(57)【要約】【課題】  照明装置の出射光を液晶層に面内で均一に照射することにより液晶表示装置の表示を均一にする。【解決手段】  液晶層１２へ光を供給する光出射面１４ｂを有した照明装置３と、液晶層１２と照明装置３との間に配置され光を集光する複数のマイクロレンズ１５とを有する液晶表示装置である。照明装置３は光出射面１４ｂに輝度が異なる複数の光出射領域を有し、複数のマイクロレンズ１５の個々の集光特性は、照明装置３の各光出射領域における輝度に対応して異なっている。照明装置３において複数の光出射領域から出射された輝度が異なる光を、集光特性が互いに異なる複数のマイクロレンズ１５によって平面内で輝度が均一な光にすることができる。これにより、輝度が均一な光を液晶層１２に供給できるので、液晶表示装置の表示を均一にできる。【選択図】        図２
2007071939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層と、
該液晶層へ光を供給する光出射面を有した照明手段と、
前記液晶層と前記照明手段との間に配置され光を集光する複数のマイクロレンズとを有し、
前記照明手段は前記光出射面に輝度が異なる複数の光出射領域を有し、
前記複数のマイクロレンズの個々の集光特性は、前記照明手段の各光出射領域における輝度に対応して異なっている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の液晶表示装置において、前記照明手段の前記光出射面は、所定の輝度を有する光出射領域と該所定の輝度よりも高い（又は低い）輝度を有する光出射領域とを有し、前記所定の輝度よりも高い（又は低い）輝度を有する光出射領域に対応して配置されたマイクロレンズの集光特性は、前記所定の輝度を有する光出射領域に対応して配置されたマイクロレンズの集光特性より低く（又は高く）設定されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の液晶表示装置において、前記照明手段は、光源と、該光源で発光した光を面状に出射する光に変換する導光体とを有し、前記導光体の前記光出射面から出射された光を前記液晶層へ供給することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項３記載の液晶表示装置において、前記導光体における前記光源に近い前記光出射領域は高輝度領域であり、前記導光体における前記光源から遠い前記光出射領域は低輝度領域であり、前記高輝度領域に対応する前記マイクロレンズは集光効率が低く、前記低輝度領域に対応する前記マイクロレンズは集光効率が高いことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４記載の液晶表示装置において、前記光源は点状光源であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の液晶表示装置において、前記液晶層が設けられた面内には表示の最小単位であるサブ画素が複数並べて設けられ、前記複数のマイクロレンズは、それぞれが前記サブ画素に対応した位置に設けられることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の液晶表示装置において、前記複数のマイクロレンズは、当該マイクロレンズの厚さ及び／又は幅を変えることによって、前記照明手段から出射された光の集光特性を変えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の液晶表示装置において、前記複数のマイクロレンズは、中央部が厚く周縁に行くに従って薄くなる形状を有した凸レンズであり、該凸レンズは凸部を前記照明手段に対向させて設けられることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の液晶表示装置において、前記複数のマイクロレンズは、中央部が薄く周縁に行くに従って厚くなる形状を有した凹レンズであり、該凹レンズは凹部を前記照明手段に対向させて設けられることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の液晶表示装置において、前記複数のマイクロレンズは、その断面が左右非対称の形状を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載の液晶表示装置において、前記サブ画素内には、前記照明手段からの光を用いて透過型表示を行う透過表示領域と、反射光を用いて反射型表示を行う反射表示領域とが設けられ、前記複数のマイクロレンズは、前記照明手段からの光を前記透過表示領域に集光することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載の液晶表示装置において、前記サブ画素内には、反射光を用いて反射型表示を行う反射表示領域は設けられずに前記照明手段からの光を用いて表示を行う透過表示領域が設けられ、前記複数のマイクロレンズは前記照明手段からの光を前記透過表示領域内に集光することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか１つに記載の液晶表示装置を有す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、液晶を用いて光を制御する液晶表示装置に関する。また、本発明は、その液晶表示装置を用いて構成する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯電話機、携帯情報端末機といった各種の電子機器では、当該電子機器に関する各種の情報を視覚的に表示するための表示部として、例えば、液晶表示装置が用いられている。このような液晶表示装置として、例えば、それぞれが電極を有する一対の基板と、それらの基板間に設けられた液晶層と、当該液晶層に光を供給する照明装置とを有した構成のものがある。このような液晶表示装置では、例えば、照明装置によって液晶層に光を供給すると共に、液晶層に印加される電圧を表示の最小単位であるサブ画素ごとに制御することにより液晶分子の配向をサブ画素ごとに制御する。このような液晶表示装置では、複数個のサブ画素を平面内でマトリクス状に並べることにより有効表示領域を形成し、その有効表示領域内に文字、数字、図形等といった像が表示される。
【０００３】
上記のような構成の液晶表示装置において、従来、サブ画素に平面的に対応した位置にマイクロレンズを設けた構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このマイクロレンズは複数のサブ画素の個々に対応して設けられている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２３５７３８号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示された液晶表示装置では、サブ画素ごとに配置されたマイクロレンズは、有効表示領域内において全てが等しい形状に形成されている。それ故、この液晶表示装置では表示領域の全域でマイクロレンズが等しい集光特性を有している。一方、照明装置に関しては領域によって発せられる光の輝度に差が生じること、すなわち、照明装置の発光面に輝度分布が生じることがある。このように、輝度が異なる光は、集光特性が均一である複数のマイクロレンズによって集光されて液晶表示装置内の液晶層に面状に供給されるため、液晶層に供給される光に関しても領域によって輝度に差が生じることがあった。その結果、従来の液晶表示装置では、有効表示領域内に表示される表示の輝度にむらが生じるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、照明手段の光を液晶層に均一に照射することにより液晶表示装置及び電子機器の表示を均一にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る液晶表示装置は、液晶層と、該液晶層へ光を供給する光出射面を有した照明手段と、前記液晶層と前記照明手段との間に配置され光を集光する複数のマイクロレンズとを有し、前記照明手段は前記光出射面に輝度が異なる複数の光出射領域を有し、前記複数のマイクロレンズの個々の集光特性は、前記照明手段の各光出射領域における輝度に対応して異なっていることを特徴とする。
【０００８】
上記の液晶表示装置では、照明手段の各光出射領域における輝度に対応してマイクロレンズの個々の集光特性を異ならせた。例えば、照明手段の光出射領域のうち輝度が低い領域では、マイクロレンズの集光効率を高く設定することにより、この光出射領域に対応する液晶層の領域に、照明手段から出射される光に比べて高い輝度の光を供給することができる。他方、照明手段の光出射領域のうち輝度が高い領域では、マイクロレンズの集光効率を低く設定することにより、この光出射領域に対応する液晶層の領域に、マイクロレンズの集光効率を高く設定した領域に比べて低い輝度の光を供給することができる。このようにして、照明手段において複数の光出射領域から出射された輝度が異なる光を、集光特性が互いに異なる複数のマイクロレンズによって平面内で輝度が均一な光にすることができる。これにより、輝度が均一な面状の光を液晶層に供給できるので、液晶表示装置の表示を均一にできる。
【０００９】
次に、本発明に係る液晶表示装置において、前記照明手段は、光源と、該光源で発光した光を面状に出射する光に変換する導光体とを有し、前記導光体の前記光出射面から出射された光を前記液晶層へ供給することが望ましい。ここで光源としては、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等といった点状光源や、冷陰極管等といった線状光源を用いることができる。これらの光源から発光した光を導光体において面状の光に変換する場合には、例えば、光源が光を出射できる範囲や導光体の形状等に起因して面状の光の輝度にムラが生じることが考えられる。本発明に係る液晶表示装置は導光体から出射された面状の光の輝度にムラが生じても、その面状の光の輝度を集光特性が互いに異なる複数のマイクロレンズによって均一にできるので、液晶層に輝度が均一な面状の光を供給できる。
【００１０】
次に、本発明に係る液晶表示装置において、前記導光体における前記光源に近い前記光出射領域は高輝度領域であり、前記導光体における前記光源から遠い前記光出射領域は低輝度領域であり、前記高輝度領域に対応する前記マイクロレンズは集光効率が低く、前記低輝度領域に対応する前記マイクロレンズは集光効率が高いことが望ましい。このように低輝度領域に対応するマイクロレンズの集光効率を高くすることにより、この低輝度領域に対応する液晶層の領域に、照明手段から出射される光に比べて高い輝度の光を供給することができる。他方、高輝度領域に対応するマイクロレンズの集光効率を低くすることにより、この高輝度領域に対応する液晶層の領域に、マイクロレンズの集光効率を高くした領域に比べて低い輝度の光を供給することができる。このようにして、照明手段の導光体において複数の光出射領域から出射された輝度が異なる光を、集光特性が互いに異なる複数のマイクロレンズによって平面内で輝度が均一な光にすることができる。これにより、輝度が均一な面状の光を液晶層に供給できるので、液晶表示装置の表示を均一にできる。
【００１１】
次に、本発明に係る液晶表示装置において、前記光源は点状光源であることが望ましい。点状光源は所定の角度に光を出射できる光源である。この点状光源は、通常、１つの導光体に対して複数個設けることにより、点状光源からの光を導光体の全域に出射できるようにしている。しかしながら、仮に、個々の点状光源の輝度に差が生じたり、導光体に対する点状光源の位置がずれたりすると、導光体から出射される面状の光の輝度にムラが生じ易くなるおそれがある。このように点状光源を用いた液晶表示装置に本発明を適用すれば、導光体から出射された面状の光の輝度にムラが生じても、集光特性が互いに異なる複数のマイクロレンズによって面状の光の輝度を均一にできるので、液晶層に均一な輝度の面状の光を供給できる。
【００１２】
次に、本発明に係る液晶表示装置において、前記液晶層が設けられた面内には表示の最小単位であるサブ画素が複数並べて設けられ、前記複数のマイクロレンズは、それぞれが前記サブ画素に対応した位置に設けられることが望ましい。こうすれば、サブ画素ごとに光の集光特性を変えることができるので、液晶層に供給する光の輝度の変化を細かく調節できる。これにより、液晶層に供給する光の輝度をより確実に均一にできる。
【００１３】
次に、本発明に係る液晶表示装置において、前記複数のマイクロレンズは、当該マイクロレンズの厚さ及び／又は幅を変えることによって、前記照明手段から出射された光の集光特性を変えることが望ましい。ここでいうマイクロレンズの厚さとは、マイクロレンズを通過する光の進行方向の厚さである。また、マイクロレンズの幅とは、マイクロレンズを通過する光の進行方向に対して直角方向の幅である。これらのマイクロレンズの厚さ及び／又は幅を変えることにより、マイクロレンズの表面の曲率を変化させることができる。こうすれば、マイクロレンズの集光特性を所望の特性に設定できる。
【００１４】
次に、本発明に係る液晶表示装置において、前記複数のマイクロレンズは、中央部が厚く周縁に行くに従って薄くなる形状を有した凸レンズとすることができる。そしてこの凸レンズは凸部を前記照明手段に対向させて設けることができる。また、前記複数のマイクロレンズは、中央部が薄く周縁に行くに従って厚くなる形状を有した凹レンズとすることもできる。そしてこの凹レンズは凹部を前記照明手段に対向させて設けられることができる。マイクロレンズが凸レンズ又は凹レンズのいずれの形状であっても、照明手段から出射された光を集光してその光を液晶層に供給できる。
【００１５】
次に、本発明に係る液晶表示装置において、前記複数のマイクロレンズは、その断面が左右非対称の形状を有することが望ましい。照明手段から出射される光は、マイクロレンズに対して多方向から入射することが考えられる。例えば、あるマイクロレンズから離れた光出射領域から強い輝度の光が入射する場合が考えられる。このような場合には、マイクロレンズの断面を左右非対称にすることにより、例えば、強い輝度の光が入射する方向における集光効率を上げればその光を効率良く利用できる。
【００１６】
次に、本発明に係る液晶表示装置において、前記サブ画素内には、反射光を用いて反射型表示を行う反射表示領域は設けられずに前記照明手段からの光を用いて表示を行う透過表示領域が設けられ、前記複数のマイクロレンズは前記照明手段からの光を前記透過表示領域内に集光することが望ましい。この構成の液晶表示装置は、いわゆる透過型の液晶表示装置である。この透過型液晶表示装置では、一部の外部光を照明手段によって反射させて、いわゆるリサイクル光として表示に利用することも考えられるが、主に照明手段からの光を利用して表示を行うものである。そのため、照明手段から出射された光の輝度をマイクロレンズを用いて均一にすれば、液晶表示装置によって行われる表示の輝度をより確実に均一にできる。
【００１７】
次に、本発明に係る液晶表示装置において、前記サブ画素内には、前記照明手段からの光を用いて透過型表示を行う透過表示領域と、反射光を用いて反射型表示を行う反射表示領域とが設けられ、前記複数のマイクロレンズは、前記照明手段からの光を前記透過表示領域に集光することが望ましい。この構成の液晶表示装置は、いわゆる半透過反射型の液晶表示装置である。この半透過反射型液晶表示装置においても、照明手段から出射された光の輝度をマイクロレンズを用いて均一にすれば、液晶表示装置によって行われる表示の輝度をより確実に均一にできる。
【００１８】
また、この半透過反射型液晶表示装置では、外部光等を反射して表示を行う反射型表示と、照明手段から出射された光を透過して表示を行う透過型表示との両方の表示を行うことができる。しかしながら、この場合には、サブ画素内に反射表示領域と透過表示領域とが設けられるので、透過型液晶表示装置に比べて透過表示領域が狭くなることが考えられる。また、半透過反射型液晶表示装置では、いわゆる１／４波長板等といった位相差板を用いることがある。この場合には、外部光が位相差板を通って照明手段で反射する前と照明手段で反射して位相差板を通った後とで位相が変わるため、反射した外部光が偏光板を通過できなくなる。このため、外部光を反射させてリサイクル光として表示に利用することが透過型表示装置に比べて難しくなる。
【００１９】
以上のように、半透過反射型の液晶表示装置では透過表示領域が狭くなり、しかも照明手段の表面で反射する光をリサイクルすることが難しいので、半透過反射型液晶表示装置に関しては透過型表示において表示の輝度が十分に得られないおそれがある。本発明に係る液晶表示装置では、照明手段から出射された光をマイクロレンズによって透過表示領域に効率良く集光できるので、本発明を半透過反射型液晶表示装置に適用すれば、半透過反射型液晶表示装置における透過型表示において十分な輝度の表示を行うことができる。
【００２０】
次に、本発明に係る電子機器は、以上に記載した構成の液晶表示装置を有することを特徴とする。本発明に係る液晶表示装置は、照明手段の光出射領域の輝度の変化に対応してマイクロレンズの個々の集光特性を異ならせることにより、輝度が均一な面状の光を液晶層に照射できるので、液晶表示装置の表示の輝度を均一にできる。従って、本発明に係る液晶表示装置を用いた電子機器においても、その表示の輝度を均一にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（液晶表示装置の第１実施形態）
以下、本発明に係る液晶装置をその一実施形態を挙げて説明する。なお、本発明がこの実施形態に限定されるものでないことは、もちろんである。また、これ以降の説明では図面を用いて各種の構造を例示するが、これらの図面に示される構造は特徴的な部分を分かり易く示すために実際の構造に対して寸法を異ならせて示す場合がある。本実施形態は、スイッチング素子として３端子型のスイッチング素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶装置に本発明を適用するものである。
【００２２】
図１は、本発明に係る液晶装置の一実施形態を示している。図２は、図１のＺ１−Ｚ１線に従った側面断面図である。図３は、図１の液晶表示装置における１つの画素部分を拡大して平面的に示す図である。図４は、図３のＺ２−Ｚ２線に従ってサブ画素の長手側の断面構造、すなわち図２の矢印Ｂで示す部分を示している。
【００２３】
図１において、液晶表示装置１は、液晶パネル２と、この液晶パネル２に付設された照明手段としての照明装置３とを有する。液晶パネル２にはＦＰＣ（Flexible Printed Circuit：可撓性プリント回路）基板４が接続されている。この液晶表示装置１に関しては矢印Ａが描かれた側が観察側であり、上記の照明装置３は液晶パネル２に関して観察側と反対側に配置されてバックライトとして機能する。
【００２４】
液晶パネル２は、長方形又は正方形で環状のシール材６によって互いに貼り合わされた一対の基板７及び８を有する。基板７はスイッチング素子が形成される素子基板である。また、基板８はカラーフィルタが形成されるカラーフィルタ基板である。シール材６は図２に示すように素子基板７とカラーフィルタ基板８との間に間隙、いわゆるセルギャップＧを形成する。シール材６は図１に示すようにその一部に液晶注入口６ａを有し、この液晶注入口６ａを介して素子基板７とカラーフィルタ基板８との間に電気光学物質としての液晶が注入される。注入された液晶は図２に示すようにセルギャップＧ内で液晶層１２を形成する。図１の液晶注入口６ａは液晶の注入が完了した後に樹脂によって封止される。液晶の注入方法としては、上記のような液晶注入口６ａを通して行う方法以外に、液晶注入口を持たない連続する環状のシール材６によって囲まれる領域内に液晶滴を供給する方法も採用できる。
【００２５】
図２において、セルギャップＧの間隔、従って液晶層１２の層厚は、セルギャップＧ内に設けられる複数のスペーサ（図示せず）によって一定に維持される。このスペーサは、複数の球状の樹脂部材を素子基板７又はカラーフィルタ基板８の表面上にランダム（すなわち、無秩序）に置くことによって形成できる。また、スペーサは、フォトリソグラフィ処理によって所定の位置に柱状に形成することもできる。
【００２６】
図１において、照明装置３は、光源としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）１３と、導光体１４とを有する。光源としては、ＬＥＤのような点状光源以外に、冷陰極管のような線状光源を用いることもできる。導光体１４は、例えば、透光性を有する樹脂を材料とする成形加工によって形成され、ＬＥＤ１３に対向する側面が光入射面１４ａであり、液晶パネル２に対向する面が光出射面１４ｂである。
【００２７】
光出射面１４ｂの全面には、図２に示すように、断面が略楔形状を有したプリズム１７が複数設けられている。このプリズム１７は、例えば、導光体１４を成形加工する際に光出射面１４ｂに同時に形成できる。また、このプリズム１７は、表面にプリズムを設けた光学シート（いわゆる、プリズムシート）を光出射面１４ｂ上に貼り付けることにより設けることもできる。光出射面１４ｂに設けられたプリズム１７は、導光体１４から出射する光を所定の方向、本実施形態では光出射面１４ｂに対向する液晶パネル２の面の方向に向けるように作用する。なお、光出射面１４ｂには、必要に応じて光拡散シート等といった光学シート（図示せず）を設けることもできる。また、矢印Ａで示す観察側から見て導光体１４の背面には、必要に応じて、光反射層１６が設けられる。
【００２８】
素子基板７は、図２において、第１の透光性の基板７ａを有する。この第１透光性基板７ａは、例えば、透光性のガラス、透光性のプラスチック等によって形成される。この第１透光性基板７ａの外側表面には偏光板１８ａ及び位相差板１９ａが、例えば、貼着によって装着される。必要に応じて、偏光板１８ａ及び位相差板１９ａ以外の光学要素を付加的に設けることもできる。偏光板１８ａの外側には透光性の基材１１が設けられ、その基材１１の外側表面に複数のマイクロレンズ１５が設けられている。このマイクロレンズ１５に関しては後に詳しく説明する。
【００２９】
他方、第１透光性基板７ａの内側表面には、矢印Ｂで示す部分の拡大図である図４にも示すように、信号線としてのソース電極線２０が列方向Ｙ（すなわち、左右方向）に延びている。また、同じく信号線としてのゲート電極線２１が行方向Ｘ（すなわち、紙面垂直方向）に延びている。そして、スイッチング素子として機能するアクティブ素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子３１がソース電極線２０及びゲート電極線２１に接続して形成されている。
【００３０】
それらのＴＦＤ素子３１、ソース電極線２０及びゲート電極線２１の上に、それらを覆う絶縁膜としての層間絶縁膜２２が形成され、その上に光反射膜２３が形成され、その上に画素電極２４が形成され、その上に配向膜２６ａが形成されている。この配向膜２６ａに配向処理、例えばラビング処理が施され、これにより、素子基板７の近傍における液晶分子の初期配向が決められる。
【００３１】
層間絶縁膜２２は、例えば、透光性、感光性、及び絶縁性を有する樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等をフォトリソグラフィ処理によってパターニングすることによって形成される。また、光反射膜２３は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｌ合金等といった光反射性材料をフォトエッチング処理によってパターニングすることによって形成される。画素電極２４は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウムスズ酸化物）等といった金属酸化物をフォトエッチング処理によってパターニングすることによって形成される。配向膜２６ａは、例えばポリイミド等を塗布することによって形成される。
【００３２】
光反射膜２３及び画素電極２４は、図１の素子基板７上に矢印Ａ方向から見てドットマトリクス状に複数形成される。これらの光反射膜２３及び画素電極２４は、各ソース電極線２０と各ゲート電極線２１とが交差する位置に設けられていて、個々のＴＦＴ素子３１に接続されている。
【００３３】
図４において、層間絶縁膜２２には、光反射膜２３とＴＦＴ素子３１とを電気的に接続するためのコンタクトホール２５が形成されている。このコンタクトホール２５は、層間絶縁膜２２を厚み方向に貫通する穴であり、平面的に見てすなわち平面視でＴＦＴ素子３１の素子本体部分に重ならない位置であって、光反射膜２３と重なる位置に形成される。
【００３４】
本実施形態で用いるＴＦＴ素子３１はアモルファスシリコンＴＦＴであり、このＴＦＴ素子３１は、ゲート電極３２、ゲート絶縁層３３、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）等によって形成された半導体層３４、ソース電極３５、そしてドレイン電極３６を有する。ドレイン電極３６は、その一端が半導体層３４に接続し、その他端がコンタクトホール２５を介して光反射膜２３及び画素電極２４に接続する。ソース電極３５は図４の左右方向（列方向Ｙ）に延びるソース電極線２０の一部として形成されている。このソース電極線２０は画素電極２４へデータ信号を供給するためのデータ線として機能する。また、ゲート電極３２は、ソース電極線２０と直角の方向すなわち図４の紙面垂直方向（行方向Ｘ）に延びるゲート電極線２１から延びている。このゲート電極線２１は画素電極２４へ走査信号を供給するための走査線として機能する。
【００３５】
本実施形態では、画素電極２４の下に層間絶縁膜２２を設けることにより、画素電極２４の層とＴＦＴ素子３１の層とを別の層に分けている。この構造は、画素電極２４とＴＦＴ素子３１とを同じ層に形成する構造に比べて、素子基板７の表面を有効に活用することを可能とする。例えば、画素電極２４の面積、すなわち画素面積を大きくすることができ、そのため、液晶表示装置１において鮮明な表示を行うことができる。
【００３６】
図２において、素子基板７に対向するカラーフィルタ基板８は、矢印Ａで示す観察側から見て長方形又は正方形の第２の透光性の基板８ａを有する。この第２透光性基板８ａは、例えば、透光性のガラス、透光性のプラスチック等によって形成される。この第２透光性基板８ａの外側表面には偏光板１８ｂ及び位相差板１９ｂが、例えば、貼着によって装着される。必要に応じて、偏光板１８ｂ及び位相差板１９以外の光学要素を付加的に設けることもできる。
【００３７】
第２透光性基板８ａの内側表面には、図４にも示すように、着色膜４１が形成され、その周囲に遮光膜４２が形成され、着色膜４１及び遮光膜４２の上にオーバーコート層４３が形成され、その上に共通電極４４が形成され、その上に配向膜２６ｂが形成されている。配向膜２６ｂは、例えばポリイミド等を塗布することによって形成される。
【００３８】
個々の着色膜４１に関して、素子基板７に設けられた光反射膜２３に平面的に重なる領域内の一部には、着色膜４１が設けられていない領域Ｑが設けられている。図３に示すように、この領域Ｑは平面的に見て円形状に形成されている。この領域Ｑは、必要に応じて円形状以外の任意の形状、例えば、楕円形状、長円形状、方形状等に形成することもできる。この着色膜４１が設けられていない領域Ｑでは光の波長選択は行われず、入射した光が強度を減衰されることなくこの領域Ｑを通過する。このため、本実施形態では、図４の光反射膜２３において反射する光を用いた反射型表示時に明るい画像を表示できる。
【００３９】
着色膜４１は矢印Ａ方向から見て長方形又は正方形のドット状に形成されている。また、着色膜４１は複数個が矢印Ａ方向から見て図４の紙面垂直方向（行方向Ｘ）及び左右方向（列方向Ｙ）にマトリクス状に配列されている。遮光膜４２はそれらの着色膜４１を囲む格子状に形成されている。着色膜４１の個々はＢ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）の１つを通過させる光学的特性に設定され、それらＢ，Ｇ，Ｒの着色膜４１が矢印Ａ方向から見て所定の配列、例えばストライプ配列に並べられている。ストライプ配列とは、列方向ＹにＢ，Ｇ，Ｒの同色が並び、行方向ＸにＢ，Ｇ，Ｒが交互に順番に並ぶ配列である。
【００４０】
なお、着色膜４１の配列はストライプ配列以外の任意の配列とすることができ、例えば、モザイク配列、デルタ配列等とすることもできる。また、着色膜４１の光学的特性はＢ，Ｇ，Ｒの３原色に限られず、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の３原色を通過させる特性とすることもできる。遮光膜４２は、本実施形態では、Ｂ，Ｇ，Ｒの３原色のうちのいずれか２色を重ねることによって形成されている。しかしながら、遮光膜４２は、Ｂ，Ｇ，Ｒの３色を重ねて形成することもできるし、所定の材料をフォトリソグラフィ処理によってパターニングすることによって形成することもできる。この場合の所定の材料としては、例えば、Ｃｒ（クロム）等といった遮光性の材料が考えられる。なお、本明細書において、複数色の着色膜を重ねて形成された遮光膜は、重ね遮光膜と呼ばれることがある。
【００４１】
着色膜４１及び遮光膜４２の上に形成されたオーバーコート層４３は、着色膜４１及び遮光膜４２の表面を平坦化するものであり、共通電極４４はこうして平坦化されたオーバーコート層４３の上に形成される。共通電極４４は、例えばＩＴＯ等といった金属酸化物をフォトエッチング処理によってパターニングすることによって形成される。共通電極４４の上に形成された配向膜２６ｂには配向処理、例えばラビング処理が施され、これにより、カラーフィルタ基板８の近傍における液晶分子の初期配向が決められる。
【００４２】
図１において、共通電極４４は、カラーフィルタ基板８の表面の全面に設けられている。一方、素子基板７上に設けられた複数の画素電極２４は矢印Ａ方向から平面的に見て、行方向Ｘ及び列方向Ｙにマトリクス状に並んでいる。これらの画素電極２４とカラーフィルタ基板８上に設けられた共通電極４４とは、矢印Ａ方向から平面的に見て複数のドット状領域で重なっている。このように重なり合った領域が表示のための最小単位であるサブ画素Ｄを形成している。そして、複数のサブ画素Ｄが行方向Ｘ及び列方向Ｙにマトリクス状に並ぶことにより、矢印Ａ方向から見て長方形状又は正方形状の有効表示領域Ｖが形成され、この有効表示領域Ｖ内に文字、数字、図形等といった像が表示される。
【００４３】
本実施形態のように、Ｂ，Ｇ，Ｒの３色から成る着色膜４１を用いてカラー表示を行う場合は、Ｂ，Ｇ，Ｒの３色に対応する３つの着色膜４１に対応する３つのサブ画素Ｄによって１つの画素が形成される。他方、白黒又は任意の２色でモノカラー表示を行う場合は、１つのサブ画素Ｄによって１つの画素が形成される。１つの画素部分を平面的に示す図面である図３に示すように、サブ画素Ｄは長方形状に形成されている。
【００４４】
図４において、光反射膜２３は、例えばフォトエチング処理によって形成される。この光反射膜２３はサブ画素Ｄのうちの一部の領域Ｒに設けられており、残りの領域Ｔには設けられていない。本実施形態において、領域Ｔは図３に示すようにサブ画素Ｄ内の一部の方形状の領域である。また、領域Ｒはサブ画素Ｄのうちの領域Ｔ以外の領域であり領域Ｔの周りの領域である。
【００４５】
個々のサブ画素Ｄの中で光反射膜２３が存在する領域が反射表示領域Ｒであり、光反射膜２３が存在しない領域Ｔが透過表示領域である。図４において矢印Ａで示す観察側から入射した外部光Ｌ０は反射表示領域Ｒで反射する。一方、図１の照明装置３の導光体１４から出射した図４の光Ｌ１は、透過表示領域Ｔを透過する。
【００４６】
層間絶縁膜２２の表面であって個々のサブ画素Ｄ内の反射表示領域Ｒに対応する部分には凸部又は凹部が形成されて凹凸パターンが形成されている。この凹凸パターンは矢印Ａ方向から見てランダム（すなわち、無秩序）なパターンとなっている。光反射膜２３は、そのような凹凸パターンが形成されている層間絶縁膜２２の上に形成されていて、それ自身も同じ凹凸パターンを有している。このように光反射膜２３に凹凸パターンを形成することにより、光反射膜２３で反射する光Ｌ０を、鏡面反射ではなくて、散乱光や指向性を持った光とすることができる。
【００４７】
また、層間絶縁膜２２は、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの間で液晶層１２の層厚を調整するための層厚調整膜として機能する。具体的には、図４において、光反射膜２３が設けられる反射表示領域Ｒに所定の層厚を有する層間絶縁膜２２が設けられている。これにより、反射表示領域Ｒに対応する液晶層１２の層厚ｔ０が薄く設定される。一方、光反射膜２３が設けられない透過表示領域Ｔには層間絶縁膜２２が設けられていない。これにより、透過表示領域Ｔに対応する液晶層１２の層厚ｔ１がｔ０に比べて厚く、すなわちｔ１＞ｔ０に設定される。
【００４８】
反射型表示が行われる際、反射光Ｌ０は液晶層１２を往復で２回通過する。これに対し、透過表示が行われる際、透過光Ｌ１は液晶層１２を１回だけ通過する。従って、液晶層１２がｔ１＝ｔ０に設定されていると、反射型表示と透過型表示との間で表示の濃さが不均一になるおそれがある。これに対し、本実施形態のようにｔ１＞ｔ０に設定すれば、反射光Ｌ０と透過光Ｌ１との間で液晶層１２を通過する光路の長さを等しく又は近づけることができ、それ故、反射型表示と透過型表示との間で濃さが均一な表示を行うことができる。
【００４９】
次に、図２において、素子基板７を構成する第１透光性基板７ａはカラーフィルタ基板８の外側へ張り出す張出し部４６を有している。この張出し部４６の表面には、配線４７がフォトエチング処理等によって形成されている。配線４７は矢印Ａ方向から見て複数本形成されており、それらの複数本が紙面垂直方向へ互いに等間隔で平行に並べられている。また、張出し部４６の辺端には複数の外部接続用端子４８が紙面垂直方向へ互いに等間隔で平行に並ぶように形成されている。これらの外部接続用端子４８は、図１に示したＦＰＣ基板４に形成される複数の配線（図示せず）に導電接続される。
【００５０】
図２に示す複数の配線４７は、シール材６に囲まれた領域内に向けて列方向Ｙに延びるように形成されている。これらの配線４７の一部は、素子基板７上のソース電極線２０（図３参照）に直接に繋がってデータ線として機能する。また、複数の配線４７の他の一部は、シール材６に囲まれた領域内において素子基板７の側辺に沿って列方向Ｙに延びるように形成され、さらに折れ曲って行方向Ｘに延びるように形成されている。これらの配線４７は、素子基板７上のゲート電極線２１（図３参照）に直接に繋がって走査線として機能する。
【００５１】
図２の張出し部４６の表面には、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電膜）５１を用いたＣＯＧ（Chip On Glass）技術によって、駆動用ＩＣ５２が実装されている。駆動用ＩＣ５２は、本実施形態では図１に示すように複数、例えば３個実装されている。例えば、中央の１つの駆動用ＩＣ５２は、ソース電極線２０へデータ信号を伝送する。他方、両側の駆動用ＩＣ５２，５２は、ゲート電極線２１へ走査信号を伝送する。
【００５２】
以上のように構成された液晶表示装置１によれば、図２において、液晶表示装置１が明るい室外や明るい室内に置かれる場合は、太陽光や室内光等といった外部光を用いて反射型の表示が行われる。一方、液晶表示装置１が暗い室外や暗い室内に置かれる場合は、照明装置３をバックライトとして用いて透過型の表示が行われる。
【００５３】
上記の反射型表示を行う場合、図４において、観察側である矢印Ａの方向からカラーフィルタ基板８を通して液晶パネル２内へ入射した外部光Ｌ０は、液晶層１２を通過して素子基板７内へ入った後、反射表示領域Ｒにおいて光反射膜２３で反射して再び液晶層１２へ供給される。他方、上記の透過型表示を行う場合、図２の照明装置３の光源１３が点灯し、それからの光が導光体１４の光入射面１４ａから導光体１４へ導入され、さらに、光出射面１４ｂから面状の光として出射する。この出射光は、図４の符号Ｌ１で示すように透過表示領域Ｔにおいて光反射膜２３が存在しない領域を通って液晶層１２へ供給される。
【００５４】
以上のようにして液晶層１２へ光が供給される間、素子基板７側の画素電極２４とカラーフィルタ基板８側の共通電極４４との間には、走査信号およびデータ信号によって特定される所定の電圧が印加され、これにより、液晶層１２内の液晶分子の配向がサブ画素Ｄごとに制御され、この結果、液晶層１２に供給された光がサブ画素Ｄごとに変調される。この変調された光が、カラーフィルタ基板８側の偏光板１８ｂ（図２参照）を通過するとき、その偏光板１８ｂの偏光特性に従ってサブ画素Ｄごとに通過を許容又は通過を規制され、これにより、カラーフィルタ基板８の表面に文字、数字、図形等といった像が表示され、これが、矢印Ａ方向から視認される。
【００５５】
以下、素子基板７と照明装置３との間に設けられたマイクロレンズ１５について詳しく説明する。図２において、マイクロレンズ１５は、透光性の基材１１の照明装置３に対向する表面上に複数個設けられている。個々のマイクロレンズ１５は、矢印Ａ側から平面的に見て、それぞれが個々のサブ画素Ｄに対応した位置に設けられている。サブ画素Ｄは、図１に示すように、複数個が行方向Ｘ及び列方向Ｙにマトリクス状に並べられており、個々のサブ画素Ｄに対応して設けられた図２のマイクロレンズ１５も、矢印Ａ方向から平面的に見て行方向Ｘ及び列方向Ｙにマトリクス状に並べられている。
【００５６】
本実施形態において、個々のマイクロレンズ１５はかまぼこ形又は球の一部分の形状である凸レンズとして形成されている。ここで言うかまぼこ形とは、例えば、図５（ａ）に示す形状であって、円筒を中心軸線Ｓ０を含む平面で切断した形状、すなわち外周縁が円弧状である半円形状の端面を有した形状である。他方、球の一部分の形状とは、例えば、図５（ｂ）に示す形状であって、底面以外の全面が球状の曲面で形成された形状である。なお、本実施形態において、仮にかまぼこ形の凸レンズを図２のマイクロレンズ１５として用いる場合には、図５（ａ）に示す軸線Ｓ０が図２の行方向Ｘと平行になるように配置することになる。しかしながら、このかまぼこ形レンズを配置する方向は一方向に限られず、必要に応じて任意に設定することができる。
【００５７】
図４において、マイクロレンズ１５は断面が左右対称又は略左右対称に形成されている。略左右対称というのは、厳密には左右対称の形状ではないものの光学的には実質的に左右対称であること、又は、形状的及び光学的に見て厳密には左右対称ではないが、実用上、左右対称と考えて差し支えない程度の誤差があるということである。そして、この凸レンズの凸部を照明装置３の導光体１４の光出射面１４ｂに対向させて配置している。これらのマイクロレンズ１５は、例えば、透光性の樹脂を材料として成形加工することによって形成できる。
【００５８】
このようなマイクロレンズ１５は、図２の導光体１４の光出射面１４ｂから出射された光を所定の方向に集光できる。具体的には次の通りである。まず、ＬＥＤ１３から発せられた光は、光入射面１４ａから導光体１４の内部へ導入される。導光体１４内に入った光は反射を繰り返して導光体１４の内部を進行した後、図４において符号Ｌ２で示すように、照明光としてある角度をもってプリズム１７を経由して光出射面１４ｂから導光体１４の外部へ出射される。この際、照明光Ｌ２は、プリズム１７において屈折することにより、液晶パネル２の方向へ向かう。そして、この照明光Ｌ２は、マイクロレンズ１５の凸部の曲面においてさらに屈折して透過表示領域Ｔに集光される。
【００５９】
本実施形態のように、図２のＬＥＤ１３（すなわち、点状光源）から発せられた光を導光体１４によって面状の光に変換して出射する構造の照明装置３では、光出射面１４ｂの面内において光の輝度が異なる複数の光出射領域が生じることがある。図６は、この光出射領域の輝度の分布として考えられる一例を示している。図６において、各ＬＥＤ１３が発する光は、所定の角度に放射され、導光体１４の内部で発散しながら放射状、すなわち扇状に列方向Ｙへ進む。第１の光出射領域Ｔ１は、ＬＥＤ１３から発せられた光が直接に放射される領域であって最も輝度が高い領域となる。また、第２の光出射領域Ｔ２は、ＬＥＤ１３から発せられた光が直接には到達しないが導光体１４の内部で反射しながら進行した光が出射される領域であって、Ｔ１に次いで輝度が高い領域となる。また、第３の光出射領域Ｔ３は、ＬＥＤ１３から最も遠い領域であって光が十分に到達しないことが考えられるので、輝度が低い領域となる。Ｔ１，Ｔ２，及びＴ３の各領域の間の領域では輝度が徐々に変化する場合もあるし、場合によっては輝度が段階的に変化し、また、場合によっては輝度が急激に変化することもある。
【００６０】
図４に示すマイクロレンズ１５は、図６の光出射領域の輝度の変化に対応して個々の集光特性を異ならせている。具体的には、光出射領域に対応して図４のマイクロレンズ１５の頂点までの厚さｄ及び幅ｗを異ならせて凸部の曲率を変えることにより、そのマイクロレンズ１５の集光特性を異ならせている。
【００６１】
さらに具体的には、図６の領域Ｔ１（すなわち、高輝度領域）に対応した領域に配置される図４のマイクロレンズ１５は、図７（ａ）に示すように頂点までの厚さｄを薄く（ｄ＝ｄ１）して凸部の曲率を小さくすることにより集光効率を低くしている。また、図６の領域Ｔ２（すなわち、中輝度領域）に対応した領域に配置されるマイクロレンズ１５は、図７（ｂ）に示すように頂点までの厚さｄを厚く（ｄ＝ｄ２）して凸部の曲率を大きくすることにより、図６の領域Ｔ１に比べてマイクロレンズ１５の集光効率を高くしている。また、領域Ｔ３（すなわち、低輝度領域）に対応した領域に配置されるマイクロレンズ１５は、図７（ｃ）に示すように頂点までの厚さｄは図７（ｂ）に示す厚さｄと同じ（ｄ＝ｄ２）とし、図７（ｃ）の幅ｗ３を図７（ａ）の幅ｗ１及び図７（ｂ）の幅ｗ２に比べて小さくすることにより凸部の曲率をさらに大きくしている。これにより、領域Ｔ２に比べてマイクロレンズ１５の集光効率をより高くしている。
【００６２】
なお、本実施形態では、低輝度領域である図６の領域Ｔ３では、図７（ｃ）に示すようにマイクロレンズ１５の幅ｗ３を図７（ａ）の幅ｗ１及び図７（ｂ）の幅ｗ２に比べて小さくすることにより凸部の曲率を大きくしているが、これに代えて、マイクロレンズ１５の幅は同じ（ｗ１＝ｗ２＝ｗ３）として、頂点までの厚さをｄ２よりも厚くすることによって凸部の曲率を大きくしても良い。
【００６３】
このように、図６に示す光出射面１４ｂの光出射領域の輝度の違いに応じて、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示す集光特性が互いに異なるマイクロレンズ１５を配置することにより、輝度が高い領域の集光効率を低くし、輝度が低い領域の集光効率を高くすることができる。こうすれば、図２の照明装置３の各光出射領域から出射された互いに異なる輝度の面状の光は、複数のマイクロレンズ１５によって面内で均一な輝度に調整され、その均一な輝度の光が液晶層１２に供給される。
【００６４】
ところで、液晶表示装置において照明装置をバックライトとして用いて透過型表示を行う場合、液晶パネルによる表示の品質は導光体からの出射光の品質に大きく依存する。例えば、等しい形状を有する複数のマイクロレンズを設けた従来の液晶表示装置を考えたとき、導光体の光出射面に生じた互いに輝度の異なる複数の光出射領域のそれぞれから輝度が異なる光が出射すれば、集光特性が均一である複数のマイクロレンズによって集光されて液晶パネル内の液晶層に面状に供給される光に関しても領域によって輝度に差が生じることになる。すなわち、液晶パネルの表示領域内にも輝度が異なる複数の表示領域が生じることになる。その結果、液晶パネルによって行われる表示の輝度にむらが生じるおそれがあった。
【００６５】
これに対し、本発明に係る液晶表示装置では、図２に示す照明装置３の光出射領域の輝度の変化に対応してマイクロレンズ１５の個々の集光特性を異ならせた。具体的には、図６に示す照明装置３の光の輝度が低い領域では、マイクロレンズの集光効率を上げることにより、この光出射領域に対応する液晶層の領域に、照明手段から出射される光に比べて高い輝度の面状の光を供給することができる。他方、照明手段の光の輝度が強い領域では、マイクロレンズの集光効率を下げることにより、この光出射領域に対応する液晶層の領域に、他の領域よりも低い輝度、場合によっては照明手段から出射される光よりも低い輝度の光を供給することができる。このようにして、照明装置３において複数の光出射領域Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３から出射された輝度が互いに異なる光を、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示す集光特性が互いに異なる複数のマイクロレンズ１５によって平面内で輝度が均一な光にすることができる。これにより、輝度が均一な面状の光を液晶層１２に供給できるので、液晶表示装置１の表示を均一にできる。
【００６６】
なお、図６においては、照明装置３の光出射面１４ｂにおける輝度の分布の一例として輝度が高い領域Ｔ１と、中間の輝度の領域Ｔ２と、輝度が低い領域Ｔ３の３つの領域を示している。そして、図７において、マイクロレンズ１５は領域Ｔ１、Ｔ２、及びＴ３に合わせて３種類の集光特性（すなわち、３種類の形状）のものを示している。しかしながら、図６の照明装置３の光は光出射面１４ｂの全面から出射されるものであり、その光の輝度は光出射面１４ｂの面内で領域Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３以外にも多くの輝度の分布が生じることが考えられる。従って、マイクロレンズ１５の集光特性（すなわち、形状）は、実際には、輝度の分布に合わせてさらに細かく設定されることが望ましい。
【００６７】
また、本実施形態においては、照明装置３の光出射面１４ｂにおける輝度の分布の一例として、光源であるＬＥＤ１３から近い領域を輝度が高い領域とし、ＬＥＤ１３から遠い領域を輝度が低い領域として示している。しかしながら、光出射領域の輝度の高低は、ＬＥＤ１３からの距離に関係なく決められる場合がある。この場合、マイクロレンズ１５は、ＬＥＤ１３からの距離に関係なく、輝度が高い領域で集光特性を低く設定し、輝度が低い領域で集光特性を高く設定することができる。
【００６８】
（液晶表示装置の第２実施形態）
次に、本発明に係る液晶表示装置の他の実施形態を説明する。本実施形態に係る液晶表示装置の外観形状は、概ね、図１と同じである。図８は、本実施形態に係る液晶表示装置の主要部を示しており、図２において矢印Ｂで示す部分を拡大して示す断面図である。既述の第１実施形態では、図４に示したように、マイクロレンズ１５はその断面が左右で略対象の形状に形成されている。これに対し本実施形態では、図８に示すように、マイクロレンズ５５はその断面が左右で非対称の形状に形成されている。
【００６９】
以下、本実施形態を図４に示す実施形態と異なる点を中心に説明する。本実施形態において、第１実施形態と同じ構成要素は同じ符号を付すことにして、その説明は省略することにする。
【００７０】
本実施形態において、マイクロレンズ５５以外の液晶表示装置１の構成要素は、図１〜図４で示した第１実施形態の場合と同じとすることができる。図８において、カラーフィルタ基板８は第２の透光性の基板８ａを有する。この第２透光性基板８ａの内側表面には、着色膜４１が形成され、その周囲に遮光膜４２が形成され、着色膜４１及び遮光膜４２の上にオーバーコート層４３が形成され、その上に共通電極４４が形成され、その上に配向膜２６ｂが形成されている。他方、第２透光性基板８ａの外側表面には偏光板１８ｂ及び位相差板１９ｂが、例えば、貼着によって装着されている。
【００７１】
カラーフィルタ基板８に対向する素子基板７は、第１の透光性の基板７ａを有している。この第１透光性基板７ａの内側表面には、ソース電極線２０が列方向Ｙ（すなわち、左右方向）に延びている。また、ゲート電極線２１が行方向Ｘ（すなわち、紙面垂直方向）に延びている。そしてＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子３１がソース電極線２０及びゲート電極線２１に接続して形成されている。それらのＴＦＴ素子３１、ソース電極線２０及びゲート電極線２１の上に、それらを覆う絶縁膜としての層間絶縁膜２２が形成され、その上に光反射膜２３が形成され、その上に画素電極２４が形成され、その上に配向膜２６ａが形成されている。
【００７２】
他方、第１透光性基板７ａの外側表面には、偏光板１８ａ及び位相差板１９ａが、例えば、貼着によって装着される。偏光板１８ａの外側には透光性の基材１１が設けられ、その基材１１の外側表面に複数のマイクロレンズ５５が設けられている。
【００７３】
マイクロレンズ５５は、透光性の基材１１の照明装置３に対向する表面上に複数個設けられている。個々のマイクロレンズ５５は、矢印Ａ側から平面的に見て、それぞれが個々のサブ画素Ｄに対応した位置に設けられている。サブ画素Ｄは、図１に示すように、複数個が行方向Ｘ及び列方向Ｙにマトリクス状に並べられており、個々のサブ画素Ｄに対応して設けられた図８のマイクロレンズ５５も、矢印Ａ方向から平面的に見て行方向Ｘ及び列方向Ｙにマトリクス状に並べられている。本実施形態において、個々のマイクロレンズ５５は凸レンズとして形成されており、その凸部を照明装置３の導光体１４の光出射面１４ｂに対向させて配置している。これらのマイクロレンズ１５は、例えば、透光性の樹脂を材料として成形加工することによって形成できる。
【００７４】
マイクロレンズ５５の凸部の断面形状は、図１のＺ１−Ｚ１断面、すなわち図８に示す断面において左右が非対称の形状を有している。具体的には、マイクロレンズ５５の凸部の頂部が底面の中心線Ｘ０よりも図８の左方向に片寄った形状を有している。このような形状のマイクロレンズ５５は、中心線Ｘ０よりも左側の部分における凸部の曲率が大きく、右側の部分における凸部の曲率が小さくなっている。
【００７５】
図４に示すマイクロレンズ１５は、光出射面１４ｂから出射される光のうち、そのマイクロレンズ１５に対向する位置の光出射領域から出射される光を集光して、その光を主に透過表示領域Ｔへ集光して液晶層１２へ供給できる。一方、本実施形態である図８に示すマイクロレンズ５５は、そのマイクロレンズ５５の側方から入射する光Ｌ３を効率良く集光して、その光を液晶層１２に供給できる。この光Ｌ３は、例えば、ＬＥＤ１３（図２参照）が発した光が導光体１４に入射せずに直接マイクロレンズ５５に到達する光や、そのマイクロレンズ５５から遠い光出射領域から出射した光が考えられる。このような光Ｌ３は、図４に示すマイクロレンズ１５では十分に集光できない可能性がある。
【００７６】
図８において、マイクロレンズ５５は、断面の形状を左右非対称とすることにより、中心線Ｘ０よりも左側の部分における凸部の曲率を大きく形成している。このため、マイクロレンズ５５の側面方向（すなわち、左右方向）から浅い角度で入射する光Ｌ３を所定の方向、すなわち、透過表示領域Ｔに向けて集光できるので、光をより効率よく利用できる。
【００７７】
（液晶表示装置の第３実施形態）
次に、本発明に係る液晶装置のさらに他の実施形態を説明する。本実施形態に係る液晶装置の外観形状は、概ね、図１と同じである。図９は、本実施形態に係る液晶表示装置の主要部を示しており、図１の液晶表示装置における１つの画素部分を拡大して平面的に示す図である。第１実施形態では、図３に示したように、個々のサブ画素Ｄの中で光反射膜２３が存在する反射表示領域Ｒと、光反射膜２３が存在しない透過表示領域Ｔとが設けられていた。これに対し、本実施形態では、図９に示すように、表示領域としては透過表示領域Ｔが設けられており、反射表示領域Ｒは設けられていない。すなわち、本実施形態における液晶表示装置は、いわゆる透過型の液晶表示装置である。
【００７８】
以下、本実施形態を図３に示す実施形態と異なる点を中心に説明する。本実施形態において、第１実施形態と同じ構成要素は同じ符号を付すことにして、その説明は省略することにする。
【００７９】
図９において、サブ画素Ｄ内に設けられた透過表示領域Ｔは、カラーフィルタ基板８に設けられた遮光膜６２によって規定される領域である。具体的には、サブ画素Ｄ内で遮光膜６２によって覆われた領域は遮光領域であり、図１の照明装置３から出射された光が透過しない領域である。この遮光領域は表示に寄与しない領域である。一方、遮光膜６２が設けられていない領域は透過表示領域Ｔであり、照明装置３からの光を透過して表示が行われる領域である。なお、遮光領域内には、ＴＦＴ素子３１、ソース電極線２０、及びゲート電極線２１が設けられている。また、これらＴＦＴ素子３１、ソース電極線２０、及びゲート電極線２１の他に、例えば破線で囲む保持容量領域Ｖｃが設けられている。この保持容量領域Ｖｃは、画素電極２４及び共通電極４４によって印加された電圧を所定期間保持することにより、サブ画素Ｄにおける液晶の配向状態を所定期間保持する、すなわち、サブ画素Ｄの表示状態を所定期間保持するように作用できる。
【００８０】
本実施形態においても、図４に示すマイクロレンズ１５、又は図８に示すマイクロレンズ５５を、平面的に見てそれぞれが個々のサブ画素Ｄに対応した位置に設けることができる。図１に示すように、サブ画素Ｄは複数個が行方向Ｘ及び列方向Ｙにマトリクス状に並べられており、図９において、個々のサブ画素Ｄに対応して設けられたマイクロレンズ１５又は５５も、平面的に見て行方向Ｘ及び列方向Ｙにマトリクス状に並べられている。
【００８１】
本実施形態に係る透過型液晶表示装置においては、主に照明装置３からの照明光を利用して表示が行われる。また、図３の半透過反射型の液晶表示装置に比べて透過表示領域Ｔを広く設けることができる。そのため、照明装置３から出射された光の輝度をマイクロレンズ１５又は５５を用いて均一にすれば、液晶表示装置１によって行われる表示の輝度をより確実に均一にできる。
【００８２】
（その他の実施形態）
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
例えば、以上に説明した各実施形態では、マイクロレンズとして図７（ａ）〜図７（ｃ）に示すような凸レンズ１５を用いたが、このマイクロレンズには図１０（ａ）に示すような凹レンズ６５を用いることもできる。また、図１０（ｂ）に示すように、凸レンズであるマイクロレンズ７５の凸部を基材１１側に向けて配置することもできる。この場合、マイクロレンズ７５は、例えば透光性を有した接着部材７６等を用いて基材１１に接着することにより設けることができる。いずれの場合においても、照明装置３（図１参照）からの光を集光することができる。また、マイクロレンズ１５の厚さｄ４，ｄ５、及び幅ｗ４，ｗ５を変えることにより、マイクロレンズの集光特性を変えることができる。
【００８３】
また、以上に説明した各実施形態では、スイッチング素子として３端子型素子であるアモルファスシリコンＴＦＴを用いたが、その他の３端子型素子、例えば低温ポリシリコンＴＦＴ、高温ポリシリコンＴＦＴを用いることもできる。また、スイッチング素子として２端子型素子を用いることもできる。この２端子型素子としては、例えば、ＴＦＤ（Thin Film Diode）素子を用いることができる。
【００８４】
（電子機器の実施形態）
以下、本発明に係る電子機器を実施形態を挙げて説明する。なお、この実施形態は本発明の一例を示すものであり、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【００８５】
図１１は、本発明に係る電子機器の一実施形態を示している。ここに示す電子機器は、液晶表示装置１０１と、これを制御する制御回路１００とを有する。制御回路１００は、表示情報出力源１０４、表示情報処理回路１０５、電源回路１０６及びタイミングジェネレータ１０７によって構成される。そして、液晶表示装置１０１は液晶パネル１０２及び駆動回路１０３を有する。
【００８６】
表示情報出力源１０４は、ＲＡＭ(Random Access Memory)等といったメモリや、各種ディスク等といったストレージユニットや、ディジタル画像信号を同調出力する同調回路等を備え、タイミングジェネレータ１０７により生成される各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等といった表示情報を表示情報処理回路１０５に供給する。
【００８７】
次に、表示情報処理回路１０５は、増幅・反転回路や、ローテーション回路や、ガンマ補正回路や、クランプ回路等といった周知の回路を多数備え、入力した表示情報の処理を実行して、画像信号をクロック信号ＣＬＫと共に駆動回路１０３へ供給する。ここで、駆動回路１０３は、走査線駆動回路やデータ線駆動回路と共に、検査回路等を総称したものである。また、電源回路１０６は、上記の各構成要素に所定の電源電圧を供給する。
【００８８】
液晶表示装置１０１は、例えば、図２に示した液晶表示装置１を用いて構成できる。図２の液晶表示装置１は、照明装置３の光出射領域の輝度の変化に対応してマイクロレンズ１５の個々の集光特性を異ならせることにより、輝度が均一な面状の光を液晶層１２に照射できるので、液晶表示装置１の表示の輝度を均一にできる。従って、本発明に係る液晶表示装置１を用いた電子機器においても、その表示の輝度を均一にできる。
【００８９】
図１２は、本発明に係る電子機器の他の実施形態である携帯電話機を示している。ここに示す携帯電話機１１０は、本体部１１１と、これに開閉可能に設けられた表示体部１１２とを有する。液晶表示装置等といった電気光学装置によって構成された表示装置１１３は、表示体部１１２の内部に配置され、電話通信に関する各種表示は、表示体部１１２において表示画面１１４によって視認できる。本体部１１１には操作ボタン１１５が配列されている。
【００９０】
表示体部１１２の一端部にはアンテナ１１６が伸縮自在に取付けられている。表示体部１１２の上部に設けられた受話部１１７の内部には、図示しないスピーカが配置される。また、本体部１１１の下端部に設けられた送話部１１８の内部には図示しないマイクが内蔵されている。表示装置１１３の動作を制御するための制御部は、携帯電話機の全体の制御を司る制御部の一部として、又はその制御部とは別に、本体部１１１又は表示体部１１２の内部に格納される。
【００９１】
表示装置１１３は、例えば、図２に示した液晶表示装置１を用いて構成できる。図２の液晶表示装置１は、照明装置３の光出射領域の輝度の変化に対応してマイクロレンズ１５の個々の集光特性を異ならせることにより、輝度が均一な面状の光を液晶層１２に照射できるので、液晶表示装置１の表示の輝度を均一にできる。従って、本発明に係る液晶表示装置１を用いた電子機器においても、その表示の輝度を均一にできる。
【００９２】
（変形例）
なお、電子機器としては、以上に説明した携帯電話機等の他にも、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ、ビューファインダ型又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、テレビ電話機、ＰＯＳ端末器等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＺ１−Ｚ１線に従って示す断面図である。
【図３】図１の液晶表示装置の１つの画素部分を示す平面図である。
【図４】図２の矢印Ｂで示す部分を拡大して示す断面図である。
【図５】図４のマイクロレンズの形状の一例を示す斜視図であり、（ａ）はかまぼこ形状、（ｂ）は球の一部の形状を示している。
【図６】照明装置の光出射領域を示す図である。
【図７】図４のマイクロレンズの形状を示す断面図であり、（ａ）は集光効率が低く、（ｂ）は（ａ）に比べて集光効率が高く、（ｃ）は集光効率が最も高い場合を示している。
【図８】本発明に係る液晶表示装置の他の実施形態の１つの画素部分を示す断面図である。
【図９】本発明に係る液晶表示装置のさらに他の実施形態の１つの画素部分を示す平面図である。
【図１０】図４のマイクロレンズの形状の他の一例を示す断面図であり、（ａ）は凹レンズ、（ｂ）は凸レンズを示している。
【図１１】本発明に係る電子機器の一実施形態を示すブロック図である。
【図１２】本発明に係る電子機器の他の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９４】
１．液晶表示装置、  ２．液晶パネル、  ３．照明装置（照明手段）、  
４．ＦＰＣ基板、  ６．シール材、  ７．素子基板、  ７ａ．第１透光性基板、
８．カラーフィルタ基板、  ８ａ．第２透光性基板、  １１．基材、  １２．液晶層、
１３．ＬＥＤ、  １４．導光体、  １５，５５，６５，７５．マイクロレンズ、  
１６．光反射層、  １７．プリズム、  １８ａ，１８ｂ．偏光板、  
１９ａ，１９ｂ．位相差板、  ２０．ソース電極線、  ２１．ゲート電極線、  
２２．層間絶縁膜、  ２３．光反射膜、  ２４．画素電極、  ２５．コンタクトホール、
２６ａ，２６ｂ．配向膜、  ３１．ＴＦＴ素子、  ３２．ゲート電極、  
３３．ゲート絶縁膜、  ３４．半導体層、  ３５．ソース電極、  ３６．ドレイン電極、
４１．着色膜、  ４２，６２．遮光膜、  ４３．オーバーコート層、  ４４．共通電極、
４６．張出し部、  ４７．配線、４８．外部接続用端子、  ５１．ＡＣＦ、  ５２．駆動用ＩＣ、  １００．制御回路、  １０１．液晶表示装置、  １０２．液晶パネル、  
１０３．駆動回路、  １１０．携帯電話機（電子機器）、  １１１．本体部、  
１１２．表示体部、  １１３．表示装置、  １１４．表示画面、  １１５．操作ボタン、
１１６．アンテナ、  １１７．受話部、  １１８．送話部、  Ｄ．サブ画素、  
ｄ，ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５．マイクロレンズの厚さ、  
ｗ，ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４，ｗ５．マイクロレンズの幅、  Ｇ．セルギャップ、  
Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３．光、  Ｒ．反射表示領域、  Ｔ．透過表示領域、  
Ｖ．有効表示領域、  Ｖｃ．保持容量領域、  
【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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