複数の画素Ｐを含む。また、対向基板３の４つの角近傍には、それぞれ、素子基板２と対向基板３との間で電気的導通をとるための導通材１５０が設けられている。
【００３３】
（シール部材）
シール部材４は、例えばエポキシ樹脂等の各種硬化性樹脂を含む接着剤等を用いて形成されている。シール部材４は、素子基板２および対向基板３のそれぞれに対して固着されている。シール部材４、素子基板２および対向基板３によって囲まれた領域内には、液晶層５が設けられている。シール部材４の図１中の下側の部分には、液晶分子を含む液晶材を注入するための注入口４１が形成されている。注入口４１は、各種樹脂材料を用いて形成された封止材４０により封止されている。
【００３４】
（液晶層）
液晶層５は、正または負の誘電異方性を有する液晶分子を含む。液晶層５は、液晶分子が配向膜２９および配向膜３４の双方に接するように素子基板２および対向基板３によって挟持されている。液晶層５は、印加される電圧レベルにより液晶分子の配向が変化することによって光ＬＬを変調することで階調表示を可能とする。
【００３５】
また、図１に示すように、素子基板２の対向基板３側の面には、２つの走査線駆動回路６１と１つのデータ線駆動回路６２とが設けられている。図示の例では、２つの走査線駆動回路６１は、素子基板２の図１中左側および右側に配置されている。データ線駆動回路６２は、素子基板２の図１中下側に配置されている。また、素子基板２の対向基板３側の面の外縁部には、複数の外部端子６４が設けられている。外部端子６４には、走査線駆動回路６１およびデータ線駆動回路６２のそれぞれから引き回された配線６５が接続されている。
【００３６】
以上、液晶表示装置１００の基本的な構成について説明した。この液晶表示装置１００の駆動方式としては、特に限定されないが、例えばＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードおよびＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード等が挙げられる。
【００３７】
１（ｂ）、電気的な構成
次に、液晶表示装置１００の電気的な構成について簡単に説明する。図３は、図１に示す液晶表示装置が有する素子基板の電気的な構成を示す等価回路図である。図３では、説明の便宜上、互いに直交するｘ軸およびｙ軸を図示している。
【００３８】
図３に示すように、素子基板２には、ｎ本の走査線２６１とｍ本のデータ線２６２とｎ本の容量線２６３とが形成されている。ただし、ｎおよびｍは２以上の整数である。ｎ本の走査線２６１とｍ本のデータ線２６２との各交差に対応してスイッチング素子であるＴＦＴ２６０が設けられている。また、ｎ本の走査線２６１、ｍ本のデータ線２６２およびｎ本の容量線２６３は、例えばアルミニウム等の金属で構成されている。
【００３９】
ｎ本の走査線２６１は、ｙ方向に等間隔で並んでいて、ｘ方向に延在している。走査線２６１は、ＴＦＴ２６０のゲート電極に電気的に接続されている。また、ｎ本の走査線２６１は、走査線駆動回路６１（図１参照）に電気的に接続されている。ｎ本の走査線２６１には、走査線駆動回路６１から走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｎが走査線２６１に線順次で供給される。
【００４０】
ｍ本のデータ線２６２は、ｘ方向に等間隔で並んでいて、ｙ方向に延在している。データ線２６２は、ＴＦＴ２６０のソース電極に電気的に接続されている。また、ｍ本のデータ線２６２は、図１に示すデータ線駆動回路６２に電気的に接続されている。ｍ本のデータ線２６２には、データ線駆動回路６２（図１参照）から画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｍがデータ線２６２に線順次で供給される。
【００４１】
ｎ本の走査線２６１とｍ本のデータ線２６２とは、互いに絶縁されており、平面視で格子状に形成されている。隣り合う２つの走査線２６１と隣り合う２つのデータ線２６２とで囲まれた領域が画素Ｐに対応している。１つの画素Ｐには、１つの画素電極２８が形成されている。なお、ＴＦＴ２６０のドレイン電極は、画素電極２８に電気的に接続されている。
【００４２】
ｎ本の容量線２６３は、ｙ方向に等間隔で並んでいて、ｘ方向に延在している。また、ｎ本の容量線２６３は、複数のデータ線２６２および複数の走査線２６１と絶縁され、これらに対して離間して形成されている。容量線２６３には、グランド電位等の固定電位が印加される。また、容量線２６３と画素電極２８との間には、液晶容量に保持された電荷がリークすることを防止するために蓄積容量２６４が液晶容量と並列に設けられている。
【００４３】
走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｎが順次アクティブとなり、ｎ本の走査線２６１が順次選択されると、選択された走査線２６１に接続されたＴＦＴ２６０がオン状態となる。すると、ｍ本のデータ線２６２を介して表示すべき階調に応じた大きさの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｍが、選択された走査線２６１に対応する画素Ｐに取り込まれ、画素電極２８に印加される。これにより、画素電極２８と図２に示す対向基板３が有する共通電極３３との間に形成された液晶容量に表示すべき階調に応じた電圧が印加され、印加された電圧に応じて液晶分子の配向が変化する。また、蓄積容量２６４によって、印加された電圧が保持される。このような液晶分子の配向の変化によって光ＬＬが変調され階調表示が可能となる。
【００４４】
１（ｃ）、素子基板の構成
次に、素子基板２の詳細な構成について説明する。図４は、図１に示す電気光学装置が有する素子基板の拡大断面図であって、図２中の領域Ａ２の拡大図である。図５は、図４に示す素子基板の平面図である。なお、図５では、配向膜２９の図示を省略している。また、図４および図５では、それぞれ、説明の便宜上、互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を図示している。ｚ軸方向は、素子基板２の厚さ方向と平行であり、光ＬＬの光軸方向と平行である。
【００４５】
前述したように、素子基板２は、基材２１と、導光層２０と、複数の画素電極２８と、配向膜２９と、を有する。図４に示すように、導光層２０は、第１の絶縁体２４と、複数の第２の絶縁体２５と、を有する。また、導光層２０には、ＴＦＴ２６０と、遮光体２６が設けられている。
【００４６】
（第１の絶縁体）
図４に示すように、基材２１上には、透光性を有する第１の絶縁体２４が設けられている。図４および図５に示すように、第１の絶縁体２４は、平面視で格子状をなしており、第１の絶縁体２４には、複数の開口２４９が形成されている。図５に示すように、開口２４９は、平面視で四角形状をなす。また、図４に示すように、開口２４９を形成している内壁面は、基材２１側から画素電極２８側に向かうにつれて連続的に幅が広がる形状をなす。なお、開口２４９は平面視で四角形であるが、当該四角形とは、角が丸みを帯びた四角形も含む。また、第１の絶縁体２４は、複数の絶縁層２４１、２４２、２４３および２４４が積層した積層体で構成されている。第１の絶縁体２４の構成材料としては、例えば酸化シリコン等の透光性を有する絶縁性材料が挙げられる。なお、各絶縁層２４１、２４２、２４３および２４４は、同一の材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
【００４７】
（遮光体およびＴＦＴ）
図４に示すように、第１の絶縁体２４に埋没するように、ＴＦＴ２６０および遮光体２６が形成されている。ＴＦＴ２６０および遮光体２６は、それぞれ、平面視で、第１の絶縁体２４に重なっている。また、遮光体２６は、前述したように、走査線２６１、データ線２６２、容量線２６３および遮光層２６５を有する。なお、図４および図５では、容量線２６３の図示を省略している。
【００４８】
ここで、遮光体２６は、遮光性を有する遮光領域Ａ１１を形成している。言い換えると、遮光領域Ａ１１には遮光体２６が設けられている。図５に示すように、遮光領域Ａ１１は、平面視で、第１の絶縁体２４に重なり、第１の絶縁体２４の形状に対応した格子状をなす。具体的には、遮光領域Ａ１１は、平面視で、ｘ軸方向に沿った複数の直線状をなす部分と、ｙ軸方向に沿った複数の直線状をなす部分とを有する。また、平面視で遮光領域Ａ１１で囲まれた複数の開口領域Ａ１２には、それぞれ、後述する第２の絶縁体２５が設けられている。
【００４９】
遮光層２６５は、光ＬＬに対する遮光性を有する部材で構成されている。図５に示すように、遮光層２６５は、平面視で、第１の絶縁体２４の形状に対応した格子状をなす。具体的には、平面視で、ｘ軸方向に沿った複数の直線状をなす部分と、ｙ軸方向に沿った複数の直線状をなす部分とを有する。また、図４に示すように、遮光層２６５は、基材２１上に設けられており、絶縁層２４１によって覆われている。遮光層２６５の構成材料としては、例えば、ポリシリコン、金属、金属シリサイドおよび金属化合物等が挙げられる。なお、本実施形態では、遮光層２６５は、配線の機能を有していないが、遮光層２６５は、配線の機能を有していてもよい。
【００５０】
図５に示すように、複数の走査線２６１は、ｙ方向に等間隔で並んでいて、ｘ方向に延在している。なお、図示では、走査線２６１の幅は前述した遮光層２６５の幅と同等である。また、図４に示すように、走査線２６１は、絶縁層２４２上に設けられており、絶縁層２４３によって覆われている。走査線２６１の構成材料としては、例えば、金属、金属シリサイドおよび金属化合物等が挙げられる。
【００５１】
図５に示すように、複数のデータ線２６２は、ｘ方向に等間隔で並んでいて、ｙ方向に延在している。なお、図示では、データ線２６２の幅は前述した遮光層２６５の幅と同等である。また、図４に示すように、データ線２６２は、絶縁層２４３上に設けられており、絶縁層２４４によって覆われている。データ線２６２の構成材料としては、例えば、金属、金属シリサイドおよび金属化合物等が挙げられる。
【００５２】
図４に示すように、ＴＦＴ２６０は、遮光層２６５と走査線２６１との間に配置されている。ＴＦＴ２６０は、平面視で、遮光層２６５および走査線２６１と重なり、これらに包含されている。また、ＴＦＴ２６０は、絶縁層２４１上に設けられており、絶縁層２４２によって覆われている。なお、ＴＦＴ２６０は、図５に示すように、平面視で格子状をなす遮光層２６５の格子点に位置している。前述したようにＴＦＴ２６０が遮光層２６５と走査線２６１との間に配置され、平面視でこれに包含されていることで、光ＬＬがＴＦＴ２６０に入射することを防止または低減することができる。
【００５３】
（第２の絶縁体）
複数の開口領域Ａ１２には、それぞれ、透光性を有する第２の絶縁体２５が第１の絶縁体２４に接している状態で配置されている。すなわち、第１の絶縁体２４が有する複数の開口２４９には、それぞれ、透光性を有する第２の絶縁体２５が充填されている。第２の絶縁体２５の屈折率は、第１の絶縁体２４の屈折率よりも高い。そのため、第２の絶縁体２５と第１の絶縁体２４との界面２５９で、光ＬＬを反射させることができ、第２の絶縁体２５内で光ＬＬを伝搬させることができる。すなわち、第２の絶縁体２５を、光ＬＬを伝搬させる導波路として機能させることができる。
【００５４】
図４に示すように、第２の絶縁体２５は、基材２１から画素電極２８側に向かうにつれて連続的に幅が広がる形状をなす。本実施形態では、第２の絶縁体２５は四角錐台をなし、第２の絶縁体２５の画素電極２８側の面２５０２は、平面視において第２の絶縁体２５の基材２１側の面２５０１を包含している（図４および図５参照）。ゆえに、面２５０２の幅Ｗ２２は、面２５０１の幅Ｗ２１よりも大きい。
【００５５】
界面２５９は、平面視で四角形の枠状をなし、４つの傾斜面２５９０で構成されている。各傾斜面２５９０は、それぞれ、素子基板２の厚さ方向に沿った第２の絶縁体２５の中心軸Ａ２５に対して傾斜している平面である。具体的には、各傾斜面２５９０は、基材２１側から画素電極２８側に向かうにつれて中心軸Ａ２５から離間するように傾斜している傾斜部を構成している。傾斜面２５９０の各傾斜角度は、互いに同等である。なお、本実施形態では、光ＬＬの光軸は、中心軸Ａ２５と一致しており、よって、各傾斜面２５９０は、光軸に対して傾斜しているとも言える。また、界面２５９は平面視で四角形の枠状であるが、当該四角形とは、角が丸みを帯びた四角形も含む。
【００５６】
また、図４に示すように、面２５０２は、前述したデータ線２６２よりも画素電極２８側に位置している。また、面２５０２の外縁は、平面視において、遮光領域Ａ１１すなわち遮光体２６に重なっている（図４および図５参照）。ゆえに、面２５０２の幅Ａ２２は、前述した遮光領域Ａ１１の幅Ｗ１よりも大きい。
【００５７】
第２の絶縁体２５の構成材料としては、例えば、酸窒化シリコン、窒化シリコンおよび酸化アルミニウム等の透光性を有する絶縁性材料が挙げられる。
【００５８】
（画素電極）
図４に示すように、第２の絶縁体２５上には、複数の画素電極２８が配置されている。具体的には、図５に示すように、複数の画素電極２８は、平面視で行列状をなし、１つの第２の絶縁体２５に対して１つの画素電極２８が配置されている。また、各画素電極２８は、平面視で、第２の絶縁体２５に重なり、第２の絶縁体２５を内包している。なお、図４に示すように、複数の画素電極２８上には、配向膜２９が配置されている。
【００５９】
１（ｄ）、素子基板における光路
次に、素子基板２における光路について説明する。図６は、図４に示す素子基板に透過する光を説明するための模式図である。
【００６０】
図６に示すように、光ＬＬのうち、画素電極２８の中心を通り、光ＬＬの光軸に平行な光線ＬＬ１は、第２の絶縁体２５内に入射すると、そのまま真っ直ぐ進んで第２の絶縁体２５から出射される。
【００６１】
一方、例えば、画素電極２８の外縁に近い部分を通り、光ＬＬの光軸に平行な光線ＬＬ２は、第２の絶縁体２５内に入射して界面２５９に到達すると、第２の絶縁体２５と第１の絶縁体２４との屈折率の関係によって界面２５９で全反射される。例えば、第１の絶縁体２４が酸化シリコンで形成され、第２の絶縁体２５が酸窒化シリコンで形成されていて、波長５５０ｎｍの可視光について、第１の絶縁体２４の屈折率が１．４６であり、第２の絶縁体２５の屈折率が１．６４である場合を考える。その場合、界面２５９に対する入射角が６２°以上であると、スネルの法則より界面２５９で全反射される。したがって、図示の通り、光線ＬＬ２は、界面２５９で全反射されて第２の絶縁体２５の内側に向かって進み、第２の絶縁体２５から出射される。そのため、光線ＬＬ２が第１の絶縁体２４内に入射することを回避できる。すなわち、光線ＬＬ２が第２の絶縁体２５から外れることを回避できる。
【００６２】
また、光ＬＬの光軸に対して斜めに進行する光線ＬＬ３が第２の絶縁体２５内に入射しても、例えば入射角が６２°以上であれば、界面２５９で全反射されて第２の絶縁体２５の内側に向かって進み、第２の絶縁体２５から出射される。以上説明したように、光ＬＬは、前述したような各光路を辿る。
【００６３】
ここで、前述したように、液晶表示装置１００は、素子基板２（第１基板）と、素子基板２に対して離間している対向基板３（第２基板）と、素子基板２と対向基板３との間に配置され、液晶分子を含む液晶層５と、を備える（図２参照）。また、図４に示すように、素子基板２は、透光性の基材２１と、基材２１よりも液晶層５側に位置し、素子基板２の厚さ方向から見た平面視において格子状をなす遮光領域Ａ１１に配置された遮光体２６と、基材２１よりも液晶層５側に位置し、平面視において遮光領域Ａ１１に囲まれた開口領域Ａ１２に配置された画素電極２８と、を有する。また、素子基板２は、平面視において遮光体２６と重なり、基材２１と画素電極２８との間に配置された透光性を有する第１の絶縁体２４と、平面視において画素電極２８と重なり、基材２１と画素電極２８との間で第１の絶縁体２４に接して配置された透光性を有する第２の絶縁体２５とを有する。また、第２の絶縁体２５の屈折率は、第１の絶縁体２４の屈折率よりも高い。また、第２の絶縁体２５の画素電極２８側の面２５０２の外縁は、遮光体２６よりも画素電極２８側に位置し、平面視において遮光体２６と重なっている（図４および図５参照）。
【００６４】
かかる液晶表示装置１００によれば、前述したように、第２の絶縁体２５の屈折率が第１の絶縁体２４の屈折率よりも高いことで、第２の絶縁体２５内に取り込んだ光ＬＬを第２の絶縁体２５と第１の絶縁体２４との界面２５９で全反射させ、第２の絶縁体２５内を伝搬させることができる。そのため、図６に示すように、第２の絶縁体２５内に取り込んだ光ＬＬを効率良く伝搬して第２の絶縁体２５から出射させることができる。さらに、第２の絶縁体２５の面２５０２の外縁が平面視において遮光体２６と重なっていることで、光ＬＬの開口率を従来よりも高めることができる。そのため、光ＬＬの利用効率を高めることができる。
【００６５】
また、前述したように、第２の絶縁体２５の屈折率が第１の絶縁体２４の屈折率よりも高いことで光ＬＬが第１の絶縁体２４に入射することを低減できるので、ＴＦＴ２６０に光ＬＬが入射することを低減できる。そのため、ＴＦＴ２６０の誤作動を低減することができ、リーク電流を抑制することができる。また、第１の絶縁体２４の開口２４９に第２の絶縁体２５を設けた簡便な構造で、導波路を構成できる。そのため、第１の絶縁体２４および第２の絶縁体２５の製造が容易である。
【００６６】
なお、図示の構成の第１の絶縁体２４および第２の絶縁体２５は、例えば以下のように形成することができる。詳細な図示はしないが、まず、基材２１上に酸化シリコンからなる複数の層をＣＶＤ法により成膜した後、例えばフッ素等のハロゲン系ガスに酸素または一酸化炭素を混入したエッチングガスを用いてドライエッチングによりパターニングする。これにより、第１の絶縁体２４が形成される。その後、パターニングにより形成された開口２４９に、例えば酸窒化シリコン材料等を充填することにより、第２の絶縁体２５を形成することができる。
【００６７】
また、前述したように、第１の絶縁体２４が絶縁性を有するため、第１の絶縁体２４内に走査線２６１、データ線２６２および容量線２６３を好適に配置できる。ここで、仮に、例えばＡｌＧａＡｓ等の絶縁性でない材料を用いて第１の絶縁体２４および第２の絶縁体２５に相当するものを形成した場合、走査線２６１、データ線２６２および容量線２６３を互いに絶縁するための材料を別途用いる必要がある。これに対し、絶縁性を有する第１の絶縁体２４および第２の絶縁体２５であれば、そのような必要がない。よって、導光層２０の構成の簡略化を図ることができる。
【００６８】
また、本実施形態では、前述したように、第２の絶縁体２５の画素電極２８側の面２５０２は、第２の絶縁体２５内に光が入射する「入射面」を構成している。すなわち、本実施形態の液晶表示装置１００は、前述したように、対向基板３側から入射した光ＬＬを素子基板２から出射する構成である。この構成の場合、面２５０２の外縁が平面視で遮光体２６と重なっていることで、第２の絶縁体２５内に入射せずに遮光体２６で遮断されてしまう光ＬＬの量を低減することができる。そのため、第２の絶縁体２５内に入射する光ＬＬの量を従来よりも多くすることができる。
【００６９】
なお、例えば、素子基板２側から入射した光ＬＬを対向基板３から出射する場合、面２５０２の外縁が平面視で遮光体２６と重なっていることで、画素電極２８の広い範囲に光ＬＬを入射させることができる。そのため、画素電極２８を透過して対向基板３から出射される光ＬＬの範囲を従来よりも大きくすることができる。それゆえ、素子基板２側から入射した光ＬＬを変調して対向基板３から出射する構成の場合であっても、光ＬＬの開口率を従来よりも高めることができる。
【００７０】
また、前述したように、遮光体２６は、平面視において、第１の絶縁体２４内に設けられている。言い換えると、図４に示すように、遮光体２６と第２の絶縁体２５との間には、第１の絶縁体２４が設けられており、遮光体２６と第２の絶縁体２５とは、互いに離間している。そのため、遮光体２６と第２の絶縁体２５とが接触しないようにすることができる。仮に、遮光体２６が有する遮光層２６５が第２の絶縁体２５と接触するように設けられている場合、遮光層２６５の縁で反射した光ＬＬは、反射方向が一定とならず乱反射して第１の絶縁体２４内に侵入する可能性がある。これに対し、遮光体２６が平面視で第１の絶縁体２４に包含されていることで遮光体２６が第２の絶縁体２５に露出していないため、遮光層２６５の端面で光ＬＬが乱反射することを防ぐことができる。そのため、ＴＦＴ２６０への光ＬＬの入射をより効果的に回避できる。
【００７１】
さらに、第２の絶縁体２５と第１の絶縁体２４との界面２５９は、基材２１側から画素電極２８側に向かうにつれて、素子基板２（第１基板）の厚さ方向に沿った第２の絶縁体２５の中心軸Ａ２５から離間するように傾斜している「傾斜部」を構成している傾斜面２５９０を有する（図４および図５参照）。傾斜面２５９０を有することで、傾斜面２５９０を有さない場合に比べて、遮光体２６を配置する遮光領域Ａ１１の幅を確保しつつ、光ＬＬの開口率を高めることができる。また、傾斜面２５９０を有することで、遮光体２６に対して離間しつつ、面２５０２が平面視で遮光体２６と重なった構成の第２の絶縁体２５を簡単に実現できる。
【００７２】
また、各傾斜面２５９０の傾斜角度、すなわち中心軸Ａ２５と傾斜面２５９０とのなす角度は、特に限定されないが、３°以上４５°以下であることが好ましく、５°以上３０°以下であることがより好ましい。これにより、遮光体２６と第２の絶縁体２５とのクリアランスを十分に取りつつ、光ＬＬを第２の絶縁体２５内に多く取り込んで、取り込んだ光ＬＬを特に効率良く伝搬させることができる。
【００７３】
なお、本実施形態では、４つの傾斜面２５９０は、全て同等の傾斜角度であるが、これは、互いに異なっていてもよい。また、界面２５９は、４つの傾斜面２５９０で構成されているが、界面２５９は、少なくとも１つの傾斜面２５９０を有していればよく、残りの面は、中心軸Ａ２５に平行な面であってもよい。また、例えば、走査線２６１の幅が、データ線２６２の幅よりも小さい場合、界面２５９のうち走査線２６１に近接する部分を傾斜面２５９０とし、その他の部分を中心軸Ａ２５に平行な面で構成してもよい。これにより、遮光体２６を配置する遮光領域Ａ１１の幅を十分に確保しつつ、開口率を特に高くすることができる。また、各傾斜面２５９０は、中心軸Ａ２５に平行な部分を有していてもよい。例えば、傾斜面２５９０の画素電極２８側の部分が中心軸Ａ２５に対して傾斜しており、基材２１側の部分が中心軸Ａ２５に対して平行であってもよい。また、傾斜面２５９０は、第２の絶縁体２５の導波路としての機能を阻害しない範囲内であれば、平面でなく、曲面であってもよいし、段差を有していてもよい。
【００７４】
ただし、界面２５９は、本実施形態のように、中心軸Ａ２５に対して傾斜している４つの傾斜面２５９０で構成されていることが好ましい。また、第２の絶縁体２５は、基材２１側から画素電極２８側に向かうにつれて連続的に幅が広がる形状であることが特に好ましい。第２の絶縁体２５がかかる形状であると、第２の絶縁体２５の幅が一定である場合に比べて、遮光体２６を配置する遮光領域Ａ１１の幅を確保しつつ、光ＬＬの開口率をより高めることができる。また、遮光体２６に対して離間しつつ、面２５０２が平面視で遮光体２６と重なった構成の第２の絶縁体２５を簡単に実現できる。また、複数の第２の絶縁体２５の個体差を低減しやすい。そのため、液晶表示装置１００の品質向上を図ることができる。
【００７５】
また、図４に示すように、第２の絶縁体２５は、素子基板２の厚さ方向（ｚ軸方向）における第１の絶縁体２４が設けられている範囲のほぼ全域に亘って設けられている。これにより、第２の絶縁体２５が第１の絶縁体２４のｚ軸方向における範囲のほぼ全域に亘って設けられていない場合に比べ、導波路としての機能をより効果的に発揮できる。また、ＴＦＴ２６０に光ＬＬが入射するおそれを低減できる。
【００７６】
以上、本実施形態における液晶表示装置１００について説明した。なお、本実施形態では、画素電極２８は、平面視で第２の絶縁体２５を包含しているが、画素電極２８は、平面視で開口領域Ａ１２と重なっていればよく、例えば平面視で第２の絶縁体２５を包含していなくてもよい。画素電極２８と第２の絶縁体２５は重なる部分を有すればよい。
【００７７】
また、遮光体２６は、ＴＦＴ２６０、走査線２６１、データ線２６２、容量線２６３および遮光層２６５の他に、遮光性を有する遮光層をさらに有していてもよい。また、ＴＦＴ２６０、走査線２６１、データ線２６２および遮光層２６５の積層順は、図４で示す積層順に限定されない。また、遮光体２６および第１の絶縁体２４の各積層数は、図示の数に限定されず、任意である。
【００７８】
また、本実施形態では、第２の絶縁体２５は、第１の絶縁体２４の開口２４９を埋めるように設けられているが、第２の絶縁体２５は、少なくとも第１の絶縁体２４に接していればよく、開口２４９を埋めるように設けられていなくてもよい。
【００７９】
また、素子基板２の厚さ方向における第２の絶縁体２５の位置は、図示の位置に限定されない。第１の絶縁体２４の開口２４９のｚ軸方向における全ての範囲において配置されていなくてもよい。ただし、少なくともＴＦＴ２６０に光ＬＬが透過しないよう設けられていることが好ましい。
【００８０】
また、本実施形態では、遮光体２６は、第１の絶縁体２４内に設けられていたが、遮光体２６の一部が、第２の絶縁体２５に露出していてもよい。
【００８１】
また、本実施形態では、第２の絶縁体２５と画素電極２８とは直接的に接触しているが、これらの間には、例えば、第２の絶縁体２５よりも低屈折である絶縁層が介在していてもよい。
【００８２】
また、本実施形態では、第２の絶縁体２５は、基材２１に直接的に接触しているが、第２の絶縁体２５は、基材２１の液晶層５側に位置していればよく、第２の絶縁体２５と基材２１との間には、任意の層が介在していてもよい。例えば、第２の絶縁体２５の屈折率よりも低い屈折率である絶縁層が介在していてもよい。また、本実施形態では、第１の絶縁体２４は、基材２１に直接的に接触しているが、第１の絶縁体２４は、基材２１の液晶層５側に位置していればよく、第１の絶縁体２４と基材２１との間には、任意の層が介在していてもよい。例えば、第１の絶縁体２４の屈折率と同等の屈折率である絶縁層が介在していてもよい。
【００８３】
また、本実施形態では、第２の絶縁体２５の面２５０２の外縁の全てが、平面視において遮光体２６と重なっているが、面２５０２の外縁の一部のみが遮光体２６と重なっていてもよい。
【００８４】
また、本実施形態では、第１の絶縁体２４の開口２４９の平面視形状は、四角形であるが、開口２４９の平面視形状は、辺が湾曲した四角形や、対向する二辺が非平行である四角形であってもよい。同様に、界面２５９の平面視形状は、四角形であるが、界面２５９の平面視形状は、辺が湾曲した四角形や、対向する二辺が非平行である四角形であってもよい。また、第１の絶縁体２４と遮光体２６は重なる部分を有すればよい。よって、開口２４９の平面視形状は四角形に限定されない。例えば、開口２４９の平面視形状は、円形や、六角形等の多角形であってもよく、その他種々の異形であってもよい。なお、界面２５９の平面視形状についても同様である。
【００８５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図７は、第２実施形態の液晶表示装置が有する素子基板の拡大断面図である。図８は、図７に示す素子基板に透過する光を説明するための模式図である。
【００８６】
本実施形態は、主に、素子基板がマイクロレンズアレイおよび絶縁層を備えていることが異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００８７】
なお、以下の説明では、第２実施形態に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図７および図８において、前述した第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００８８】
図７に示す液晶表示装置１００Ａの素子基板２Ａが有する導光層２０Ａは、マイクロレンズアレイ２２および絶縁層２３を有する。
【００８９】
（マイクロレンズアレイ）
基材２１Ａ上には、透光性を有するマイクロレンズアレイ２２が設けられている。なお、基材２１Ａには、平面視で行列状に配置された半球状に凹没した複数の凹部２１０が形成されている。マイクロレンズアレイ２２は、凹部２１０の形状に対応した半球状の凸部を有する複数のレンズ部材２２０（マイクロレンズ）を有する。レンズ部材２２０の凸レンズ面２２１は、凹部２１０を形成している面に接触している。レンズ部材２２０は、球面レンズである。マイクロレンズアレイ２２の屈折率は、第２の絶縁体２５の屈折率と同等である。また、マイクロレンズアレイ２２の構成材料としては、例えば酸窒化シリコン、窒化シリコンおよび酸化アルミニウム等の透光性を有する絶縁性材料が挙げられる。なお、レンズ部材２２０は、球面レンズであるが、非球面レンズであってもよい。
【００９０】
（絶縁層）
マイクロレンズアレイ２２上には、透光性を有する絶縁層２３が設けられている。絶縁層２３の屈折率は、マイクロレンズアレイ２２の屈折率よりも低く、第１の絶縁体２４の屈折率と同等である。絶縁層２３の構成材料としては、例えば酸化シリコン等の透光性を有する絶縁性材料が挙げられる。絶縁層２３のマイクロレンズアレイ２２と反対側の面は、ほぼ平坦である。絶縁層２３上に、第１の絶縁体２４および複数の第２の絶縁体２５が配置されている。
【００９１】
ここで、前述したように、素子基板２Ａは、平面視で画素電極２８と重なり、基材２１Ａと第２の絶縁体２５との間に配置され、基材２１Ａ側の面が凸レンズ面２２１を含む透光性のレンズ部材２２０を備える（図７参照）。レンズ部材２２０を備えることで、図８に示すように、第２の絶縁体２５の界面２５９で反射して第２の絶縁体２５内を斜めに進行する光線ＬＬ４を凸レンズ面２２１で屈折させることができる。これにより、光線ＬＬ４を光ＬＬの光軸に平行またはそれに近似した状態で出射させることができる。そのため、液晶表示装置１００Ａから出射される光ＬＬの斜め成分を低減できる。それゆえ、第２の絶縁体２５内で光ＬＬが伝搬されて光ＬＬの伝搬角度が大きくなることに起因するケラレの増加を低減することができる。
【００９２】
なお、図示はしないが、液晶表示装置１００Ａが素子基板２Ａから光ＬＬを入射する構成である場合、レンズ部材２２０を備える素子基板２Ａを用いることで、レンズ部材２２０を用いない場合に比べて、第２の絶縁体２５内に入射する光ＬＬの量をより多くすることができる。
【００９３】
以上説明した本実施形態における液晶表示装置１００Ａによっても、前述した第１実施形態と同様に、光ＬＬの利用効率を高めることができる。
【００９４】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図９は、第３実施形態の液晶表示装置が有する素子基板の拡大断面図である。図１０は、図９に示す素子基板に透過する光を説明するための模式図である。
【００９５】
本実施形態は、主に、第１の絶縁体および複数の第２の絶縁体の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００９６】
なお、以下の説明では、第３実施形態に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図９および図１０において、前述した第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００９７】
図９に示す液晶表示装置１００Ｂの素子基板２Ｂが有する導光層２０Ｂは、第１の絶縁体２４Ｂと複数の第２の絶縁体２５Ｂとを有する。
【００９８】
（第１の絶縁体）
第１の絶縁体２４Ｂは、基材２１上に積層された基材側部分２４６と、基材側部分２４６上に積層された画素側部分２４５と、を有する。基材側部分２４６は、平面視で画素側部分２４５に重なっている。なお、画素側部分２４５は、第１実施形態における第１の絶縁体２４と同様の構成であり、絶縁層２４１、２４２、２４３および２４４を有する。
【００９９】
基材側部分２４６は、平面視で格子状をなし、複数の開口２４６０を有する。画素側部分２４５は、平面視で格子状をなし、複数の開口２４５０を有する。また、開口２４６０および開口２４５０は連続的に繋がり、これらで開口２４００を構成している。開口２４５０を形成している内壁面は、基材２１側から画素電極２８側に向かうにつれて連続的に幅が広がる形状をなす。一方、開口２４６０を形成している内壁面は、画素電極２８側から基材２１側に向かうにつれて連続的に幅が広がる形状をなす。
【０１００】
（第２の絶縁体）
第２の絶縁体２５Ｂは、開口２４００に充填されている。第２の絶縁体２５Ｂは、基材２１上に積層された第２部分２５６と、第２部分２５６上に積層された第１部分２５５と、を有する。第２部分２５６は基材側部分２４６の開口２４６０に充填されており、第１部分２５５は画素側部分２４５の開口２４５０に充填されている。また、第１部分２５５は、平面視で第２部分２５６に重なっている。なお、第１部分２５５は、第１実施形態における第２の絶縁体２５と同様の構成である。
【０１０１】
第１部分２５５は、基材２１側から画素電極２８側に向かうにつれて連続的に幅が広がる形状をなす。一方、第２部分２５６は、画素電極２８側から基材２１側に向かうにつれて連続的に幅が広がる形状をなす。別の言い方をすると、第１部分２５５は四角錐台をなし、第１部分２５５の画素電極２８側の面２５５２は、平面視において第１部分２５５の基材２１側の面２５５１を包含している。一方、第２部分２５６は四角錐台をなし、第２部分２５６の基材２１側の面２５６１は、平面視において第２部分２５６の画素電極２８側の面２５６２を包含している。なお、面２５６２と面２５５１とは、同等の形状で、互いに接触し、一体化している。
【０１０２】
また、第２部分２５６と基材側部分２４６との界面２５６０と、第１部分２５５と画素側部分２４５との界面２５５０とは連続的に繋がり、これらで界面２５００を構成している。なお、界面２５６０および界面２５５０は、それぞれ、中心軸Ａ２５に対して傾斜した４つの面で構成されている。また、図示では、界面２５６０を構成する各面の傾斜角度と、界面２５５０を構成する各面の傾斜角度とは同等であるが、これらは異なっていてもよい。
【０１０３】
ここで、前述したように、第２の絶縁体２５Ｂは、基材２１側から画素電極２８側に向かうにつれて連続的に幅が広がる形状をなす第１部分２５５と、第１部分２５５の基材２１側に位置し、画素電極２８側から基材２１側に向かうにつれて連続的に幅が広がる形状をなす第２部分２５６とを有する。
【０１０４】
第２部分２５６を備えることで、図１０に示すように、界面２５５０で反射して第２の絶縁体２５Ｂ内を斜めに進行する光線ＬＬ５を、第２部分２５６の界面２５６０で再び反射させることができる。これにより、第１部分２５５内で光ＬＬが伝搬されて光ＬＬの伝搬角度が大きくなることに起因するケラレの増加を低減することができる。このような素子基板２Ｂによれば、第１部分２５５を有することで、第２の絶縁体２５Ｂ内に入射する光ＬＬの量をより多くすることができるとともに、第２部分２５６を有することで、ケラレの増加を低減することができる。
【０１０５】
なお、図示はしないが、液晶表示装置１００Ｂが素子基板２Ｂから光ＬＬが入射する構成である場合も、本実施形態のように対向基板３から光ＬＬが入射する構成と同様の効果を発揮することができる。
【０１０６】
また、図示では、第２部分２５６の面２５６１の平面視での大きさは、第１部分２５５の面２５５２の平面視での大きさよりも小さいが、面２５５１と面２５６２とは、互いに同等の大きさであってもよい。また、図示では、第１部分２５５の面２５５２の外縁は平面視で遮光体２６と重なっており、第２部分２５６の面２５６１の外縁は平面視で遮光体２６と重なっていないが、面２５６１の外縁は、面２５５２の外縁と同様に、平面視で遮光体２６と重なっていてもよい。面２５５２および面２５６１の各外縁が平面視で遮光体２６と重なっていることで、ケラレの増加を特に効果的に低減することができるとともに、光ＬＬの利用効率を特に高めることができる。
【０１０７】
以上説明した本実施形態における液晶表示装置１００Ｂによっても、前述した第１実施形態と同様に、光ＬＬの利用効率を高めることができる。
【０１０８】
２、投射型表示装置
次に、本発明の電子機器の一例である投射型表示装置について説明する。図１１は、液晶表示装置を備えた投射型表示装置の一例を示す模式図である。
【０１０９】
図１１に示すように、投射型表示装置であるプロジェクター７００は、光源装置７０１と、インテグレーター７０４と、偏光変換素子７０５と、色分離導光光学系７０２と、光変調装置としての液晶光変調装置７１０Ｒ、液晶光変調装置７１０Ｇおよび液晶光変調装置７１０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム７１２および投写光学系７１４と、を備える。後で詳述するが、液晶光変調装置７１０Ｒ、７１０Ｇおよび７１０Ｂには、液晶表示装置７２０Ｒ、７２０Ｇおよび７２０Ｂが設けられている。これらの液晶表示装置７２０Ｒ、７２０Ｇおよび７２０Ｂとして、例えば前述した液晶表示装置１００、１００Ａおよび１００Ｂを用いることができる。
【０１１０】
光源装置７０１は、第１色光である赤色光（以下「Ｒ光」という）、第２色光である緑色光（以下「Ｇ光」という）、および第３色光である青色光（以下「Ｂ光」という）を含む光ＬＬを供給する。光源装置７０１としては、例えば超高圧水銀ランプを用いることができる。
【０１１１】
インテグレーター７０４は、光源装置７０１から出射された光ＬＬの照度分布を均一化する。照度分布を均一化された光ＬＬは、偏光変換素子７０５にて特定の振動方向を有する偏光光、例えば色分離導光光学系７０２が備える反射面に対してｓ偏光したｓ偏光光に変換される。ｓ偏光光に変換された光は、色分離導光光学系７０２を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｒに入射する。
【０１１２】
色分離導光光学系７０２は、Ｒ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｒと、Ｂ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｇと、３枚の反射ミラー７０７と、２枚のリレーレンズ７０８と、を具備して構成されている。
【０１１３】
Ｒ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｒは、Ｒ光を他の光から分離して透過し、Ｇ光、Ｂ光を反射する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｒを透過したＲ光は、反射ミラー７０７に入射する。反射ミラー７０７は、Ｒ光の光路を９０度折り曲げる。光路を折り曲げられたＲ光は、液晶光変調装置７１０Ｒに入射する。
【０１１４】
液晶光変調装置７１０Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。液晶光変調装置７１０Ｒは、λ／２位相差板７２３Ｒ、ガラス板７２４Ｒ、第１偏光板７２１Ｒ、液晶表示装置７２０Ｒ、および第２偏光板７２２Ｒを有する。λ／２位相差板７２３Ｒおよび第１偏光板７２１Ｒは、偏光方向を変換させない透光性のガラス板７２４Ｒに接する状態で配置される。
【０１１５】
Ｒ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｒで反射することで、Ｇ光およびＢ光の各光路は、それぞれ９０度折り曲げられる。光路を折り曲げられたＧ光およびＢ光は、それぞれＢ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｇに入射する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｇは、Ｂ光を他の光から分離して透過し、Ｇ光を反射する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｇで反射されたＧ光は、液晶光変調装置７１０Ｇに入射する。液晶光変調装置７１０ＧはＧ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。液晶光変調装置７１０Ｇは、液晶表示装置７２０Ｇ、第１偏光板７２１Ｇおよび第２偏光板７２２Ｇを有する。
【０１１６】
液晶光変調装置７１０Ｇに入射するＧ光は、ｓ偏光光に変換されている。液晶光変調装置７１０Ｇに入射したｓ偏光光は、第１偏光板７２１Ｇをそのまま透過し、液晶表示装置７２０Ｇに入射する。液晶表示装置７２０Ｇに入射したｓ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｇ光がｐ偏光光に変換される。液晶表示装置７２０Ｇの変調により、ｐ偏光光に変換されたＧ光が、第２偏光板７２２Ｇから出射される。このようにして、液晶光変調装置７１０Ｇで変調されたＧ光は、クロスダイクロイックプリズム７１２に入射する。
【０１１７】
Ｂ光透過ダイクロイックミラー７０６Ｇを透過したＢ光は、２枚のリレーレンズ７０８と、２枚の反射ミラー７０７とを経由して、液晶光変調装置７１０Ｂに入射する。
【０１１８】
液晶光変調装置７１０Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。液晶光変調装置７１０Ｂは、λ／２位相差板７２３Ｂ、ガラス板７２４Ｂ、第１偏光板７２１Ｂ、液晶表示装置７２０Ｂ、および第２偏光板７２２Ｂを有する。液晶光変調装置７１０Ｂに入射するＢ光は、ｓ偏光光に変換されている。液晶光変調装置７１０Ｂに入射したｓ偏光光は、λ／２位相差板７２３Ｂによりｐ偏光光に変換される。ｐ偏光光に変換されたＢ光は、ガラス板７２４Ｂおよび第１偏光板７２１Ｂをそのまま透過し、液晶表示装置７２０Ｂに入射する。液晶表示装置７２０Ｂに入射したｐ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｂ光がｓ偏光光に変換される。液晶表示装置７２０Ｂの変調により、ｓ偏光光に変換されたＢ光が、第２偏光板７２２Ｂから出射される。液晶光変調装置７１０Ｂで変調されたＢ光は、クロスダイクロイックプリズム７１２に入射する。
【０１１９】
色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム７１２は、２つのダイクロイック膜７１２ａ、７１２ｂをＸ字型に直交して配置して構成されている。ダイクロイック膜７１２ａは、Ｂ光を反射し、Ｇ光を透過する。ダイクロイック膜７１２ｂは、Ｒ光を反射し、Ｇ光を透過する。このようなクロスダイクロイックプリズム７１２は、液晶光変調装置７１０Ｒ、７１０Ｇおよび７１０Ｂでそれぞれ変調されたＲ光、Ｇ光およびＢ光を合成する。
【０１２０】
投写光学系７１４は、クロスダイクロイックプリズム７１２で合成された光をスクリーン７１６に投射する。これにより、スクリーン７１６上でフルカラー画像を得ることができる。
【０１２１】
このようなプロジェクター７００は、前述した液晶表示装置１００、１００Ａまたは１００Ｂを備えている。前述したように、液晶表示装置１００、１００Ａおよび１００Ｂは、それぞれ、従来よりも開口率が高く、光の利用効率が高い。そのため、プロジェクター７００の明るさの向上を図ることができ、品質が優れたプロジェクター７００を提供することができる。
【０１２２】
なお、前述した液晶表示装置１００、１００Ａおよび１００Ｂは、それぞれ、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターに用いることも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターに用いることもできる。
【０１２３】
なお、液晶表示装置１００、１００Ａおよび１００Ｂを備える電子機器は、プロジェクターに限定されない。液晶表示装置１００、１００Ａおよび１００Ｂは、それぞれ、例えば、投射型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）や直視型のＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）、または電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、ＰＯＳなどの情報端末機器の表示部として用いてもよい。
【０１２４】
以上、本発明の透過型液晶表示装置および電子機器について図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。また、本発明の各部の構成は、前述した実施形態の同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。また、本発明は、前述した各実施形態の任意の構成同士を組み合わせるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２５】
１００…液晶表示装置、１００Ａ…液晶表示装置、１００Ｂ…液晶表示装置、２…素子基板（第１基板）、２Ａ…素子基板（第１基板）、２Ｂ…素子基板（第１基板）、３…対向基板（第２基板）、５…液晶層、２１…基材、２１Ａ…基材、２６…遮光体、Ａ１１…遮光領域、Ａ１２…開口領域、２８…画素電極、２４…第１の絶縁体、２４Ｂ…第１の絶縁体、２５…第２の絶縁体、２５Ｂ…第２の絶縁体、２２０…レンズ部材、２２１…凸レンズ面、２５０１…面（基材側の面）、２５０２…面（画素電極側の面）、２５９…界面、２５００…界面、２５９０…傾斜面（傾斜部）、Ａ２５…中心軸、２５５…第１部分、２５６…第２部分
【図１】
2019139139.tif 000003
【図２】
2019139139.tif 000004
【図３】
2019139139.tif 000005
【図４】
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【図５】
2019139139.tif 000007
【図６】
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【図７】
2019139139.tif 000009
【図８】
2019139139.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年12月11日(2018.12.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の基材と、
画素電極と、
前記基材の厚さ方向から見た平面視において格子状をなす遮光体と、
前記遮光体と重なるように設けられた透光性を有する第１の絶縁体と、
前記基材と前記画素電極との間に、前記第１の絶縁体に接して配置された透光性を有する第２の絶縁体と、を備え、
前記第２の絶縁体の屈折率は、前記第１の絶縁体の屈折率よりも高く、
前記第２の絶縁体の前記画素電極側の面の外縁は、前記平面視において前記遮光体と重なっていることを特徴とする透過型液晶表示装置。
【請求項２】
前記第２の絶縁体の前記画素電極側の面は、前記第２の絶縁体内に光が入射する入射面である請求項１に記載の透過型液晶表示装置。
【請求項３】
前記遮光体と前記第２の絶縁体とは、互いに離間している請求項１または２に記載の透過型液晶表示装置。
【請求項４】
前記第２の絶縁体と前記第１の絶縁体との界面は、前記基材側から前記画素電極側に向かうにつれて、前記基材の厚さ方向に沿った前記第２の絶縁体の中心軸から離間するように傾斜している傾斜部を有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の透過型液晶表示装置。
【請求項５】
前記第２の絶縁体は、前記基材側から前記画素電極側に向かうにつれて連続的に幅が広がる形状である請求項４に記載の透過型液晶表示装置。
【請求項６】
前記平面視で前記画素電極と重なり、前記基材と前記第２の絶縁体との間に配置され、前記基材側の面が凸レンズ面を含む透光性のレンズ部材を備える請求項１ないし５のいずれか１項に記載の透過型液晶表示装置。
【請求項７】
前記第２の絶縁体は、前記基材側から前記画素電極側に向かうにつれて連続的に幅が広がる形状をなす第１部分と、前記第１部分の前記基材側に位置し、前記画素電極側から前記基材側に向かうにつれて連続的に幅が広がる形状をなす第２部分とを有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の透過型液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の透過型液晶表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月24日(2019.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の一態様に係る透過型液晶表示装置は、透光性の基材と、画素電極と、前記基材の厚さ方向から見た平面視において格子状をなす遮光体と、前記遮光体と重なるように設けられた透光性を有する第１の絶縁体と、前記基材と前記画素電極との間に、前記第１の絶縁体に接して配置された透光性を有する第２の絶縁体と、を備え、前記第２の絶縁体の屈折率は、前記第１の絶縁体の屈折率よりも高く、前記第２の絶縁体の前記画素電極側の面の外縁は、前記平面視において前記遮光体と重なっていることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また本発明の一態様では、前記第２の絶縁体と前記第１の絶縁体との界面は、前記基材側から前記画素電極側に向かうにつれて、前記基材の厚さ方向に沿った前記第２の絶縁体の中心軸から離間するように傾斜している傾斜部を有することが好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また本発明の一態様では、前記平面視で前記画素電極と重なり、前記基材と前記第２の絶縁体との間に配置され、前記基材側の面が凸レンズ面を含む透光性のレンズ部材を備えることが好ましい。