(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元状に配置された複数の透過部と当該透過部の周囲に形成された反射部とを有する半透過型の液晶表示装置用の照明装置であって、
複数の前記透過部の夫々に対応して設けられ、複数の前記透過部の夫々に対して光を集光する複数の非球面レンズと、
複数の前記非球面レンズの夫々の焦点位置に対応して設定された複数の発光領域、及び複数の前記発光領域同士の間に設定された非発領域を含むエレクトロルミネッセンス層と、を備え、
複数の前記非球面レンズの夫々は、当該非球面レンズの光軸との交点を含む内側レンズ面、及び前記内側レンズ面を囲む外側レンズ面を有し、
前記外側レンズ面における曲率は、前記内側レンズ面における曲率よりも小さい、液晶表示装置用の照明装置。
【請求項２】
前記非球面レンズの光軸が前記発光領域及び前記液晶表示装置の前記透過部を通っている請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記発光領域の上面視形状が四角形状である請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
複数の前記非球面レンズの夫々の断面視形状は凸状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記非球面レンズがレンチキュラー型のレンズである請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
複数の前記非球面レンズの夫々は、
当該非球面レンズの上面視形状に対応する分割線に基づいて、前記交点をレンズ面に有する円状体、及び当該円状体を囲む輪状体に分割されることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項７】
前記外側レンズ面は、少なくとも前記輪状体のレンズ面に含まれることを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記外側レンズ面は、少なくとも前記円状体のレンズ面に含まれることを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
【請求項９】
前記外側レンズ面は、前記円状体のレンズ面に含まれると共に、前記輪状体のレンズ面にも含まれることを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記非球面レンズの断面視形状は、式１で示されることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【数１】
0004642823.tif 000004
但し、
ｋは、-1.4 ＜ k ＜ 0の範囲の定数、
zは、任意の点におけるレンズ面の高さ、
ｃは、頂点付近におけるレンズの曲率、
ｒは、任意の点における座標である。
【請求項１１】
前記エレクトロルミネッセンス層は、一対の電極層により挟持され、
前記非発光領域は、前記電極層と前記エレクトロルミネッセンス層との間に形成された絶縁層の形成領域に対応し、
前記発光領域は、前記電極層が前記絶縁層から露出した領域に対応することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１２】
一対の透明基板に挟持された液晶層、
２次元状に配置された複数の前記透過部と当該透過部の周囲に形成された前記反射部とを有する配線層、
及び前記透過部を介して前記液晶層に入射される光を出射する請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の照明装置を備えた半透過型の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置及び液晶表示装置に関する。特に、本発明は、半透過型液晶表示装置に適した照明装置、及びこの照明装置が組み込まれた半透過型液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置に関する技術の進展が著しい。液晶表示装置は、設置型のディスプレイの他、携帯電話、携帯型のパーソナルコンピュータ等にも組み込まれている。よって、液晶表示装置の高性能化に加えて、液晶表示装置自体の小型化が強く望まれている。特に、液晶表示装置の薄型化の要望に伴って、液晶表示装置の光源として機能するバックライト部自体の薄型化も強く望まれている。
【０００３】
液晶表示装置のバックライト部としては、従来から、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)や冷陰極管からの出射光を、導光板を介して、液晶パネル部に案内する方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、導光板からの出射光の強度分布の均一化のためには、導光板の厚みをある程度確保する必要があり、バックライト部の薄型化は十分に図れない。
【０００４】
他方、有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機ＥＬ(Organic Electroluminescence))を活用し、バックライト部の薄型化を図る技術も開発されている（特許文献２、特許文献３参照）。しかしながら、有機ＥＬの発光部から出射される光の指向性は低いため、表示装置における光利用効率を高めることが阻害され、結果として液晶表示装置の高輝度化や省電力化を図ることができない。
【０００５】
特許文献２は、この点に鑑みて、発光層上にある上部電極上に微小レンズアレイ素子を配置している。特許文献３は、発光層上にある上部電極上にマイクロレンズアレイを配置している。
【特許文献１】特開２００３−３３０００７号公報
【特許文献２】特開２００３−５９６４１号公報
【特許文献３】特開２００６−３１８８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献３に記載のように有機ＥＬ層上に球面レンズを単純に配置したとしても、特に半透過型液晶表示装置においては光利用効率を十分に向上させることはできない。なぜなら、球面レンズでは、その光軸近傍のレンズ面の焦点位置とその光軸から離れたレンズ面の焦点位置とを一致させることは困難だからである。特に出射光の指向性の低い（生成光があらゆる方向に発散する）有機ＥＬを活用したバックライト部が組み込まれた半透過型液晶表示装置においては、レンズ通過後の光ロスによって装置全体としての光利用効率が劣化することは極力抑制する必要がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、ＥＬを活用した液晶表示装置用のバックライト部（照明装置）に関し、レンズ通過後の光ロスによって液晶表示装置としての光利用効率が低下することを抑制可能とし、液晶表示装置の光利用効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る照明装置は、
２次元状に配置された複数の透過部と当該透過部の周囲に形成された反射部とを有する半透過型の液晶表示装置用の照明装置であって、
複数の前記透過部の夫々に対応して設けられ、複数の前記透過部の夫々に対して光を集光する複数の非球面レンズと、
複数の前記非球面レンズの夫々の焦点位置に対応して設定された複数の発光領域、及び複数の前記発光領域同士の間に設定された非発領域を含むエレクトロルミネッセンス層と、を備え、
複数の前記非球面レンズの夫々は、当該非球面レンズの光軸との交点を含む内側レンズ面、及び前記内側レンズ面を囲む外側レンズ面を有し、
前記外側レンズ面における曲率は、前記内側レンズ面における曲率よりも小さい。
【０００９】
非球面レンズは、非球面レンズの光軸との交点を含む内側レンズ面と、内側レンズ面を囲む外側レンズ面とを有する。そして、非球面レンズの外側レンズ面における曲率は、非球面レンズの内側レンズ面における曲率よりも小さく設定される。これによって、発光領域で生成される光は、非球面レンズを介して、液晶表示装置に含まれる透過部に対して効果的に集光され、液晶表示装置の光利用効率の向上が図られる。
【００１０】
前記非球面レンズの光軸が前記発光領域及び前記液晶表示装置の前記透過部を通っている、と良い。
前記発光領域の上面視形状が四角形状である、と良い。
複数の前記非球面レンズの夫々の断面視形状は凸状である、と良い。
前記非球面レンズがレンチキュラー型のレンズである、と良い。
【００１１】
複数の前記非球面レンズの夫々は、当該非球面レンズの上面視形状に対応する分割線に基づいて、前記交点をレンズ面に有する円状体、及び当該円状体を囲む輪状体に分割される、と良い。これにより、非球面レンズ自体の肉厚を薄くすることができ、照明装置の薄型化を図ることができる。
【００１２】
前記外側レンズ面は、少なくとも前記輪状体のレンズ面に含まれる、と良い。前記外側レンズ面は、少なくとも前記円状体のレンズ面に含まれる、と良い。前記外側レンズ面は、前記円状体のレンズ面に含まれると共に、前記輪状体のレンズ面にも含まれる、と良い。
【００１３】
前記円状体の断面視形状は凸状であり、前記輪状体の断面視形状は凸状である、と良い。
【００１４】
前記非球面レンズの断面視形状は、式１で示される、と良い。
【数１】
0004642823.tif 000002
但し、
ｋは、-1.4 < k < 0の範囲の定数、
zは、任意の点におけるレンズ面の高さ、
ｃは、頂点付近におけるレンズの曲率、
ｒは、任意の点における座標である。
【００１５】
前記エレクトロルミネッセンス層は、一対の電極層により挟持され、前記非発光領域は、前記電極層と前記エレクトロルミネッセンス層との間に形成された絶縁層の形成領域に対応し、前記発光領域は、前記電極層が前記絶縁層から露出した領域に対応する、と良い。
【００１６】
本発明に係る液晶表示装置は、
一対の透明基板に挟持された液晶層、
２次元状に配置された複数の前記透過部と当該透過部の周囲に形成された前記反射部とを有する配線層、
及び前記透過部を介して前記液晶層に入射される光を出射する上記の本発明に係る照明装置を備えた半透過型の液晶表示装置である。
【００１７】
本発明に係る液晶表示装置に備えられた照明装置の非球面レンズは、非球面レンズの光軸との交点を含む内側レンズ面と、内側レンズ面を囲む外側レンズ面とを有する。そして、非球面レンズの外側レンズ面における曲率は、非球面レンズの内側レンズ面における曲率よりも小さく設定される。これによって、発光領域で生成される光は、非球面レンズを介して、液晶表示装置に含まれる透過部に対して効果的に集光され、液晶表示装置の光利用効率が向上する。
【発明の効果】
【００１９】
有機ＥＬを活用した液晶表示装置用のバックライト部（照明装置）に関し、レンズの通過後の光ロスによって液晶表示装置の光利用効率が低下することを抑制可能とし、液晶表示装置の光利用効率を向上させることを目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形態は、説明の便宜上、簡略化されている。図面は簡略的なものであるから、図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。上下左右といった方向を示す言葉は、図面を正面視した場合を前提として用いるものとする。
【００２１】
〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態について、以下、図１乃至図８を用いて説明する。
【００２２】
図１は、半透過型液晶表示装置の積層構造を説明するための概略的な模式図である。図２は、配線層の上面視構成を説明するための概略的な模式図である。図３は、バックライトユニットの積層構造を説明するための概略的な模式図である。図４は、レンズ高さと指向性との関係を説明するためのチャートである。図５は、レンズの構成（断面視形状）を説明するための概略的な説明図である。図６は、レンズの構成（断面視形状、上面視形状）を説明するための概略的な説明図である。図７は、球面レンズの構成（断面視形状）を説明するための概略的な説明図である。図８は、バックライトユニットの製造方法を説明するための説明図である。
【００２３】
図１に示すように、半透過型液晶表示装置１００は、バックライトユニット（照明装置）５０、液晶パネル部６０をこの順で有する。バックライトユニット５０の構成については図３にて説明する。
【００２４】
図１に示すように、液晶パネル部６０は、偏光層６１、下部基板６２、下部配線層６３、配向膜６４、液晶層６５、配向膜６６、上部配線層６７、フィルタ層６８、上部基板６９、偏光層７０をこの順で有する。
【００２５】
偏光層６１は、特定の偏光成分の光を透過させる。偏光層７０も、偏光層６１と同様に、特定の偏光成分の光を透過させる。尚、偏光層６１を通過する光の振動方向と偏光層７０を通過する光の振動方向とは直交関係にある。
【００２６】
下部基板６２は、可視光領域の光に対して実質的に透明な板状部材である。下部基板６２は、上部配線層６７と共に、下部電極層６３〜フィルタ層６８を機械的に保持する。下部基板６２は、例えば、板ガラス、板状樹脂であり、その構成材料は任意である（例えば、ガラス、ポリカーボネート、アクリル樹脂等）。上部配線層６７の構成は、上述の下部基板６２の構成と等しい。
【００２７】
下部配線層６３は、スイッチング素子として複数のTFT(Thin Film Transistor)素子が設けられる。また、下部配線層６３は、導電性薄膜（ITO:Indium Tin Oxide）から形成される。下部配線層６３は、上部配線層６７と共に、液晶層６５に電界を印加する。液晶層６５の液晶の配向状態は、電界が印加されることで制御される。液晶の配向状態が制御されることによって、バックライトからの光の透過、不透過が制御される。
【００２８】
配向膜６４、配向膜６６は、液晶層６５を挟持するように配置される。配向膜６４、配向膜６６は、液晶分子を所定の方向に揃える。配向膜６４、配向膜６６は、高分子材料であるポリイミド（Polyimide）等の有機薄膜で形成される。なお、配向膜６４、６６間には液晶層６５の層厚を一定にするためスペーサ７１が配置される。
【００２９】
フィルタ層６８は、画素ごとに、赤（Red）、緑（Green）、青（Blue）のフィルタを有する。また、フィルタ層６８は、画素間で光のクロストークが生じることを防止するための遮光膜を画素間に有する。
【００３０】
図２に、下部配線層６３の画素領域ＰＸの概略的な構成を示す。図２に示すように、下部配線層６３の画素領域ＰＸには、透過部７２、反射部７３が設定される。また、画素領域ＰＸの境界部分には配線部７４が配置される。なお、ここでは、TFT素子は図示されていない。バックライトユニット５０から出射された光は、透過部７２を介して、液晶層６５に到達する。透過部７２の周囲の反射部７３は、液晶パネル部６０の上面から入射する光を反射する。反射部７３を設けることにより、外来光を液晶表示装置の光源として活用することができる。尚、図１に示すように、バックライトユニット５０の発光領域Ｒ１の位置は、下部配線層６３の透過部７２の位置に対応する。
【００３１】
続いて、図３を参照して、バックライトユニット５０の積層構造について説明する。
【００３２】
図３に示すように、バックライトユニット５０は、支持基板１、下部電極層２、絶縁層３、有機ＥＬ層４、上部電極層５、レンズアレイ基板６をこの順で有する。
【００３３】
支持基板１は、所定厚の金属製の板状部材である。支持基板１は、その上面上に配置される下部電極層２、絶縁層３、有機ＥＬ層４、上部電極層５、レンズアレイ基板６を機械的に支持する。
【００３４】
下部電極層２は、通常の薄膜形成技術（蒸着等）に基づいて、支持基板１の上面にアルミニウム等の金属材料が堆積されることで形成される。下部電極層２は、上部電極層５と共に、有機ＥＬ層に電界を印加する際に用いられる。
【００３５】
絶縁層３は、一般的なコート法（スピンコート等）に基づいて、下部電極層２上に形成される。また、絶縁層３には、リソグラフィー技術の活用に基づいて、複数の開口部９が形成される。なお、開口部９の上面視形状は、一辺20μm程度の四角形状である。また、開口部９の配置間隔は、レンズ８の配置間隔は実質的に等しい。
【００３６】
絶縁層３に開口部９が形成されることによって、下部電極層２は開口部９の形成位置に応じて露出する。そして、下部電極層２は、有機ＥＬ層４と開口部９の形成範囲で有機ＥＬ層４に面接触する。
【００３７】
下部電極層２と上部電極層５との間に電圧を印加することによって、開口部９の形成範囲に限定して、有機ＥＬ層４にキャリア（正孔、電子）を注入することができる。すなわち、有機ＥＬ層４の発光領域Ｒ１は、開口部９の形成位置に対応し、開口部９の形成範囲に限定される。なお、絶縁層３は、一般的なレジスト材料（樹脂）からなる。開口部９は、レンズ（非球面レンズ）８の焦点位置に対応して設けられる
【００３８】
有機ＥＬ層４は、絶縁層３上に真空蒸着法に基づいて形成される。有機ＥＬ層４は、３層の積層体（正孔輸送層／有機発光層／電子注入層）から構成される。正孔輸送層は、αNPD(4,4'-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル)からなる40nm厚の薄層である。有機発光層は、トリス(8-キノリノラト)アルミニウム錯体(以下、Alq)からなる30nm厚の薄層である。電子注入層は、Alqにリチウム(Li)をドーピングした薄層であり、30nm程度の厚みである。
【００３９】
上部電極層５は、通常の薄膜形成技術（蒸着等）に基づいて、有機ＥＬ層４の上面にインジウム−スズ酸化層が堆積されることで形成される。
【００４０】
レンズアレイ基板６は、互いに所定の間隙を持ってマトリクス状に配置された複数のレンズ８を上面７に有する。レンズアレイ基板６は、レンズ部分と基板部分とが一体となっている。レンズアレイ基板６の基板部分は、外気を遮断する特性を有していることが好ましい。従って、大気中の酸素や水蒸気を透過させない材料で作製する、又はこのような材料からなる保護膜を基板の表面にコーティングすると良い。
【００４１】
レンズアレイ基板６は、有機ＥＬ層４で生成される光の波長領域において実質的に透明な部材である。レンズアレイ基板６は、例えば、２Ｐ法、射出成型法、ゾル・ゲル法又はホットエンボス法等によって成型される。
【００４２】
ここでは、機会切削法により金型を作製し、この金型を用いて鏡面研磨された150μｍ厚のガラス基板上に２Ｐ(Photo Polymer)法により複数のレンズ８を形成した。なお、レンズの幅は140μｍ、レンズ間距離は１５０μｍ程度である。これにより、複数のレンズ８は、所定の間隔をあけて配置される。
【００４３】
また、バックライトユニット５０は、レンズアレイ基板６が、支持基板１〜上部電極層５から構成される光源ユニットに貼り合わせられることで形成される。よって、レンズアレイ基板６と上述の光源ユニットのそれぞれには、開口部９とレンズ８との位置決め用のアライメントマークが設けられる。
【００４４】
図３に示すように、レンズ８の光軸上に開口部９、透過部７２は設けられる。上述のように、開口部９はレンズ８の焦点位置に対応して設けられる。レンズ８は、開口部９の形成範囲に対応する発光領域Ｒ１で生成される光を透過部７２に集光する。
【００４５】
ここで、図４を用いて、レンズの高さとバックライトユニットから出射される指向性との関係について説明する。図４に示すように、レンズの高さを大きくしていくと、バックライトユニットから出射される光の指向性も変化する。具体的には、ある閾値までレンズ高さの増加に伴って指向性が向上し、ある閾値を超えるとレンズ高さの増加に伴って指向性が劣化する。この閾値は、レンズ焦点位置が発光領域Ｒ１に一致したときのレンズ高さである。従って、本実施形態においては、レンズ８の焦点位置が発光領域Ｒ１に実質的に一致するようにレンズ８の高さが設定される。
【００４６】
また、図５に示すように、レンズ８は、非球面レンズである。また、図６に示すように、レンズ８は、光軸ＡＸを含む内側レンズ面１０、及び内側レンズ面１０を囲む外側レンズ面１１を有する。そして、外側レンズ面１１における曲率は、内側レンズ面１０における曲率よりも小さい。
【００４７】
これによって、レンズ８のレンズ面を通過した光は、より効率的に透過部７２に集光される（図３参照）。そして、レンズ面を通過した後に光ロスが発生することが抑制され、有機ＥＬを活用したバックライトユニットが組み込まれた半透過型液晶表示装置であっても、その光利用効率を高めることができる。
【００４８】
なお、内側レンズ面１０と外側レンズ面１１とは説明の便宜上、分割線ＤＬ１によって分割されているだけである。すなわち、内側レンズ面１０の設定領域は、レンズ８のレンズ面のどの部分であっても良い。外側レンズ面１１についても同様である。
【００４９】
なお、図５のレンズ８の断面視形状は、次の式（１）で表現できる。従って、この関係式を満足するレンズ８は、上述の作用効果を奏することになる。
【００５０】
【数２】
0004642823.tif 000003
但し、
ｋは、-1.4 < k < 0の範囲の定数、
zは、任意の点におけるレンズ面の高さ、
ｃは、頂点付近におけるレンズの曲率、
ｒは、任意の点における座標である。
【００５１】
本実施形態に係るバックライトユニット５０を半透過型液晶表示装置に適用した場合の効果について説明する。なお、図７に示すような断面視形状の球面レンズを採用した場合を比較例とした。本発明者らの評価結果によると、比較例に比べて本実施形態に係るバックライトユニット５０は、１．６倍の輝度が得られた。換言すると、半透過型液晶表示装置の光利用効率を１．６倍にすることができた。
【００５２】
最後に、図８を参照して、バックライトユニット５０の製造方法について説明する。
【００５３】
図８（ａ）に示すように、まず、支持基板１上に、下部電極層２、有機ＥＬ層４、上部電極層５をこの順で形成する。上述したように、通常の薄膜形成技術（蒸着等）に基づいて、支持基板１の上面にアルミニウム等の金属材料を堆積させ、下部電極層２を形成する。その後、一般的なコート法（スピンコート等）に基づいて、下部電極層２上に絶縁層３を形成する。
【００５４】
その後、図８（ｂ）に示すように、リソグラフィー技術の活用に基づいて、複数の開口部９を絶縁層３に形成する。すなわち、フォトマスクを介したＵＶ(Ultraviolet )露光、現像処理によって、絶縁層３の露光部分を部分的に取り除き、マトリクス状に配置された複数の開口部９を絶縁層３に形成する。なお、上述のように、絶縁層３は、レジスト材料からなるレジスト層である。また、リソグラフィー条件に応じて、レジスト材料の特性（ポジ型、ネガ型）は決定されるべきものである。
【００５５】
その後、図８（ｃ）に示すように、真空蒸着法に基づいて絶縁層３上に有機ＥＬ層４を形成する。つまり、αNPDを40nm程度体積させ、正孔輸送層を形成する。次に、トリス(8-キノリノラト)アルミニウム錯体(Alq)を30nm堆積させ、有機発光層を形成する。その後、Alqにリチウム(Li)をドーピングした薄層を30nm程度堆積させ、電子注入層を形成する。
【００５６】
その後、図８（ｄ）に示すように、通常の薄膜形成技術（蒸着等）に基づいて、有機ＥＬ層４の上面にインジウム−スズ酸化層が堆積させ、上部電極層５を形成する。
【００５７】
その後、レンズアレイ基板６を、支持基板１〜上部電極層５から構成される光源ユニットに貼り合わせる。この際、レンズアレイ基板６に予め形成されたアライメントマークと、上述の光源ユニットにあらかじめ形成されたアライメントマークに一致させる。これにより、レンズ８は開口部９に対して位置決めされる。
【００５８】
本実施形態においては、上述のように、レンズ８は、非球面レンズであり、レンズ８の外側レンズ面１１における曲率は、レンズ８の内側レンズ面１０における曲率よりも小さい。これによって、レンズ８のレンズ面を通過した光は、より効率的に透過部７２に集光される。そして、レンズ面を通過した後に光ロスが発生することが抑制され、有機ＥＬを活用したバックライトユニットが組み込まれた半透過型液晶表示装置であっても、その光利用効率を高めることができる。
【００５９】
なお、本実施形態にかかるバックライトユニット５０においては、その厚みを１ｍｍ以下程度にまで薄型化することもできる。この点は、携帯電話といった小型な機器に組み込まれる半透過型液晶表示装置においては特に有利な効果である。
【００６０】
〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態について、以下、図９乃至図１３を用いて説明する。
【００６１】
図９は、バックライトユニットの積層構造を説明するための概略的な模式図である。図１０は、レンズの構成（断面視形状）を説明するための概略的な説明図である。図１１は、レンズの構成（断面視形状、上面視形状）を説明するための概略的な説明図である。図１２は、レンズの構成（断面視形状）のバリエーションを説明するための概略的な説明図である。図１３は、バックライトユニットの製造方法を説明するための説明図である。
【００６２】
本実施形態にかかるバックライトユニット５１は、図１０に示すようなレンズ２２を採用する。これにより、第１の実施形態において説明した効果に加えて、出射光の指向性を制御するレンズ自体の高さを低く設定することができる。換言すると、レンズ自体の肉厚を薄く設定することによって、バックライトユニット５１のさらなる薄型化を図ることができる。以下、具体的に説明する。
【００６３】
図９乃至図１１に示すように、レンズ２２は、レンズ２２の上面視形状（円状）に相似する分割線によって３分割されている。すなわち、図１１に示すように、レンズ２２は、分割線ＤＬ２、ＤＬ３によって、円状体３１、輪状体３２、輪状体３３に分割されている。
【００６４】
円状体３１は、レンズ２２の中心に位置する断面視形状が凸状の部分であって、光軸ＡＸと交差するレンズ面を有する。輪状体３２は、円状体３１を囲む部分である。輪状体３３は、円状体３１を囲むと共に輪状体３２も囲む部分である。
【００６５】
図１０に示すように、円状体３１における曲率は、中心から外側に向かって低くなる。輪状体３２、輪状体３３の曲率についても同様である。これによって、第１の実施形態と同様の効果を得ることに加えて、レンズ２２が分割されたことで、レンズ２２の肉厚を薄くすることができ、バックライトユニット５１の薄型化を図ることができる。なお、ここでは、分割線は、レンズ２２の輪郭形状に相似する。分割線の数、すなわち、レンズ２２の分割数は任意である。
【００６６】
ここで、図９を参照して、バックライトユニット５１の積層構造について説明する。なお、バックライトユニット５１の機能は、第１の実施形態に係るバックライトユニット５０と同様であるから、助長な説明は省略する。
【００６７】
図９に示すように、バックライトユニット５１は、上から順に、レンズアレイ基板２０、上部電極層２３、絶縁層２４、有機ＥＬ層２５、下部電極層２６、絶縁層２７、を有する。
【００６８】
レンズアレイ基板２０は、第１の実施形態と同様に、互いに所定の間隙を持ってマトリクス状に配置された複数のレンズ２２を上面２１に有する。レンズアレイ基板６は、レンズ部分と基板部分とが一体となっている。
【００６９】
レンズアレイ基板２０は、例えば、２Ｐ法、射出成型法、ゾル・ゲル法又はホットエンボス法等によって成型される。レンズ２２の断面視形状は、図１０で示すデータに基づいて設定される。レンズ２２のレンズ幅は１４０μｍであり、レンズ間距離は１５０μｍである。レンズ２２の構造は上述のとおりである。
【００７０】
上部電極層２３は、レンズアレイ基板２０の下面に、インジウム−スズ酸化層を３０μｍ厚で堆積させることで形成される。
【００７１】
絶縁層２４は、上部電極層２３上に、一般的なコート方法（例えば、スピンコート）に基づいて、ポジ型フォトレジストをコートすることで形成される。
【００７２】
なお、絶縁層２４は、リソグラフィー技術の活用によって、レンズ２２の位置に対応して複数の開口部２８が形成される。
【００７３】
有機ＥＬ層２５は、第１の実施形態と同様の構成であり、絶縁層２４上に真空蒸着法に基づいて形成される。
【００７４】
下部電極層２６は、有機ＥＬ層２５上にアルミニウムを５０ｎｍ堆積させることで形成される。
【００７５】
絶縁層２７は、下部電極層２６上に酸化シリコンを２００ｎｍ堆積させることで形成させる。絶縁層２７の堆積により、バックライトユニット５１の機械的な強度が向上する。
【００７６】
本実施形態に係るバックライトユニット５１は、バックライトユニット５０とは異なり、支持基板を含まない。従って、バックライトユニット５１の薄型化を効果的に実現することができる。
【００７７】
ここで、図１２を参照して、レンズ２２のバリエーションについて説明する。図１２（ａ）に示すように、点線より上側の部分３４、３５で特定される部分はレンズ作用を奏さない。従って、レンズ２２の断面視形状は、図１２（ｂ）に示すような形状であっても良い。すなわち、輪状体３２の内側面は、図１２（ａ）に示すようにレンズアレイ基板の上面７に対して垂直（レンズ２２の光軸に対して平行）に形成される必要はなく、図１２（ｂ）に示すようにレンズアレイ基板の上面７に対してレンズ２２の光軸方向に傾斜する（レンズ２２の光軸に対して非平行）に形成されても良い。なお、輪状体３３の内側面についても輪状体３２と同様の説明が当てはまる。
【００７８】
図１２（ｂ）に示すようにレンズアレイ基板２０を構成すると、図１２（ａ）の場合と比べて相対的に金型から成型部材を取り出すことが容易となり、レンズアレイ基板２０をより簡易に製造することが可能となる。
【００７９】
最後に、図１３を参照して、バックライトユニット５１の製造方法について説明する。
【００８０】
図１３（ａ）に示すように、まず、レンズアレイ基板２０を用意する。
【００８１】
次に、図１３（ｂ）に示すように、レンズアレイ基板２０の一面（レンズ形成面に対向する面）上にインジウム−スズ酸化層を３０μｍ厚で堆積させ、上部電極層２３を形成する。また、上部電極層２３上に、一般的なコート方法（例えば、スピンコート）に基づいて、ポジ型フォトレジストをコートし、絶縁層２４を形成する。
【００８２】
次に、図１３（ｃ）に示すように、リソグラフィー技術の活用によって、レンズ２２の位置に対応して複数の開口部２８を絶縁層２４に形成する。
【００８３】
次に、図１３（ｄ）に示すように、真空蒸着法に基づいて絶縁層２４上に有機ＥＬ層２５を形成する。
【００８４】
次に、図１３（ｅ）に示すように、有機ＥＬ層２５上にアルミニウムを５０ｎｍ堆積させ、下部電極層２６を形成する。
【００８５】
次に、図１３（ｆ）に示すように、下部電極層２６上に酸化シリコンを２００ｎｍ堆積させ、絶縁層２７を形成する。
【００８６】
本実施形態においては、第１の実施形態で説明したものと同様の効果を得ることができる点に加えて、バックライトユニット５１の厚みをさらに薄型化することができる。これによって、携帯電話といった小型な電子機器に搭載される半透過型液晶表示装置に適したバックライトユニットを提供することができる。
【００８７】
本発明の技術的な範囲は上述の説明に限定されない。レンズアレイ基板の上面に配置されるレンズの具体的な形状は上述の実施形態の形状に限定されない。レンチキュラー型のレンズを採用しても良い。レンズの上面視形状は円状に限定されず、例えば方形状であっても良い。バックライトユニットの積層構造は、上述の実施形態におけるものに限定されない。レンズアレイ基板は、基板部分とレンズ部分とを一体に形成させる必要はなく、支持基板にレンズシートを貼り合わせても良い。
【００８８】
バックライトユニットを構成する各層の構成及び製法は任意である。レンズアレイ基板は２Ｐ法以外の方法で作製しても良い。例えば、射出成型、ホットエンボス加工などを用いてレンズアレイ基板を作製しても良い。レンズアレイ基板の構成材料は、ポリカーボネート、アクリル等の樹脂やガラスを用いると良い。レンズアレイ基板は、無機化合物や有機化合物を用いて、例えばゾル・ゲル法で作製しても良い。
【００８９】
なお、レンズアレイ基板は、ポリカーボネート、アクリル等の有機樹脂で構成しても良いが、この場合には、バリア性（外気に対する耐性）をレンズアレイ基板に持たせるために、レンズアレイ基板の少なくとも一面にバリア層を形成すると良い。
【００９０】
これは、バックライトユニットの長寿命化を図るためには、大気中の酸素、水蒸気によるエレクトロルミネッセンス素子に含まれる有機ＥＬ層、電極らの腐食を抑制することが必要だからである。例えば、ポリカーボネートを射出形成して得たレンズアレイ基板に対して、そのレンズ形成面の反対面に二酸化珪素等をスパッタリングにより形成し、これをレンズアレイ基板としても良い。なお、レンズアレイ基板のレンズ形状、基板厚は任意である。
【００９１】
有機ＥＬ層の層構造は、正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層を順に積層したものであっても良い。また、有機ＥＬ層に例示されるエレクトロルミネッセンス層は、無機材料（例えば、ZnS）からなるものであっても良い。また、エレクトロルミネッセンス層は、真空蒸着法のほか、湿式法、印刷法、転写法等を活用しても良い。電極材料の材料は優れた導電性を有していれば良く、他の材料であっても構わない。電極の形成方法は、真空蒸着法のほか、スパッタ法、イオンプレーティング法等の成膜方法を活用しても良い。また、発光領域の設定範囲は任意である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】半透過型液晶表示装置の積層構造を説明するための概略的な模式図である。
【図２】配線層の上面視構成を説明するための概略的な模式図である。
【図３】バックライトユニットの積層構造を説明するための概略的な模式図である。
【図４】レンズ高さと指向性との関係を説明するためのチャートである。
【図５】レンズの構成（断面視形状）を説明するための概略的な説明図である。
【図６】レンズの構成（断面視形状、上面視形状）を説明するための概略的な説明図である。
【図７】球面レンズの構成（断面視形状）を説明するための概略的な説明図である。
【図８】バックライトユニットの製造方法を説明するための説明図である。
【図９】バックライトユニットの積層構造を説明するための概略的な模式図である。
【図１０】レンズの構成（断面視形状）を説明するための概略的な説明図である。
【図１１】レンズの構成（断面視形状、上面視形状）を説明するための概略的な説明図である。
【図１２】レンズの構成（断面視形状）のバリエーションを説明するための概略的な説明図である。
【図１３】バックライトユニットの製造方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００９３】
５０    バックライトユニット
１    支持基板
２    下部電極層
３    絶縁層
４    有機ＥＬ層
５    上部電極層
６    レンズアレイ基板
８    レンズ
９    開口部
１０    内側レンズ面
１１    外側レンズ面
６０    液晶パネル部
６１    偏光層
６２    下部基板
６３    下部配線層
６４    配向膜
６５    液晶層
６６    配向膜
６７    上部配線層
６８    フィルタ層
６９    上部基板
７０    偏光層
７１    スペーサ
７２    透過部
７３    反射部
７４    配線部
５１    バックライトユニット
２０    レンズアレイ基板
２１    上面
２２    レンズ
２３    上部電極層
２４    絶縁層
２５    有機ＥＬ層
２６    下部電極層
２７    絶縁層
２８    開口部
３１    円状体
３２    輪状体
３３    輪状体
【図１】
0004642823.tif 000005
【図２】
0004642823.tif 000006
【図３】
0004642823.tif 000007
【図４】
0004642823.tif 000008
【図５】
0004642823.tif 000009
【図６】
0004642823.tif 000010
【図７】
0004642823.tif 000011
【図８】
0004642823.tif 000012
【図９】
0004642823.tif 000013
【図１０】
0004642823.tif 000014
【図１１】
0004642823.tif 000015
【図１２】
0004642823.tif 000016
【図１３】
0004642823.tif 000017