(57)【要約】【課題】  レンズの位置合わせを簡単に行うことが可能な液晶装置を提供する。【解決手段】  画像表示単位となる複数のサブ画素領域３０と、そのサブ画素領域３０内に配置された反射表示領域Ｒおよび透過表示領域Ｔと、その透過表示領域Ｔにバックライトからの光を集光するレンズ７０と、を備えた液晶装置であって、透過表示領域Ｔは、サブ画素領域３０が並列配置されたＸ方向について、反射表示領域Ｒを介することなく並列配置されていることを特徴とする。【選択図】        図４
2007072043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示単位となる複数のサブ画素領域と、前記サブ画素領域内に配置された反射表示領域および透過表示領域と、各サブ画素領域内の前記透過表示領域に光源光を集光する複数のレンズと、を備えた液晶装置であって、
各サブ画素領域内の前記透過表示領域は、前記サブ画素領域が並列配置された第１方向について、前記反射表示領域を介することなく並列配置されており、前記反射表示領域は前記複数のレンズのうち少なくとも互いに隣接した２つのレンズの境界部を含んだ領域に配置されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記透過表示領域および前記反射表示領域は、前記サブ画素領域内において前記第１方向と交差する第２方向に隣接配置され、
前記反射表示領域は、前記第２方向に隣接する前記レンズの境界部を跨ぐように配置されるとともに、前記第１方向について前記透過表示領域を介することなく並列配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項３】
前記第１方向は、矩形状の前記サブ画素領域の短辺方向であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶装置。
【請求項４】
前記反射表示領域は前記複数のレンズのうち互いに隣接した３つのレンズの境界部を含んだ領域に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の液晶装置。
【請求項５】
前記複数のレンズは、前記サブ画素領域ごとに形成されて、略最密充填配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の液晶装置。
【請求項６】
前記複数のレンズは、前記第１方向に延設されたシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の液晶装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
反射表示と透過表示の２つの表示方式を兼ね備えた、いわゆる半透過反射型の液晶装置が提案されている。この液晶装置は、周囲の明るさに応じて反射表示モードまたは透過表示モードのいずれかの表示方式に切り替えることにより、消費電力を低減しつつ、周囲が暗い場合でも明瞭な表示を行うことができるものである。
【０００３】
図９は従来技術に係る半透過反射型の液晶装置の説明図であり、図９（ａ）は図９（ｂ）のＫ−Ｋ線における平面断面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＪ−Ｊ線における側面断面図である。この液晶装置では、図９（ａ）に示すように、画像表示単位となる複数のサブ画素領域３０が整列配置されている。また図９（ｂ）に示すように、サブ画素領域に対応して下基板１０に反射膜２７が形成されている。その反射膜２７の中央には、光透過用の窓部２８が形成されている。
【０００４】
この液晶装置の反射表示モードでは、上基板２０側から入射した外光９２が液晶層５０を透過して下基板１０の反射膜２７により反射され、再び液晶層５０を透過して上基板２０側から射出することにより表示に寄与する。一方、透過表示モードでは、下基板１０側から入射したバックライト６０の光（光源光）９４が、反射膜の窓部２８および液晶層５０を透過して上基板２０側から出射することにより表示に寄与する。したがって、反射膜２７の形成領域が反射表示領域Ｒとなり、窓部２８の形成領域が透過表示領域Ｔとなっている。
【０００５】
半透過反射型の液晶装置では、光源光の一部のみが窓部２８を透過して表示に寄与し、光源光の残部は、反射膜２７やサブ画素領域間に形成された遮光膜等に吸収されるため、表示に寄与しない。そこで、マイクロレンズ７０を設けることにより、光源光の多くを透過表示領域Ｔに集光する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図９（ａ）に示すように、マイクロレンズ７０はサブ画素領域３０ごとに形成され、その光軸は透過表示領域Ｔの中心に位置合わせされている。
【特許文献１】特開２００２−２５０９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来技術では、長方形状のサブ画素領域３０の略中央に窓部２８が形成されているので、透過表示領域Ｔはサブ画素領域の長辺方向（Ｙ方向）に長く短辺方向（Ｘ方向）に短い長方形状となっている。この透過表示領域Ｔの中心にレンズ７０を位置合わせした場合の、Ｙ方向の位置合わせ誤差分布を示すＹエラーバー７８ｙは、その全体が透過表示領域Ｔの内側に収まっている。しかしながら、Ｘ方向の位置合わせ誤差分布を示すＸエラーバー７８ｘは、その端部が透過表示領域Ｔの外側に外れている。すなわち、透過表示領域Ｔに対するレンズ７０の位置がＸ方向に大きくずれた場合には、光源光を透過表示領域Ｔではなく反射表示領域Ｒに集光させてしまうという問題がある。この問題はレンズ７０の位置合わせを厳密に行うことによって回避できるが、逆に製造プロセスの負担が大きくなるという問題が発生する。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、レンズの位置合わせを簡単に行うことが可能な液晶装置の提供を目的とする。また、表示品質に優れた電子機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る液晶装置は、画像表示単位となる複数のサブ画素領域と、前記サブ画素領域内に配置された反射表示領域および透過表示領域と、各サブ画素領域内の前記透過表示領域に光源光を集光する複数のレンズと、を備えた液晶装置であって、各サブ画素領域内の前記透過表示領域は、前記サブ画素領域が並列配置された第１方向について、前記反射表示領域を介することなく並列配置されており、前記反射表示領域は前記複数のレンズのうち少なくとも互いに隣接した２つのレンズの境界部を含んだ領域に配置されていることを特徴とする。
また、前記透過表示領域および前記反射表示領域は、前記サブ画素領域内において前記第１方向と交差する第２方向に隣接配置され、前記反射表示領域は、前記第２方向に隣接する前記レンズの境界部を跨ぐように配置されるとともに、前記第１方向について前記透過表示領域を介することなく並列配置されていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、透過表示領域の第１方向に反射表示領域が存在しないので、透過表示領域が反射表示領域に囲まれている場合と比べて、透過表示領域は正方形に近くなる。この場合、透過表示領域に対するレンズの位置が第１方向にずれても、光源光を透過表示領域に集光しうる可能性が高くなる。したがって、レンズの位置合わせを簡単に行うことができる。
【００１０】
また前記第１方向は、矩形状の前記サブ画素領域の短辺方向であってもよい。
サブ画素領域がその短辺方向に並列配置されている場合において、透過表示領域が反射表示領域に囲まれていると、透過表示領域の第１方向の長さが特に短くなる。このような場合でも、本発明を適用することにより、第１方向におけるレンズの位置合わせを簡単に行うことができる。
【００１１】
また前記反射表示領域は前記複数のレンズのうち互いに隣接した３つのレンズの境界部を含んだ領域に配置されていることが望ましい。
この構成によれば、ストライプ配列の場合と比べてサブ画素領域が正方形に近くなり、透過表示領域をより正方形に近づけることができる。したがって、レンズの位置合わせを簡単に行うことができる。
【００１２】
また前記複数のレンズは、前記サブ画素領域ごとに形成されて、略最密充填配置されていることが望ましい。
この構成によれば、光源光のほとんど全てを透過表示領域に集光することが可能になり、光源光の利用効率を最大化することができる。
【００１３】
また前記複数のレンズは、前記第１方向に延設されたシリンドリカルレンズであることが望ましい。
この構成によれば、第１方向におけるレンズの位置合わせを極めて容易に行うことが可能であり、また第１方向におけるレンズの位置合わせを不要とすることも可能である。
【００１４】
一方、本発明に係る電子機器は、上述した液晶装置を備えたことを特徴とする。
上述した液晶装置では、位置合わせされたレンズにより光源光を透過表示領域に集光して、輝度を向上させることが可能になる。したがって、表示品質に優れた電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１６】
なお本明細書では、液晶装置の各構成部材における液晶層側を内側と呼び、その反対側を外側と呼ぶことにする。また、画像表示の最小単位となる領域を「サブ画素領域」と呼び、各色カラーフィルタを備えた複数のサブ画素領域の集合を「画素領域」と呼ぶ。また、サブ画素領域の内部において、液晶装置の表示面側から入射する光を利用した表示が可能な領域を「反射表示領域」と呼び、液晶装置の背面側（前記表示面と反対側）から入射する光を利用した表示が可能な領域を「透過表示領域」と呼ぶ。また、「非選択電圧印加時」および「選択電圧印加時」とは、それぞれ「液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧近傍である時」および「液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧に比べて十分高い時」を意味しているものとする。
【００１７】
（第１実施形態）
最初に、本発明の第１実施形態に係る液晶装置につき、図１ないし図４を用いて説明する。第１実施形態の液晶装置は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；以下「ＴＦＴ」という。）素子を採用したアクティブマトリクス型の液晶装置である。また第１実施形態の液晶装置は、サブ画素領域がストライプ配列された半透過反射型の液晶装置である。
【００１８】
図１（ａ）は液晶装置を各構成要素とともにカラーフィルタ基板の側から見た平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＨ−Ｈ’線に沿う側面断面図である。
図１に示すように、本実施形態の液晶装置１００では、ＴＦＴアレイ基板（以下「素子基板」という。）１０と対向基板２０とがシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に液晶層５０が封入されている。シール材５２の外側の周辺回路領域には、データ信号駆動回路１０１および外部回路実装端子１０２が素子基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査信号駆動回路１０４が形成されている。また、対向基板２０の角部においては、素子基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通材１０６が配設されている。
【００１９】
（等価回路）
図２は、ＴＦＴ素子を用いた液晶装置の等価回路図である。液晶装置の画像表示領域には、データ線６ａおよびゲート線３ａが格子状に配置され、両者の交点付近に画像表示単位であるサブ画素領域３０が配置されている。マトリクス状に配置された複数のサブ画素領域３０には、それぞれ画素電極１５が形成されている。その画素電極１５の側方には、当該画素電極１５への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子１３が形成されている。このＴＦＴ素子１３のソースには、データ線６ａが電気的に接続されている。各データ線６ａには画像信号Ｓ１、Ｓ２、‥、Ｓｎが供給される。
【００２０】
またＴＦＴ素子１３のゲートには、ゲート線（走査線）３ａが電気的に接続されている。ゲート線３ａには、所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、‥、Ｇｎが供給される。またＴＦＴ素子１３のドレインには、画素電極１５が電気的に接続されている。そして、ゲート線３ａから供給された走査信号Ｇ１、Ｇ２、‥、Ｇｎにより、スイッチング素子であるＴＦＴ素子１３を一定期間だけオン状態にすると、データ線６ａから供給された画像信号Ｓ１、Ｓ２、‥、Ｓｎが、各画素の液晶に所定のタイミングで書き込まれるようになっている。
【００２１】
液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、‥、Ｓｎは、画素電極１５と後述する共通電極との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。なお、保持された画像信号Ｓ１、Ｓ２、‥、Ｓｎがリークするのを防止するため、画素電極１５と容量線３ｂとの間に蓄積容量７が形成され、液晶容量と並列に配置されている。そして、上記のように液晶に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化する。これにより、液晶に入射した光が変調されて、階調表示が行われるようになっている。
【００２２】
（断面構造、平面構造）
図３は第１実施形態に係る液晶装置の説明図であり、図４のＢ−Ｂ線に沿う側面断面図である。図３に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、光源側に配置された素子基板１０と、観察者側に配置された対向基板２０と、一対の基板１０，２０の間に挟持された液晶層５０とを主体として構成されている。なお観察者側に素子基板１０を配置し、光源側に対向基板２０を配置してもよい。
【００２３】
図３に示すように、素子基板１０は、ガラスやプラスチック、石英等の透光性材料からなる基板本体１１を備えている。その基板本体１１の内側には、上述したデータ線やゲート線、容量線、ＴＦＴ素子等を含む素子形成層１２が配置されている。その素子形成層１２の内側において、画像表示単位となるサブ画素領域の長手方向の一方端部には、アルミニウム等の高反射率の金属材料からなる反射電極（反射膜）１５ｒが形成されている。なお反射電極１５ｒの表面に凹凸を形成すれば、対向基板２０側からの入射光を散乱しつつ反射させることができる。またサブ画素領域の長手方向の残部には、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電性材料からなる透明電極１５ｔが形成されている。これらの反射電極１５ｒおよび透明電極１５ｔが導通接続されて、画素電極１５が形成されている。そして、反射電極１５ｒの形成領域が反射表示領域Ｒとなり、透明電極１５ｔの形成領域が透過表示領域Ｔとなっている。その画素電極１５の表面には、配向膜１９が形成されている。
【００２４】
図４は、図３のＡ−Ａ線における平面断面図である。図４に示すように、第１実施形態では、画像表示単位となる複数のサブ画素領域３０がストライプ配列されている。すなわち、各サブ画素領域３０は長方形状とされ、その短手方向（Ｘ方向、第１方向）および長手方向（Ｙ方向、第２方向）に沿ってマトリクス状に並列配置されている。そのサブ画素領域３０内に、画素電極１５が形成されている。この画素電極１５は、反射電極１５ｒおよび透明電極１５ｔをＹ方向に導通接続して構成されている。すなわち、透過表示領域Ｔおよび反射表示領域Ｒは、サブ画素領域３０内においてＹ方向に隣接配置されている。そのため透過表示領域Ｔは、Ｘ方向について反射表示領域Ｒを介することなく並列配置されている。また反射表示領域Ｒも、Ｘ方向について透過表示領域Ｔを介することなく並列配置されている。
【００２５】
図３に戻り、対向基板２０も、ガラスやプラスチック、石英等の透光性材料からなる基板本体２１を備えている。その基板本体２１の内側には、カラーフィルタ層（以下「ＣＦ層」という。）２２が形成されている。このＣＦ層２２には、異なる色光を透過する複数のカラーフィルタ（着色材層）が配列形成されている。なお異なるカラーフィルタの境界部に、遮光膜を形成してもよい。またＣＦ層２２は素子基板１０に設けてもよい。
【００２６】
図４には、ＲＧＢ３原色光をそれぞれ透過する複数のカラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを、二点差線で示している。各カラーフィルタは、サブ画素領域３０に対応して形成されている。具体的には、同じ色光を透過するカラーフィルタがＹ方向に沿って並列配置され、異なる色光を透過するカラーフィルタがＸ方向に沿って順に並列配置されている。
【００２７】
カラーフィルタは、サブ画素領域内で色度の異なる２種類の領域に区画されている構成とすることが好ましい。具体例を挙げると、透過表示領域Ｔの平面領域に対応して第１の色材領域が設けられ、反射表示領域Ｒの平面領域に対応して第２の色材領域が設けられており、第１の色材領域の色度が、第２の色材領域の色度より大きいものとされている構成を採用できる。また、反射表示領域Ｒの一部に非着色領域を設ける構成としてもよい。このような構成とすることで、カラーフィルタを表示光が１回のみ透過する透過表示領域Ｔと、２回透過する反射表示領域Ｒとの間で表示光の色度が異なるのを防止でき、反射表示と透過表示の見映えを揃えて表示品質を向上させることができる。
【００２８】
図３に戻り、ＣＦ層２２の内側には、反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の厚さを透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の厚さよりも小さくする液晶層厚調整層２４が設けられている。半透過反射型の液晶装置では、反射表示領域Ｒへの入射光は液晶層５０を２回透過するが、透過表示領域Ｔへの入射光は液晶層５０を１回しか透過しない。これにより反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの間で液晶層５０が寄与する偏光変調効果が異なってくるため、透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒで階調表示特性が合わなくなる。そこで液晶層厚調整層２４を設けることにより、マルチギャップ構造が実現されている。具体的には、反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の層厚が透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の層厚の半分程度に設定されて、反射表示領域Ｒおよび透過表示領域Ｔにおける液晶層５０のリタデーションが略同一に設定されている。これにより、反射表示領域Ｒおよび透過表示領域Ｔにおいて均一な画像表示を得ることができるようになっている。
【００２９】
この液晶層厚調整層２４の構成材料として、アクリル樹脂等の電気絶縁性および感光性を有する材料を採用することが望ましい。感光性材料を採用することにより、フォトリソグラフィを用いたパターニングが可能になり、液晶層厚調整層を精度よく形成することができる。この液晶層厚調整層２４は、素子基板１０に設けてもよく、また素子基板１０および対向基板２０の両方に設けてもよい。
【００３０】
液晶層厚調整層２４が形成された対向基板２０の内側の略全面には、ＩＴＯ等の透明導電性材料からなる共通電極２５が形成されている。その共通電極２５の表面には、ポリイミド等からなる配向膜２９が形成されている。また素子基板１０に形成された画素電極１５の表面にも、ポリイミド等からなる配向膜１９が形成されている。これらの配向膜１９，２９には、所定方向にラビング処理が施されている。さらに、液晶層５０の厚さ（セルギャップ）を規制するため、フォトスペーサ５９が形成されている。
【００３１】
そして、素子基板１０と対向基板２０との間には、液晶層５０が挟持されている。この液晶層５０を構成する液晶材料として、非選択電圧印加時には配向膜に対して水平に配向し、選択電圧印加時には配向膜に対して垂直に（すなわち、電界方向と平行に）配向する、誘電率異方性が正のポジ型液晶材料を採用することができる。この場合、例えば液晶層をＴＮ（Twisted Nematic）モード等で動作させ、液晶装置をノーマリーホワイトモードで動作させればよい。
【００３２】
なお液晶材料として、非選択電圧印加時には配向膜に対して垂直に配向し、選択電圧印加時には配向膜に対して平行に（すなわち、電界方向と垂直に）配向する、誘電率異方性が負のネガ型液晶材料を採用することも可能である。この場合には、液晶層をＶＡＮ（Vertically-Aligned Nematic）モードで動作させ、液晶装置をノーマリーブラックモードで動作させればよい。なおネガ型液晶材料を採用する場合には、画素電極１５にスリットを形成して複数のサブドットに分割するとともに、各サブドットの中央に相当する共通電極２５上の位置に突起等の配向規制手段を設けることが望ましい。これにより、液晶分子のダイレクタの方向を同時に複数発生させることが可能になり、視野角の広い液晶装置を提供することができる。
【００３３】
一方、一対の基板１０，２０の外側には、それぞれ偏光板３６，３７が設けられている。これらの偏光板３６，３７は、特定方向に振動する直線偏光のみを透過させるものである。
なお偏光板３６および偏光板３７の内側に、必要に応じて位相差板３１および位相差板３２を配置してもよい。位相差板３１，３２として、可視光の波長に対して略１／４波長の位相差を持つλ／４板を使用すれば、偏光板３６，３７とともに円偏光板を構成することができる。またλ／２板およびλ／４板を組み合わせて使用すれば、広帯域円偏光板を構成することができる。
【００３４】
さらに、素子基板１０の外面側にあたる液晶セルの外側には、光源、リフレクタ、導光板などを有するバックライト（照明手段）６０が設置されている。
【００３５】
（マイクロレンズ）
バックライト６０からの光（光源光）の一部は、反射電極１５ｒの非形成領域（透明電極１５ｔの形成領域）を透過して表示に寄与する。しかしながら、光源光の残部は、素子形成層１２に形成されたＴＦＴ素子等に入射して吸収され、表示に寄与しない。そのため、光源光の利用効率の向上が望まれている。
【００３６】
そこで、本実施形態の液晶装置は、バックライト６０からの光を透過表示領域Ｔに集光する複数のマイクロレンズ（以下「レンズ」という。）７０を備えている。このレンズ７０は、バックライト６０と透明電極１５ｔとの間に配置されている。なおレンズ７０と透明電極１５ｔとの距離が短いと、レンズ７０の焦点距離を短くする必要があり、レンズ７０の厚肉化を招くことになる。そこで、レンズ７０を基板本体１１の外側に配置して、透明電極１５ｔとの距離を確保することにより、レンズ７０の厚肉化を防止している。なおレンズ７０は、偏光板３６および位相差板３１の内側に配置されていてもよく、外側に配置されていてもよい。
【００３７】
レンズ７０は、円柱をその中心軸と平行に切断した形状（半円柱状、かまぼこ状）の、シリンドリカルレンズである。本実施形態では、複数のシリンドリカルレンズ７０がその幅方向に並列配置された状態で一体成形されている。このレンズ７０は、熱可塑性樹脂を使用してプレス成形する方法や、感光性樹脂を使用してフォトリソグラフィにより成形する方法、樹脂材料の液滴を連続吐出して成形する方法等によって製造することが可能である。なおレンズ７０は、基板本体１１の外面に直接形成してもよく、別体のレンズシートを基板本体１１の外面に貼り付けて形成してもよい。
【００３８】
図４に示すように、各シリンドリカルレンズ７０は、その長手方向をＸ方向に一致させ、その幅方向をＹ方向に一致させて配置されている。なお各サブ画素領域３０の反射表示領域Ｒは、Ｙ方向に隣接するレンズ７０の境界部を跨ぐように配置されている。
図３に示すように、バックライト６０からの光を透過表示領域Ｔに集光するため、各レンズ７０の光軸は透過表示領域ＴのＹ方向の略中央に位置合わせされている。しかしながら、製造工程では不可避的に位置合わせの誤差が発生する。
【００３９】
この点、図９に示す従来技術では、長方形状のサブ画素領域３０の中央に反射膜の窓部２８が形成され、透過表示領域Ｔが反射表示領域Ｒに囲まれているので、透過表示領域ＴはＹ方向に長くＸ方向に短い長方形状となっている。この透過表示領域Ｔの中心にレンズ７０を位置合わせした場合の、Ｙ方向の位置合わせ誤差分布を示すＹエラーバー７８ｙは、その全体が透過表示領域Ｔの内側に収まっている。しかしながら、Ｘ方向の位置合わせ誤差分布を示すＸエラーバー７８ｘは、その端部が透過表示領域Ｔの外側に外れている。すなわち、透過表示領域Ｔに対するレンズ７０の位置がＸ方向に大きくずれた場合には、光源光を透過表示領域Ｔではなく反射表示領域Ｒに集光させてしまうという問題がある。この問題はレンズ７０の位置合わせを厳密に行うことによって回避できるが、逆に製造プロセスの負担が大きくなるという問題が発生する。
【００４０】
これに対して、図４に示す本実施形態では、透過表示領域Ｔが、Ｘ方向について反射表示領域Ｒを介することなく並列配置されている。すなわち、透過表示領域Ｔが反射表示領域Ｒに囲まれていないので、透過表示領域のＸ方向に反射表示領域が存在しない。そのため、透過表示領域Ｔが反射表示領域Ｒに囲まれている場合と透過開口率を同等にすれば、透過表示領域Ｔは正方形に近くなる。この透過表示領域Ｔに対してレンズ７０を位置合わせすると、Ｙエラーバー７８ｙの全体が透過表示領域Ｔの内側に収まるとともに、Ｘエラーバー７８ｘの全体も透過表示領域Ｔの内側に収まることになる。すなわち、透過表示領域Ｔに対するレンズ７０の位置がＸ方向にずれても、光源光を透過表示領域Ｔに集光しうることになる。したがって、Ｘ方向におけるレンズ７０の位置あわせを容易に行うことができる。なお第１実施形態では、Ｘ方向に延びるシリンドリカルレンズを採用しているので、Ｘ方向におけるレンズ７０の位置合わせを極めて容易に行うことが可能であり、またＸ方向におけるレンズ７０の位置合わせを不要とすることも可能である。その結果、光源光を確実に透過表示領域Ｔに集光することが可能になり、液晶装置の輝度を向上させることができる。
【００４１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る液晶装置につき、図５ないし図７を用いて説明する。第２実施形態の液晶装置は、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin Film Diode；以下「ＴＦＤ」という。）素子を採用したアクティブマトリクス型の液晶装置である。また第２実施形態の液晶装置は、サブ画素領域がデルタ配列された、半透過反射型の液晶装置である。なお、第１実施形態と同様の構成となる部分については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４２】
（等価回路）
図５は、第２実施形態に係る液晶装置の等価回路図である。この液晶装置１００には、走査信号駆動回路１０４により駆動される複数の走査線９と、データ信号駆動回路１０１により駆動される複数のデータ線８とが格子状に配置され、両者の交点付近には画像表示単位であるサブ画素領域３０が配置されている。マトリクス状に配置された複数のサブ画素領域３０には、ＴＦＤ素子１３および液晶表示要素（液晶層）５０が配置されている。これらの各ＴＦＤ素子１３および各液晶層５０は、各走査線９と各データ線８との間に直列接続されている。
【００４３】
（断面構造）
図６は第２実施形態に係る液晶装置の説明図であり、図７のＦ−Ｆ線に沿う側面断面図である。図６に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、観察者側に配置された素子基板１０と、光源側に配置された対向基板２０と、一対の基板１０，２０の間に挟持された液晶層５０とを主体として構成されている。なお観察者側に対向基板２０を配置し、光源側に素子基板１０を配置してもよい。
【００４４】
図７は、図６のＥ−Ｅ線における底面断面図である。なお図７では、素子基板に形成された画素電極１５やＴＦＤ素子１３、データ線８等を二点差線で示している。図７に示すように、第２実施形態では、画像表示単位となる複数のサブ画素領域３０がデルタ配列されている。すなわち、各サブ画素領域３０は長方形状とされ、その短手方向（Ｘ方向、第１方向）に並列配置されるとともに、長手方向（Ｙ方向、第２方向）に隣接するサブ画素領域３０は相互にＸ方向に半ピッチずれた状態で配置されている。そのサブ画素領域３０内に、ＩＴＯ等の透明導電性材料からなる略長方形状の画素電極１５が形成されている。各画素電極１５のＸ方向の外側には、データ線８がＹ方向に延設されている。そして、各画素電極１５がＴＦＤ素子１３を介してデータ線８に接続されている。
【００４５】
図６に示すように、対向基板２０の基板本体２１の内側（図示上側）において、サブ画素領域の長手方向の一方端部には、アルミニウム等の高反射率の金属材料からなる反射膜２７が形成されている。その反射膜２７を覆うように、異なる色光を透過する複数のカラーフィルタを備えたＣＦ層２２が形成されている。なおＣＦ層２２は、素子基板１０に設けてもよい。
【００４６】
図７に示すように、反射膜２７は、Ｘ方向に並列配置されたサブ画素領域３０を連通するように、Ｘ方向に延設されている。そのため、反射膜２７の形成領域と画素電極１５の形成領域との重畳部分である反射表示領域Ｒは、Ｘ方向につき透過表示領域Ｔを介することなく並列配置されている。また反射膜２７の非形成領域と画素電極１５の形成領域との重畳部分である透過表示領域Ｔも、Ｘ方向につき反射表示領域Ｒを介することなく並列配置されている。さらに、ＲＧＢ３原色光をそれぞれ透過する複数のカラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが、各サブ画素領域３０に対応して形成されている。本実施形態では、デルタ状に隣接する３個のサブ画素領域３０に、３色のカラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが割り当てられている。
【００４７】
図６に戻り、ＣＦ層２２の内側には、反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の厚さを透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の厚さよりも小さくする液晶層厚調整層２４が設けられている。その液晶層厚調整層２４が形成された対向基板２０の内側には、帯状電極２５が形成されている。この帯状電極２５は、上述した走査線として機能するものであり、前記素子基板１０のデータ線８と交差する方向に延在している。なお対向基板２０の帯状電極２５をデータ線として機能させ、素子基板１０のデータ線を走査線として機能させてもよい。
【００４８】
その帯状電極２５および突起の表面には、ポリイミド等からなる配向膜２９が形成されている。また素子基板１０に形成された画素電極１５の表面にも、ポリイミド等からなる配向膜１９が形成されている。これらの配向膜１９，２９には、所定方向にラビング処理が施されている。そして、素子基板１０と対向基板２０との間には、誘電率異方性が正のポジ型液晶材料からなる液晶層５０が挟持されている。なお液晶材料として、誘電率異方性が負のネガ型液晶材料を採用することも可能である。
【００４９】
（マイクロレンズ）
第２実施形態の液晶装置でも、バックライト６０からの光源光を透過表示領域Ｔに集光するため、複数のマイクロレンズ（以下「レンズ」という。）７０が形成されている。このレンズ７０は、第１実施形態と同様に、バックライト６０と反射膜２７との間に配置されている。特に、レンズ７０を基板本体２１の外側に配置して、反射膜２７との距離を確保することにより、レンズ７０の厚肉化を防止している。なお第２実施形態の複数のレンズ７０も、第１実施形態と同様の方法により一体成形されている。
【００５０】
図７に示すように、レンズ７０は、長方形状のサブ画素領域３０に対応して長円形状に形成されている。このレンズ７０は、長軸方向をＹ方向に一致させ、短軸方向をＸ方向に一致させて配置されている。すなわち、レンズ７０はＸ方向の曲率半径とＹ方向の曲率半径とが異なる非球面平凸レンズであり、Ｘ方向の曲率半径はＹ方向の曲率半径より小さくなっている。そして、複数のレンズ７０が最密充填配置されている。なお各サブ画素領域の反射表示領域Ｒは、複数のレンズのうち互いに隣接した３つのレンズの境界部を含んだ領域に配置されている。
【００５１】
ところで、図４に示す第１実施形態のシリンドリカルレンズは、光源光をＹ方向のみに集光しＸ方向には集光しないので、透過表示領域Ｔだけでなく、そのＸ方向の隣接領域にも光源光が照射されることになる。この隣接領域に照射された光源光は表示に寄与しないので、光源光の利用効率の向上に限界がある。この点、図７に示す第２実施形態の長円形状レンズは、ＸＹ両方向について光源光を集光するので、透過表示領域Ｔのみに光源光を照射することが可能になる。しかも、複数のレンズ７０が最密充填配置されているので、光源光のほとんど全てを透過表示領域Ｔに集光することが可能になる。したがって、光源光の利用効率を最大化することができる。
【００５２】
図６に示すように、バックライト６０からの光を透過表示領域Ｔに集光するため、各レンズ７０の光軸は透過表示領域Ｔの略中央に位置合わせされている。しかしながら、製造工程では不可避的に位置合わせの誤差が発生する。
【００５３】
これに対して、図７に示す第２実施形態では、透過表示領域ＴがＸ方向について反射表示領域Ｒを介することなく並列配置されている。そのため、透過表示領域Ｔが反射表示領域Ｒに囲まれている場合と透過開口率を同等にすれば、透過表示領域Ｔは正方形に近くなる。特に本実施形態では、各サブ画素領域がデルタ配列されているので、ストライプ配列の場合と比べてサブ画素領域が正方形に近くなり、透過表示領域Ｔをより正方形に近づけることができる。この透過表示領域Ｔに対してレンズ７０を位置合わせすると、Ｙエラーバー７８ｙの全体が透過表示領域Ｔの内側に収まるとともに、Ｘエラーバー７８ｘの全体も透過表示領域Ｔの内側に収まることになる。したがって、Ｘ方向におけるレンズ７０の位置あわせを容易に行うことができる。その結果、光源光を確実に透過表示領域Ｔに集光することが可能になり、液晶装置の輝度を向上させることができる。
【００５４】
（電子機器）
図８は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。図８に示す携帯電話１３００は、本発明の液晶装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。本発明の液晶装置では、光源光を透過表示領域に集光して輝度を向上させることができるので、表示品質に優れた携帯電話１３００を提供することができる。
【００５５】
上記各実施の形態の表示装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、明るく、高コントラストの表示が可能になっている。
【００５６】
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】液晶装置の平面図および側面断面図である。
【図２】ＴＦＴ素子を用いた液晶装置の等価回路図である。
【図３】第１実施形態に係る液晶装置の側面断面図である。
【図４】第１実施形態に係る液晶装置の平面断面図である。
【図５】ＴＦＤ素子を用いた液晶装置の等価回路図である。
【図６】第２実施形態に係る液晶装置の側面断面図である。
【図７】第２実施形態に係る液晶装置の平面断面図である。
【図８】携帯電話の斜視図である。
【図９】従来技術に係る液晶装置の平面断面図および側面断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
Ｒ‥反射表示領域  Ｔ‥透過表示領域  ３０‥サブ画素領域  ６０‥バックライト（光源）  ７０‥レンズ  １００‥液晶装置  １３００‥電子機器
【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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