液晶装置及び電子機器
【課題】光利用効率を向上させ、その正面輝度を高くすることができる液晶装置及び電子機器を提供する。
【解決手段】液晶装置１０は、対向する一対の基板１４，１６の間に配置された液晶層１８と、一対の基板１４，１６に平行に配置された偏光板４６，４８と、偏光板４８を挟んで液晶層１８の反対側に配置されたカラーフィルタ４０と、を含む。偏光板４８は、一対の基板１４，１６のうちの一方の基板１６の液晶層側の面とは反対側に配置されている。
【解決手段】液晶装置１０は、対向する一対の基板１４，１６の間に配置された液晶層１８と、一対の基板１４，１６に平行に配置された偏光板４６，４８と、偏光板４８を挟んで液晶層１８の反対側に配置されたカラーフィルタ４０と、を含む。偏光板４８は、一対の基板１４，１６のうちの一方の基板１６の液晶層側の面とは反対側に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチング素子を形成した素子基板と、それに対向するカラーフィルタを形成した対向基板とをシール材によって貼り合わせた構造の液晶装置において、カラーフィルタを形成した基板上であってサブ画素の４辺に対応する領域に遮光部材を形成してブラックマスクとして機能させるようにした液晶パネルが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９５１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来の構造を有する液晶パネルでは、カラーフィルタの層として高分子バインダ中に顔料を分散させた材料を使用するため、顔料部分で入射光の偏光が乱れてしまい楕円偏光成分が生ずるために入射光の漏れ光が生じてしまい、その結果、液晶パネルのコントラストを劣化させることから、コントラストの低下を防ぐことが出来なかった。又、従来の液晶表示装置においては、カラーフィルタと偏光板とはガラス基板を間に挟む形態で設置されており、ここでガラス基板の厚みは通常は１ｍｍ程度あり、カラーフィルタと偏光板との距離を近づけることが不可能であるので、液晶表示装置の画面を斜めから見た際の表示の鮮明さが失われる視野角依存性が高いという欠点が避けられず、表示画質向上の大きな問題となっている。このようにカラーフィルタ層において偏光解消が発生すると、偏光解消がほとんどない場合、或いは全くない場合と比較して、暗状態の画素における透過光が増加し、装置の性能が劣化してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］対向する一対の基板の間に配置された液晶層と、前記一対の基板に平行に配置された偏光板と、前記偏光板を挟んで前記液晶層の反対側に配置されたカラーフィルタと、を含むことを特徴とする液晶装置。
【０００７】
これによれば、カラーフィルタを偏光板の外にもってくることにより、カラーフィルタによる偏光解消がなくなり、光利用効率を向上させ、その正面輝度を高くすることができる液晶装置を提供する。
【０００８】
［適用例２］上記液晶装置であって、前記偏光板は、前記一対の基板のうちの一方の基板の前記液晶層側の面とは反対側に配置されていることを特徴とする液晶装置。
【０００９】
これによれば、偏光板が基板の外面に配置されるので、偏光板の作成が容易になる。
【００１０】
［適用例３］上記液晶装置であって、前記カラーフィルタは、各画素の領域に対応し、前記偏光板の外側の基板に形成されていることを特徴とする液晶装置。
【００１１】
これによれば、カラーフィルタを作成した後に、偏光板に密着する構造とすることができ、カラーフィルタの作成が容易になる。
【００１２】
［適用例４］上記液晶装置であって、前記一方の基板は薄く研磨されていることを特徴とする液晶装置。
【００１３】
これによれば、カラーフィルタが液晶層の近傍に配置され、画素の領域に対応することが容易になる。
【００１４】
［適用例５］上記液晶装置であって、前記カラーフィルタの外側に配置された面発光体と、前記面発光体と前記カラーフィルタとの間に、前記面発光体から照射される光を前記画素の領域に収束させる収束レンズと、を更に含むことを特徴とする液晶装置。
【００１５】
これによれば、液晶装置に入射する光は、収束レンズによって画素の領域に収束され、光の利用効率が非常に高くなる。又、正面輝度も向上する。更には、正面輝度が向上するので、同じ正面輝度の液晶装置を構成する場合でも、消費電力を小さくすることができる。
【００１６】
［適用例６］上記液晶装置であって、前記偏光板は、前記一対の基板のうちの一方の基板の前記液晶層側の面に配置され、前記カラーフィルタは、前記一方の基板と前記偏光板との間に配置されていることを特徴とする液晶装置。
【００１７】
これによれば、偏光板及びカラーフィルタが基板の内面に配置されるので、液晶装置を薄くすることができる。
【００１８】
［適用例７］上記液晶装置であって、前記偏光板は、複数の微細ワイヤーを含む、偏光分離機能を有するグリッドであることを特徴とする液晶装置。
【００１９】
これによれば、入射光は、グリッドにおいて、微細ワイヤーと平行な偏光軸を有する成分が反射され、微細ワイヤーと垂直な偏光軸を有する成分が透過する。以上から、入射光を偏光状態の異なる反射光及び透過光に分離することができる。
【００２０】
［適用例８］上記に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【００２１】
これによれば、上記液晶装置を搭載しているので、正面輝度を向上させることができ、視認性が良好になる電子機器が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照にして実施形態を説明する。尚、本実施形態では、液晶装置は、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子が形成された素子基板及び該素子基板に対向配置される対向基板を用いた液晶装置を例に挙げて説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
（液晶装置）
図１は、本実施形態に係る液晶装置１０の概略構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）中のＩ−Ｉ線における断面図である。液晶装置１０は、枠状のシール材１２を介して対向して貼り合わされた一対の基板としての素子基板１４及び対向基板１６（一方の基板）を有している。素子基板１４、対向基板１６、及びシール材１２によって囲まれた空間には、液晶１８が封入されている。素子基板１４は、対向基板１６より大きく、一部が対向基板１６に対して張り出した状態で貼り合わされている。この張り出した部位には、液晶１８を駆動するためのドライバＩＣ２０が実装されている。液晶装置１０は、液晶１８が封入された表示領域２２において表示を行う。液晶装置１０は透過型液晶装置である。
【００２４】
図２は、本実施形態に係る液晶装置１０の表示領域２２の拡大平面図である。この図に示すように、液晶装置１０は、赤、緑、青に対応した矩形の画素２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ（以下では、色を区別しない場合には単に画素２４とも呼ぶ）を多数有している。画素２４は、マトリクス状に配置されており、ある列に配置される画素２４の色はすべて同一である。換言すれば、画素２４は、対応する色がストライプ状に並ぶように配置されている。又、行方向に並んだ隣り合う３つの画素２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂの集合が、表示の最小単位（ピクセル）となる。液晶装置１０は、各ピクセルにおいて、画素２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂの輝度バランスを調節することによって、種々の色の表示を行うことができる。
【００２５】
隣接する各画素２４の間には、遮光層（ブラックマスク）２６が配置されている。遮光層２６は、画素２４の間から漏れる光を遮って表示のコントラストを向上させる役割を果たす。
【００２６】
続いて、図３を用いて、画素２４の詳細な構成について説明する。
図３は、本実施形態に係る画素２４の詳細な構成を示す模式断面図であり、液晶装置１０を、ある画素２４において列方向に沿って切断したときの様子を示している。
【００２７】
素子基板１４は、ガラス基板２８を基体として構成されており、又対向基板１６は、ガラス基板３０を基体として構成されている。ガラス基板２８の、ガラス基板３０に対向する面には、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子３２が形成されている。より詳しくは、ガラス基板２８上には、ゲート電極３２ｇ、ゲート絶縁膜３４、半導体層３２ａがこの順に積層されており、又、半導体層３２ａのソース領域にはソース電極３２ｓが、又ドレイン領域にはドレイン電極３２ｄが一部重なった状態で形成されている。ソース電極３２ｓは、図示しないデータ線に接続されている。半導体層３２ａ、ソース電極３２ｓ、ドレイン電極３２ｄ、及びゲート電極３２ｇ等により、ＴＦＴ素子３２が構成される。
【００２８】
ＴＦＴ素子３２の上には、ＳｉＯ2又はＳｉＮ等からなる層間絶縁膜３６が形成されている。層間絶縁膜３６は、必要に応じて更に多層とすることもできる。
【００２９】
層間絶縁膜３６上には、光透過性を有するＩＴＯからなる画素電極３８が形成されている。画素電極３８は、層間絶縁膜３６を貫通して設けられたコンタクトホールを介してＴＦＴ素子３２のドレイン電極３２ｄに電気的に接続されている。画素電極３８上には、図示しない配向膜が形成されている。ガラス基板２８から配向膜までの構成要素によって、素子基板１４が構成される。
【００３０】
一方、対向基板１６の基体であるガラス基板３０は薄く研磨されている。ガラス基板３０のうち素子基板１４に対向する面上には、光透過性を有する樹脂からなるオーバーコート４２が形成されている。
【００３１】
オーバーコート４２の上には、ＩＴＯからなる共通電極４４が形成されている。共通電極４４の上には、図示しない配向膜が形成されている。ガラス基板３０から配向膜までの構成要素によって、対向基板１６が構成される。
【００３２】
素子基板１４と対向基板１６との間には、ＴＮモードの液晶１８が配置されている。液晶１８は、画素電極３８と共通電極４４との間に印加される駆動電圧の大きさに応じて配向方向を変え、透過光の偏光状態を上記配向方向に応じて変化させる。又、素子基板１４、対向基板１６の外側には、それぞれ素子基板１４及び対向基板１６に平行に配置された偏光板４６，４８が貼り付けられている。
図４は、本実施形態に係る偏光板４６，４８の光学軸の方向を示す図である。図４中、偏光板４６，４８に付された矢印は透過軸を示す。このように、偏光板４６，４８は透過軸が互いに直交するように配置されている。
【００３３】
図３に戻り、偏光板４８の外側には、カラーフィルタ４０が形成されている。カラーフィルタ４０は、各画素２４の領域に対応している。カラーフィルタ４０は、入射した光のうち特定の波長の光を吸収することにより、透過光を所定の色（例えば赤、緑、又は青）とすることができる。又、隣接する画素２４の間の領域には、遮光性を有する黒色の樹脂からなる遮光層２６が形成されている。
【００３４】
そして、偏光板４６に対向する位置には、面発光体としての面光源装置５０が配置されている。面光源装置５０はエッジライト型である。導光板５２は、屈折率の高い光透過性材料（例えば、アクリル樹脂）によって板状に形成されている。導光板５２の下面には、光を拡散反射させるための拡散反射層５４が設けられている。拡散反射層５４は面光源装置５０の輝度ムラや指向性を緩和するためのものであって、導光板５２の下面に拡散性塗料をドット印刷したものや、切削加工によって表面粗度を高くしたもの等があり、蛍光管（冷陰極管）５６からの距離に応じてパターンが変化している。導光板５２の一方側面（入射側端面）には蛍光管５６が配置されており、蛍光管５６の外周部から導光板５２の下面にかけては反射シート５８が配設されている。又、導光板５２の上面（光射出面）には拡散板６０が設けられている。
【００３５】
蛍光管５６から出た光は入射側端面から導光板５２内に入射する。光は導光板５２内に閉じ込められて導光板５２の上面（光射出面）及び下面（拡散反射層５４）で反射を繰り返し、光射出面に対する入射角が全反射の臨界角よりも小さくなると光射出面から射出され、拡散板６０を透過することによって均等拡散光（ランバート光）として放射される。尚、反射シート５８は蛍光管５６の光を効率的に導光板５２に導くため、及び導光板５２の下面から光が射出されるのを阻害して光射出面から１００％光を取り出せるようにするためにある。このようなエッジライト型の面光源装置５０は薄型化に適している。液晶装置１０は、偏光板４６，４８の偏光選択機能と、液晶１８の偏光変換機能とを用いて表示を行う装置である。
【００３６】
ここで、図３及び図４を参照しながら、液晶装置１０の表示原理について説明する。面光源装置５０から入射した入射光６２が、素子基板１４を透過して、液晶１８に入射する。ここで、液晶１８がＯＦＦ状態である場合には、偏光板４６を透過した直線偏光は、液晶１８の旋光性によってこれに直交する直線偏光に変換され、偏光板４８を透過して観察者に視認される。すなわち、液晶１８がＯＦＦ状態である場合には、明表示が行われる。他方で、液晶１８がＯＮ状態である場合には、偏光板４６を透過した直線偏光は、液晶１８によっては偏光変換を受けずに透過し、偏光板４８によって吸収される。すなわち、液晶１８がＯＮ状態である場合には、観察者側に光が透過せず、暗表示が行われる。
【００３７】
このように、偏光板４６，４８間の外にカラーフィルタ４０が配置されていることによって、カラーフィルタ４０による偏光解消がなくなり、面光源装置５０の利用効率を向上させることができる。これにより、面光源装置５０の光量を節約することができ、ひいては消費電力を低減させることができる。
【００３８】
（液晶装置の製造方法）
続いて、図５を参照しながら、上記液晶装置１０の製造方法について説明する。
図５は、本実施形態に係る液晶装置１０の製造方法を示すフローチャートである。図５において、工程Ｐ１１及び工程Ｐ１２は、素子基板１４を製造するための工程であり、工程Ｐ２１及び工程Ｐ２２は、対向基板１６を製造するための工程である。工程Ｐ３１〜工程Ｐ３４は、素子基板１４と対向基板１６とを組み合わせて液晶装置１０を製造するための工程である。工程Ｐ１１及び工程Ｐ１２と、工程Ｐ２１及び工程Ｐ２２とは、それぞれ独立に行われる。
【００３９】
先ず、工程Ｐ１１では、ガラス基板２８に、ＴＦＴ素子３２や各種配線、層間絶縁膜３６等を含む回路素子層を形成する。
【００４０】
次に、工程Ｐ１２では、層間絶縁膜３６上に画素電極３８を形成する。尚、工程Ｐ１２に続いて、配向膜の塗付やラビング処理が行われ、工程Ｐ１１及び工程Ｐ１２を経て、素子基板１４が完成する。
【００４１】
一方、工程Ｐ２１では、ガラス基板３０上にオーバーコート４２を形成する。この工程は、スピンコート法やフォトリソグラフィー法等を用いて行われる。
【００４２】
次に、工程Ｐ２２では、オーバーコート４２に積層して共通電極４４を形成する。尚、工程Ｐ２２に続いて、配向膜の塗付やラビング処理が行われ、工程Ｐ２１及び工程Ｐ２２を経て、対向基板１６が完成する。
【００４３】
工程Ｐ３１では、素子基板１４と対向基板１６とを貼り合わせる。貼り合わせは、素子基板１４又は対向基板１６にシール材１２を塗布し、アライメント（位置合わせ）をした後、素子基板１４と対向基板１６とを接触、圧着して行われる。
【００４４】
工程Ｐ３２では、シール材１２の開口部（注入口）から素子基板１４と対向基板１６との間に液晶１８を注入し、注入口を封止する。
【００４５】
工程Ｐ３３では、素子基板１４及び対向基板１６の外側に、それぞれ偏光板４６，４８を貼り付ける。
【００４６】
工程Ｐ３４では、偏光板４８上にカラーフィルタ４０及び遮光層２６を形成する。この工程は、スピンコート法やフォトリソグラフィー法等を用いて行われる。その後、適宜面光源装置５０を取付けて液晶装置１０が完成する。
【００４７】
上記は、貼り合わせ後に液晶１８を注入する方式の製造方法であるが、これに代えて、貼り合わせ前に素子基板１４又は対向基板１６に液晶１８を滴下し、その後両基板を貼り合わせる方式で製造することもできる。
【００４８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図面を参照して説明する。
図６は、本実施形態に係る画素２４の詳細な構成を示す模式断面図であり、液晶装置６４を、ある画素２４において列方向に沿って切断したときの様子を示している。尚、本実施形態の液晶装置６４は、第１の実施形態に係る液晶装置１０と同様、ＴＦＴアクティブマトリクス方式の透過型液晶装置であり、その特徴とするところは、カラーフィルタ４０と偏光板４６，４８との位置関係にある。従って本実施形態の液晶装置６４の基本構成は第１の実施形態の液晶装置１０と同様であるから、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略若しくは簡略する。
【００４９】
本実施形態の液晶装置６４は、図６に示すように、偏光板４６の外側には、カラーフィルタ４０が形成されている。カラーフィルタ４０は、各画素２４の領域に対応している。カラーフィルタ４０は、入射した光のうち特定の波長の光を吸収することにより、透過光を所定の色（例えば赤、緑、又は青）とすることができる。素子基板１４の基体であるガラス基板２８は薄く研磨されている。
【００５０】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について図面を参照して説明する。
図７は、本実施形態に係る画素２４の詳細な構成を示す模式断面図であり、液晶装置６６を、ある画素２４において列方向に沿って切断したときの様子を示している。尚、本実施形態の液晶装置６６は、第１の実施形態に係る液晶装置１０と同様、ＴＦＴアクティブマトリクス方式の透過型液晶装置であり、その特徴とするところは、カラーフィルタ４０と偏光板４６とワイヤーグリッド偏光素子６８との位置関係にある。従って本実施形態の液晶装置６６の基本構成は第１の実施形態の液晶装置１０と同様であるから、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略若しくは簡略する。
【００５１】
本実施形態の液晶装置６６は、図７に示すように、対向基板１６の基体であるガラス基板３０のうち素子基板１４に対向する面上には、カラーフィルタ４０が形成されている。カラーフィルタ４０は、入射した光のうち特定の波長の光を吸収することにより、透過光を所定の色（例えば赤、緑、又は青）とすることができる。又、隣接する画素２４の間の領域には、遮光性を有する黒色の樹脂からなる遮光層２６が形成されている。カラーフィルタ４０上には、光透過性を有する樹脂からなるオーバーコート４２が形成されている。
【００５２】
オーバーコート４２の上には、複数の微細ワイヤーを含んだ偏光分離機能を備えるワイヤーグリッド偏光素子６８が形成されている。ワイヤーグリッド偏光素子６８上には、光透過性を有する樹脂からなる絶縁層６９が形成されている。
【００５３】
絶縁層６９の上には、ＩＴＯからなる共通電極４４が形成されている。共通電極４４の上には、図示しない配向膜が形成されている。ガラス基板３０から配向膜までの構成要素によって、対向基板１６が構成される。
【００５４】
ワイヤーグリッド偏光素子６８は、偏光分離機能を備える光学素子である。これは、光の波長より短いピッチで並べられた多数の導体の微細ワイヤーを持つ素子であり、入射光のうち微細ワイヤーに平行な偏光軸を有する成分を反射すると共に、微細ワイヤーに垂直な偏光軸を有する成分を透過する性質を持っている。
【００５５】
図８は、本実施形態に係るワイヤーグリッド偏光素子６８の機能を示す図である。図８に示すように、ワイヤーグリッド偏光素子６８への入射光７０は、微細ワイヤーと平行な偏光軸を有する成分ｐがワイヤーグリッド偏光素子６８によって反射され、微細ワイヤーと垂直な偏光軸を有する成分ｓがワイヤーグリッド偏光素子６８を透過する。すなわち、ワイヤーグリッド偏光素子６８は偏光分離機能を備えており、入射光７０を、偏光状態の異なる反射光７０ｒ及び透過光７０ｔに分離することができる。入射光７０は、ワイヤーグリッド偏光素子６８において、微細ワイヤーと平行な偏光軸を有する成分が反射され、微細ワイヤーと垂直な偏光軸を有する成分が透過する。以上から、上記ワイヤーグリッド偏光素子６８によれば、入射光７０を偏光状態の異なる反射光７０ｒ及び透過光７０ｔに分離することができる。偏光板４６及びワイヤーグリッド偏光素子６８は透過軸が互いに直交するように配置されている。
【００５６】
ここで、図７を参照しながら、液晶装置６６の表示原理について説明する。面光源装置５０から入射した入射光６２が、素子基板１４を透過して、液晶１８に入射する。ここで、液晶１８がＯＦＦ状態である場合には、偏光板４６を透過した直線偏光は、液晶１８の旋光性によってこれに直交する直線偏光に変換され、ワイヤーグリッド偏光素子６８を透過して観察者に視認される。すなわち、液晶１８がＯＦＦ状態である場合には、明表示が行われる。他方で、液晶１８がＯＮ状態である場合には、偏光板４６を透過した直線偏光は、液晶１８によっては偏光変換を受けずに透過し、ワイヤーグリッド偏光素子６８によって反射される。すなわち、液晶１８がＯＮ状態である場合には、観察者側に光が透過せず、暗表示が行われる。
【００５７】
以上のような構成の液晶装置６６は、偏光分離機能を備えるワイヤーグリッド偏光素子６８を対向する基板の内面に備えるため、薄型化を実現することができると共に、基板の厚さに起因する視差等のない、高品位な表示を行うことができる。
【００５８】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について図面を参照して説明する。
図９は、本実施形態に係る画素２４の詳細な構成を示す模式断面図であり、液晶装置７８を、ある画素２４において列方向に沿って切断したときの様子を示している。図１０は、本実施形態に係る液晶装置７８のレンズアレイシート（収束レンズ）８０を備えた面光源装置を示す図であり、（Ａ）は一部破断した分解斜視図、（Ｂ）はレンズアレイシート８０の作用説明図である。尚、本実施形態の液晶装置７８は、第１の実施形態に係る液晶装置１０と同様、ＴＦＴアクティブマトリクス方式の透過型液晶装置であり、その特徴とするところは、入射光６２の収束にある。従って本実施形態の液晶装置７８の基本構成は第１の実施形態の液晶装置１０と同様であるから、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略若しくは簡略する。
【００５９】
本実施形態の液晶装置７８は、図９に示すように、拡散板６０の前にレンズアレイシート８０を配置した面光源装置８１が設けられている。この面光源装置８１では、図１０（Ａ）に示すように、レンズアレイシート８０で収束させた光を液晶装置７８の画素開口８２へ収束させるようにしている。液晶装置７８は、一方のガラス基板２８の内面には、ＴＦＴ等の電極やＴＦＴをドライブするための配線（ブラックマトリックス部分）８４が設けられており、他方のガラス基板３０の内面には光透過性電極が設けられており、両ガラス基板２８，３０間に形成された隙間には液晶材料が封止されている。又、両ガラス基板２８，３０の外面には偏光板４６，４８が配設されている。従って、液晶装置７８には、電極や配線８４によって囲まれた画素開口８２が形成されている。レンズアレイシート８０には、液晶装置７８の各画素開口８２に対応させて各々マイクロレンズ８６が配列されており、図１０（Ｂ）に示すように、マイクロレンズ８６に入射した光を液晶装置７８の画素開口８２内に収束させることにより、光Ｒが液晶装置７８の電極や配線８４で遮られないようにしている。又、レンズアレイシート８０は、マイクロレンズ８６に入射した光を液晶装置７８の画素開口８２内に収束させるために、マイクロレンズ８６と画素開口８２との間隔は、ガラス基板２８やマイクロレンズ８６よりも屈折率の小さい光透過性材料８８で保持されている。
【００６０】
尚、レンズアレイシート８０は、いわゆる２Ｐ法（Photo-Polymerization法）によって作製することができる。すなわち、レンズアレイシート８０の反転パターンを形成されたスタンパによって、基板の表面に紫外線硬化樹脂のようなエネルギー線硬化樹脂を転写し、基板を通して紫外線のようなエネルギー線を照射して当該樹脂を硬化させ、エネルギー線硬化樹脂によってレンズアレイシート８０を成形する。
【００６１】
この実施形態では、レンズアレイシート８０は、パターン面側を素子基板１４に向けて素子基板１４側に配置されている。導光板５２から射出されて拡散板６０を通過した光（均等拡散光）は、レンズアレイシート８０に入射し、各マイクロレンズ８６によって液晶装置７８の画素開口８２内に効果的に収束され、液晶装置７８の電極や配線８４に遮られることなく液晶装置７８の画素開口８２を透過する（図１０（Ｂ）参照）。
【００６２】
これによれば、液晶装置７８に入射する光は、レンズアレイシート８０によって液晶装置７８の画素開口８２内に収束され、光の利用効率が非常に高くなる。又、液晶装置７８の正面輝度も向上する。更には、正面輝度が向上するので、同じ正面輝度の液晶装置７８を構成する場合でも、面光源装置８１の消費電力を小さくすることができる。
【００６３】
（電子機器）
図１１は、本実施形態に係る電子機器の一例を示す斜視図である。図１１に示す携帯電話（電子機器）１００は、上記実施形態の液晶装置を小サイズの表示部１０２として備え、複数の操作ボタン１０４、受話口１０６、及び送話口１０８を備えて構成されている。上記実施形態の液晶装置は、低電圧、且つ短時間でＯＣＢモードの初期転移動作を円滑に行うことができるので、表示品質に優れた液晶表示部を備えた携帯電話１００を提供することができる。
【００６４】
上記各実施形態の液晶装置は、上記した電子機器に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型或いはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、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、及び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、更に携帯電話用ＬＣＤや車載用ＬＣＤの動画対応を目的とした高速応答ＬＣＤ、フィールドシーケンシャル（ＦＳ）表示方式を用いた３Ｄ液晶ディスプレイや２画面液晶ディスプレイ、及びプロジェクションテレビ向けライトバルブ等、いずれの電子機器においても明るく、高コントラストの優れた表示品質を得ることが可能になっている。
【００６５】
（変形例１）
上記実施形態の液晶装置は、透過型の液晶装置であるが、これに限定する趣旨ではなく、例えば反射型又は半透過反射型の液晶装置としてもよい。
【００６６】
（変形例２）
上記実施形態において、液晶装置の画素２４は、赤、緑、青の画素２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂがストライプ状に配列されているが、これに代えて、図１２に示すようなデルタ配列であってもよい。この配列においては、画素２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂは、三角状に隣接する３つの画素２４をどのように選んでも、必ずその中に画素２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂが一つずつ含まれるように配置されている。こうした構成の液晶装置によっても、カラーフィルタによる偏光解消がなくなり、面光源装置の消費電力を大きくすることなく、光利用効率を向上させ、その正面輝度を高くする高品位な表示を行うことができる。
【００６７】
（変形例３）
上記実施形態の液晶装置は、液晶１８がＯＦＦ状態の場合に明表示を行うノーマリーホワイトモードのものであるが、偏光板４６，４８及びワイヤーグリッド偏光素子６８の光学軸を適宜変更することにより、液晶１８がＯＦＦ状態の場合に暗表示を行うノーマリーブラックモードの装置とすることもできる。
【００６８】
（変形例４）
上記実施形態の液晶装置に含まれる液晶１８のモードは、ＴＮモードに限られず、ＩＰＳ（In Plain Switching）、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）、ＶＡ（Vertical Alignment：垂直配向）、及びＳＴＮ（Super Twisted Nematic）等、種々のモードを採用することができる。カラーフィルタによる偏光解消がなくなり、面光源装置の消費電力を大きくすることなく、光利用効率を向上させ、その正面輝度を高くすることを利用するに際しては、これらのモードのうち、広視野角の得られるＩＰＳ、ＦＦＳ、及びＶＡが好適である。液晶１８を広視野角の得られるモードとすれば、正面から傾いた視角において視認される画像を高輝度且つ高品位に表示することができる。
【００６９】
（変形例５）
上記実施形態の液晶装置に含まれる偏光板４６又は偏光板４８の外側に設けられるカラーフィルタ４０は、偏光板４６又は偏光板４８の外側に配置される基板に形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】第１の実施形態に係る液晶装置の概略構成を示す図。
【図２】第１の実施形態に係る液晶装置の表示領域の拡大平面図。
【図３】第１の実施形態に係る画素の詳細な構成を示す模式断面図。
【図４】第１の実施形態に係る偏光板の光学軸の方向を示す図。
【図５】第１の実施形態に係る液晶装置の製造方法を示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態に係る画素の詳細な構成を示す模式断面図。
【図７】第３の実施形態に係る画素の詳細な構成を示す模式断面図。
【図８】第３の実施形態に係るワイヤーグリッド偏光素子の機能を示す図。
【図９】第４の実施形態に係る画素の詳細な構成を示す模式断面図。
【図１０】第４の実施形態に係る液晶装置のレンズアレイシートを備えた面光源装置を示す図。
【図１１】本実施形態に係る電子機器の一例を示す斜視図。
【図１２】変形例における液晶装置の画素の配置を示す図。
【符号の説明】
【００７１】
１０…液晶装置 １２…シール材 １４…素子基板 １６…対向基板（一方の基板） １８…液晶（液晶層） ２０…ドライバＩＣ ２２…表示領域 ２４…画素 ２６…遮光層（ブラックマスク） ２８，３０…ガラス基板 ３２…ＴＦＴ素子 ３２ａ…半導体層 ３２ｄ…ドレイン電極 ３２ｇ…ゲート電極 ３２ｓ…ソース電極 ３４…ゲート絶縁膜 ３６…層間絶縁膜 ３８…画素電極 ４０…カラーフィルタ ４２…オーバーコート ４４…共通電極 ４６，４８…偏光板 ５０…面光源装置 ５２…導光板 ５４…拡散反射層 ５６…蛍光管（冷陰極管） ５８…反射シート ６０…拡散板 ６２…入射光 ６４，６６…液晶装置 ６８…ワイヤーグリッド偏光素子 ６９…絶縁層 ７０…入射光 ７０ｒ…反射光 ７０ｔ…透過光 ７８…液晶装置 ８０…レンズアレイシート（収束レンズ） ８１…面光源装置 ８２…画素開口 ８４…配線 ８６…マイクロレンズ ８８…光透過性材料 １００…携帯電話（電子機器） １０２…表示部 １０４…操作ボタン １０６…受話口 １０８…送話口。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチング素子を形成した素子基板と、それに対向するカラーフィルタを形成した対向基板とをシール材によって貼り合わせた構造の液晶装置において、カラーフィルタを形成した基板上であってサブ画素の４辺に対応する領域に遮光部材を形成してブラックマスクとして機能させるようにした液晶パネルが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９５１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来の構造を有する液晶パネルでは、カラーフィルタの層として高分子バインダ中に顔料を分散させた材料を使用するため、顔料部分で入射光の偏光が乱れてしまい楕円偏光成分が生ずるために入射光の漏れ光が生じてしまい、その結果、液晶パネルのコントラストを劣化させることから、コントラストの低下を防ぐことが出来なかった。又、従来の液晶表示装置においては、カラーフィルタと偏光板とはガラス基板を間に挟む形態で設置されており、ここでガラス基板の厚みは通常は１ｍｍ程度あり、カラーフィルタと偏光板との距離を近づけることが不可能であるので、液晶表示装置の画面を斜めから見た際の表示の鮮明さが失われる視野角依存性が高いという欠点が避けられず、表示画質向上の大きな問題となっている。このようにカラーフィルタ層において偏光解消が発生すると、偏光解消がほとんどない場合、或いは全くない場合と比較して、暗状態の画素における透過光が増加し、装置の性能が劣化してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］対向する一対の基板の間に配置された液晶層と、前記一対の基板に平行に配置された偏光板と、前記偏光板を挟んで前記液晶層の反対側に配置されたカラーフィルタと、を含むことを特徴とする液晶装置。
【０００７】
これによれば、カラーフィルタを偏光板の外にもってくることにより、カラーフィルタによる偏光解消がなくなり、光利用効率を向上させ、その正面輝度を高くすることができる液晶装置を提供する。
【０００８】
［適用例２］上記液晶装置であって、前記偏光板は、前記一対の基板のうちの一方の基板の前記液晶層側の面とは反対側に配置されていることを特徴とする液晶装置。
【０００９】
これによれば、偏光板が基板の外面に配置されるので、偏光板の作成が容易になる。
【００１０】
［適用例３］上記液晶装置であって、前記カラーフィルタは、各画素の領域に対応し、前記偏光板の外側の基板に形成されていることを特徴とする液晶装置。
【００１１】
これによれば、カラーフィルタを作成した後に、偏光板に密着する構造とすることができ、カラーフィルタの作成が容易になる。
【００１２】
［適用例４］上記液晶装置であって、前記一方の基板は薄く研磨されていることを特徴とする液晶装置。
【００１３】
これによれば、カラーフィルタが液晶層の近傍に配置され、画素の領域に対応することが容易になる。
【００１４】
［適用例５］上記液晶装置であって、前記カラーフィルタの外側に配置された面発光体と、前記面発光体と前記カラーフィルタとの間に、前記面発光体から照射される光を前記画素の領域に収束させる収束レンズと、を更に含むことを特徴とする液晶装置。
【００１５】
これによれば、液晶装置に入射する光は、収束レンズによって画素の領域に収束され、光の利用効率が非常に高くなる。又、正面輝度も向上する。更には、正面輝度が向上するので、同じ正面輝度の液晶装置を構成する場合でも、消費電力を小さくすることができる。
【００１６】
［適用例６］上記液晶装置であって、前記偏光板は、前記一対の基板のうちの一方の基板の前記液晶層側の面に配置され、前記カラーフィルタは、前記一方の基板と前記偏光板との間に配置されていることを特徴とする液晶装置。
【００１７】
これによれば、偏光板及びカラーフィルタが基板の内面に配置されるので、液晶装置を薄くすることができる。
【００１８】
［適用例７］上記液晶装置であって、前記偏光板は、複数の微細ワイヤーを含む、偏光分離機能を有するグリッドであることを特徴とする液晶装置。
【００１９】
これによれば、入射光は、グリッドにおいて、微細ワイヤーと平行な偏光軸を有する成分が反射され、微細ワイヤーと垂直な偏光軸を有する成分が透過する。以上から、入射光を偏光状態の異なる反射光及び透過光に分離することができる。
【００２０】
［適用例８］上記に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【００２１】
これによれば、上記液晶装置を搭載しているので、正面輝度を向上させることができ、視認性が良好になる電子機器が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照にして実施形態を説明する。尚、本実施形態では、液晶装置は、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子が形成された素子基板及び該素子基板に対向配置される対向基板を用いた液晶装置を例に挙げて説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
（液晶装置）
図１は、本実施形態に係る液晶装置１０の概略構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）中のＩ−Ｉ線における断面図である。液晶装置１０は、枠状のシール材１２を介して対向して貼り合わされた一対の基板としての素子基板１４及び対向基板１６（一方の基板）を有している。素子基板１４、対向基板１６、及びシール材１２によって囲まれた空間には、液晶１８が封入されている。素子基板１４は、対向基板１６より大きく、一部が対向基板１６に対して張り出した状態で貼り合わされている。この張り出した部位には、液晶１８を駆動するためのドライバＩＣ２０が実装されている。液晶装置１０は、液晶１８が封入された表示領域２２において表示を行う。液晶装置１０は透過型液晶装置である。
【００２４】
図２は、本実施形態に係る液晶装置１０の表示領域２２の拡大平面図である。この図に示すように、液晶装置１０は、赤、緑、青に対応した矩形の画素２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ（以下では、色を区別しない場合には単に画素２４とも呼ぶ）を多数有している。画素２４は、マトリクス状に配置されており、ある列に配置される画素２４の色はすべて同一である。換言すれば、画素２４は、対応する色がストライプ状に並ぶように配置されている。又、行方向に並んだ隣り合う３つの画素２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂの集合が、表示の最小単位（ピクセル）となる。液晶装置１０は、各ピクセルにおいて、画素２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂの輝度バランスを調節することによって、種々の色の表示を行うことができる。
【００２５】
隣接する各画素２４の間には、遮光層（ブラックマスク）２６が配置されている。遮光層２６は、画素２４の間から漏れる光を遮って表示のコントラストを向上させる役割を果たす。
【００２６】
続いて、図３を用いて、画素２４の詳細な構成について説明する。
図３は、本実施形態に係る画素２４の詳細な構成を示す模式断面図であり、液晶装置１０を、ある画素２４において列方向に沿って切断したときの様子を示している。
【００２７】
素子基板１４は、ガラス基板２８を基体として構成されており、又対向基板１６は、ガラス基板３０を基体として構成されている。ガラス基板２８の、ガラス基板３０に対向する面には、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子３２が形成されている。より詳しくは、ガラス基板２８上には、ゲート電極３２ｇ、ゲート絶縁膜３４、半導体層３２ａがこの順に積層されており、又、半導体層３２ａのソース領域にはソース電極３２ｓが、又ドレイン領域にはドレイン電極３２ｄが一部重なった状態で形成されている。ソース電極３２ｓは、図示しないデータ線に接続されている。半導体層３２ａ、ソース電極３２ｓ、ドレイン電極３２ｄ、及びゲート電極３２ｇ等により、ＴＦＴ素子３２が構成される。
【００２８】
ＴＦＴ素子３２の上には、ＳｉＯ2又はＳｉＮ等からなる層間絶縁膜３６が形成されている。層間絶縁膜３６は、必要に応じて更に多層とすることもできる。
【００２９】
層間絶縁膜３６上には、光透過性を有するＩＴＯからなる画素電極３８が形成されている。画素電極３８は、層間絶縁膜３６を貫通して設けられたコンタクトホールを介してＴＦＴ素子３２のドレイン電極３２ｄに電気的に接続されている。画素電極３８上には、図示しない配向膜が形成されている。ガラス基板２８から配向膜までの構成要素によって、素子基板１４が構成される。
【００３０】
一方、対向基板１６の基体であるガラス基板３０は薄く研磨されている。ガラス基板３０のうち素子基板１４に対向する面上には、光透過性を有する樹脂からなるオーバーコート４２が形成されている。
【００３１】
オーバーコート４２の上には、ＩＴＯからなる共通電極４４が形成されている。共通電極４４の上には、図示しない配向膜が形成されている。ガラス基板３０から配向膜までの構成要素によって、対向基板１６が構成される。
【００３２】
素子基板１４と対向基板１６との間には、ＴＮモードの液晶１８が配置されている。液晶１８は、画素電極３８と共通電極４４との間に印加される駆動電圧の大きさに応じて配向方向を変え、透過光の偏光状態を上記配向方向に応じて変化させる。又、素子基板１４、対向基板１６の外側には、それぞれ素子基板１４及び対向基板１６に平行に配置された偏光板４６，４８が貼り付けられている。
図４は、本実施形態に係る偏光板４６，４８の光学軸の方向を示す図である。図４中、偏光板４６，４８に付された矢印は透過軸を示す。このように、偏光板４６，４８は透過軸が互いに直交するように配置されている。
【００３３】
図３に戻り、偏光板４８の外側には、カラーフィルタ４０が形成されている。カラーフィルタ４０は、各画素２４の領域に対応している。カラーフィルタ４０は、入射した光のうち特定の波長の光を吸収することにより、透過光を所定の色（例えば赤、緑、又は青）とすることができる。又、隣接する画素２４の間の領域には、遮光性を有する黒色の樹脂からなる遮光層２６が形成されている。
【００３４】
そして、偏光板４６に対向する位置には、面発光体としての面光源装置５０が配置されている。面光源装置５０はエッジライト型である。導光板５２は、屈折率の高い光透過性材料（例えば、アクリル樹脂）によって板状に形成されている。導光板５２の下面には、光を拡散反射させるための拡散反射層５４が設けられている。拡散反射層５４は面光源装置５０の輝度ムラや指向性を緩和するためのものであって、導光板５２の下面に拡散性塗料をドット印刷したものや、切削加工によって表面粗度を高くしたもの等があり、蛍光管（冷陰極管）５６からの距離に応じてパターンが変化している。導光板５２の一方側面（入射側端面）には蛍光管５６が配置されており、蛍光管５６の外周部から導光板５２の下面にかけては反射シート５８が配設されている。又、導光板５２の上面（光射出面）には拡散板６０が設けられている。
【００３５】
蛍光管５６から出た光は入射側端面から導光板５２内に入射する。光は導光板５２内に閉じ込められて導光板５２の上面（光射出面）及び下面（拡散反射層５４）で反射を繰り返し、光射出面に対する入射角が全反射の臨界角よりも小さくなると光射出面から射出され、拡散板６０を透過することによって均等拡散光（ランバート光）として放射される。尚、反射シート５８は蛍光管５６の光を効率的に導光板５２に導くため、及び導光板５２の下面から光が射出されるのを阻害して光射出面から１００％光を取り出せるようにするためにある。このようなエッジライト型の面光源装置５０は薄型化に適している。液晶装置１０は、偏光板４６，４８の偏光選択機能と、液晶１８の偏光変換機能とを用いて表示を行う装置である。
【００３６】
ここで、図３及び図４を参照しながら、液晶装置１０の表示原理について説明する。面光源装置５０から入射した入射光６２が、素子基板１４を透過して、液晶１８に入射する。ここで、液晶１８がＯＦＦ状態である場合には、偏光板４６を透過した直線偏光は、液晶１８の旋光性によってこれに直交する直線偏光に変換され、偏光板４８を透過して観察者に視認される。すなわち、液晶１８がＯＦＦ状態である場合には、明表示が行われる。他方で、液晶１８がＯＮ状態である場合には、偏光板４６を透過した直線偏光は、液晶１８によっては偏光変換を受けずに透過し、偏光板４８によって吸収される。すなわち、液晶１８がＯＮ状態である場合には、観察者側に光が透過せず、暗表示が行われる。
【００３７】
このように、偏光板４６，４８間の外にカラーフィルタ４０が配置されていることによって、カラーフィルタ４０による偏光解消がなくなり、面光源装置５０の利用効率を向上させることができる。これにより、面光源装置５０の光量を節約することができ、ひいては消費電力を低減させることができる。
【００３８】
（液晶装置の製造方法）
続いて、図５を参照しながら、上記液晶装置１０の製造方法について説明する。
図５は、本実施形態に係る液晶装置１０の製造方法を示すフローチャートである。図５において、工程Ｐ１１及び工程Ｐ１２は、素子基板１４を製造するための工程であり、工程Ｐ２１及び工程Ｐ２２は、対向基板１６を製造するための工程である。工程Ｐ３１〜工程Ｐ３４は、素子基板１４と対向基板１６とを組み合わせて液晶装置１０を製造するための工程である。工程Ｐ１１及び工程Ｐ１２と、工程Ｐ２１及び工程Ｐ２２とは、それぞれ独立に行われる。
【００３９】
先ず、工程Ｐ１１では、ガラス基板２８に、ＴＦＴ素子３２や各種配線、層間絶縁膜３６等を含む回路素子層を形成する。
【００４０】
次に、工程Ｐ１２では、層間絶縁膜３６上に画素電極３８を形成する。尚、工程Ｐ１２に続いて、配向膜の塗付やラビング処理が行われ、工程Ｐ１１及び工程Ｐ１２を経て、素子基板１４が完成する。
【００４１】
一方、工程Ｐ２１では、ガラス基板３０上にオーバーコート４２を形成する。この工程は、スピンコート法やフォトリソグラフィー法等を用いて行われる。
【００４２】
次に、工程Ｐ２２では、オーバーコート４２に積層して共通電極４４を形成する。尚、工程Ｐ２２に続いて、配向膜の塗付やラビング処理が行われ、工程Ｐ２１及び工程Ｐ２２を経て、対向基板１６が完成する。
【００４３】
工程Ｐ３１では、素子基板１４と対向基板１６とを貼り合わせる。貼り合わせは、素子基板１４又は対向基板１６にシール材１２を塗布し、アライメント（位置合わせ）をした後、素子基板１４と対向基板１６とを接触、圧着して行われる。
【００４４】
工程Ｐ３２では、シール材１２の開口部（注入口）から素子基板１４と対向基板１６との間に液晶１８を注入し、注入口を封止する。
【００４５】
工程Ｐ３３では、素子基板１４及び対向基板１６の外側に、それぞれ偏光板４６，４８を貼り付ける。
【００４６】
工程Ｐ３４では、偏光板４８上にカラーフィルタ４０及び遮光層２６を形成する。この工程は、スピンコート法やフォトリソグラフィー法等を用いて行われる。その後、適宜面光源装置５０を取付けて液晶装置１０が完成する。
【００４７】
上記は、貼り合わせ後に液晶１８を注入する方式の製造方法であるが、これに代えて、貼り合わせ前に素子基板１４又は対向基板１６に液晶１８を滴下し、その後両基板を貼り合わせる方式で製造することもできる。
【００４８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図面を参照して説明する。
図６は、本実施形態に係る画素２４の詳細な構成を示す模式断面図であり、液晶装置６４を、ある画素２４において列方向に沿って切断したときの様子を示している。尚、本実施形態の液晶装置６４は、第１の実施形態に係る液晶装置１０と同様、ＴＦＴアクティブマトリクス方式の透過型液晶装置であり、その特徴とするところは、カラーフィルタ４０と偏光板４６，４８との位置関係にある。従って本実施形態の液晶装置６４の基本構成は第１の実施形態の液晶装置１０と同様であるから、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略若しくは簡略する。
【００４９】
本実施形態の液晶装置６４は、図６に示すように、偏光板４６の外側には、カラーフィルタ４０が形成されている。カラーフィルタ４０は、各画素２４の領域に対応している。カラーフィルタ４０は、入射した光のうち特定の波長の光を吸収することにより、透過光を所定の色（例えば赤、緑、又は青）とすることができる。素子基板１４の基体であるガラス基板２８は薄く研磨されている。
【００５０】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について図面を参照して説明する。
図７は、本実施形態に係る画素２４の詳細な構成を示す模式断面図であり、液晶装置６６を、ある画素２４において列方向に沿って切断したときの様子を示している。尚、本実施形態の液晶装置６６は、第１の実施形態に係る液晶装置１０と同様、ＴＦＴアクティブマトリクス方式の透過型液晶装置であり、その特徴とするところは、カラーフィルタ４０と偏光板４６とワイヤーグリッド偏光素子６８との位置関係にある。従って本実施形態の液晶装置６６の基本構成は第１の実施形態の液晶装置１０と同様であるから、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略若しくは簡略する。
【００５１】
本実施形態の液晶装置６６は、図７に示すように、対向基板１６の基体であるガラス基板３０のうち素子基板１４に対向する面上には、カラーフィルタ４０が形成されている。カラーフィルタ４０は、入射した光のうち特定の波長の光を吸収することにより、透過光を所定の色（例えば赤、緑、又は青）とすることができる。又、隣接する画素２４の間の領域には、遮光性を有する黒色の樹脂からなる遮光層２６が形成されている。カラーフィルタ４０上には、光透過性を有する樹脂からなるオーバーコート４２が形成されている。
【００５２】
オーバーコート４２の上には、複数の微細ワイヤーを含んだ偏光分離機能を備えるワイヤーグリッド偏光素子６８が形成されている。ワイヤーグリッド偏光素子６８上には、光透過性を有する樹脂からなる絶縁層６９が形成されている。
【００５３】
絶縁層６９の上には、ＩＴＯからなる共通電極４４が形成されている。共通電極４４の上には、図示しない配向膜が形成されている。ガラス基板３０から配向膜までの構成要素によって、対向基板１６が構成される。
【００５４】
ワイヤーグリッド偏光素子６８は、偏光分離機能を備える光学素子である。これは、光の波長より短いピッチで並べられた多数の導体の微細ワイヤーを持つ素子であり、入射光のうち微細ワイヤーに平行な偏光軸を有する成分を反射すると共に、微細ワイヤーに垂直な偏光軸を有する成分を透過する性質を持っている。
【００５５】
図８は、本実施形態に係るワイヤーグリッド偏光素子６８の機能を示す図である。図８に示すように、ワイヤーグリッド偏光素子６８への入射光７０は、微細ワイヤーと平行な偏光軸を有する成分ｐがワイヤーグリッド偏光素子６８によって反射され、微細ワイヤーと垂直な偏光軸を有する成分ｓがワイヤーグリッド偏光素子６８を透過する。すなわち、ワイヤーグリッド偏光素子６８は偏光分離機能を備えており、入射光７０を、偏光状態の異なる反射光７０ｒ及び透過光７０ｔに分離することができる。入射光７０は、ワイヤーグリッド偏光素子６８において、微細ワイヤーと平行な偏光軸を有する成分が反射され、微細ワイヤーと垂直な偏光軸を有する成分が透過する。以上から、上記ワイヤーグリッド偏光素子６８によれば、入射光７０を偏光状態の異なる反射光７０ｒ及び透過光７０ｔに分離することができる。偏光板４６及びワイヤーグリッド偏光素子６８は透過軸が互いに直交するように配置されている。
【００５６】
ここで、図７を参照しながら、液晶装置６６の表示原理について説明する。面光源装置５０から入射した入射光６２が、素子基板１４を透過して、液晶１８に入射する。ここで、液晶１８がＯＦＦ状態である場合には、偏光板４６を透過した直線偏光は、液晶１８の旋光性によってこれに直交する直線偏光に変換され、ワイヤーグリッド偏光素子６８を透過して観察者に視認される。すなわち、液晶１８がＯＦＦ状態である場合には、明表示が行われる。他方で、液晶１８がＯＮ状態である場合には、偏光板４６を透過した直線偏光は、液晶１８によっては偏光変換を受けずに透過し、ワイヤーグリッド偏光素子６８によって反射される。すなわち、液晶１８がＯＮ状態である場合には、観察者側に光が透過せず、暗表示が行われる。
【００５７】
以上のような構成の液晶装置６６は、偏光分離機能を備えるワイヤーグリッド偏光素子６８を対向する基板の内面に備えるため、薄型化を実現することができると共に、基板の厚さに起因する視差等のない、高品位な表示を行うことができる。
【００５８】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について図面を参照して説明する。
図９は、本実施形態に係る画素２４の詳細な構成を示す模式断面図であり、液晶装置７８を、ある画素２４において列方向に沿って切断したときの様子を示している。図１０は、本実施形態に係る液晶装置７８のレンズアレイシート（収束レンズ）８０を備えた面光源装置を示す図であり、（Ａ）は一部破断した分解斜視図、（Ｂ）はレンズアレイシート８０の作用説明図である。尚、本実施形態の液晶装置７８は、第１の実施形態に係る液晶装置１０と同様、ＴＦＴアクティブマトリクス方式の透過型液晶装置であり、その特徴とするところは、入射光６２の収束にある。従って本実施形態の液晶装置７８の基本構成は第１の実施形態の液晶装置１０と同様であるから、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略若しくは簡略する。
【００５９】
本実施形態の液晶装置７８は、図９に示すように、拡散板６０の前にレンズアレイシート８０を配置した面光源装置８１が設けられている。この面光源装置８１では、図１０（Ａ）に示すように、レンズアレイシート８０で収束させた光を液晶装置７８の画素開口８２へ収束させるようにしている。液晶装置７８は、一方のガラス基板２８の内面には、ＴＦＴ等の電極やＴＦＴをドライブするための配線（ブラックマトリックス部分）８４が設けられており、他方のガラス基板３０の内面には光透過性電極が設けられており、両ガラス基板２８，３０間に形成された隙間には液晶材料が封止されている。又、両ガラス基板２８，３０の外面には偏光板４６，４８が配設されている。従って、液晶装置７８には、電極や配線８４によって囲まれた画素開口８２が形成されている。レンズアレイシート８０には、液晶装置７８の各画素開口８２に対応させて各々マイクロレンズ８６が配列されており、図１０（Ｂ）に示すように、マイクロレンズ８６に入射した光を液晶装置７８の画素開口８２内に収束させることにより、光Ｒが液晶装置７８の電極や配線８４で遮られないようにしている。又、レンズアレイシート８０は、マイクロレンズ８６に入射した光を液晶装置７８の画素開口８２内に収束させるために、マイクロレンズ８６と画素開口８２との間隔は、ガラス基板２８やマイクロレンズ８６よりも屈折率の小さい光透過性材料８８で保持されている。
【００６０】
尚、レンズアレイシート８０は、いわゆる２Ｐ法（Photo-Polymerization法）によって作製することができる。すなわち、レンズアレイシート８０の反転パターンを形成されたスタンパによって、基板の表面に紫外線硬化樹脂のようなエネルギー線硬化樹脂を転写し、基板を通して紫外線のようなエネルギー線を照射して当該樹脂を硬化させ、エネルギー線硬化樹脂によってレンズアレイシート８０を成形する。
【００６１】
この実施形態では、レンズアレイシート８０は、パターン面側を素子基板１４に向けて素子基板１４側に配置されている。導光板５２から射出されて拡散板６０を通過した光（均等拡散光）は、レンズアレイシート８０に入射し、各マイクロレンズ８６によって液晶装置７８の画素開口８２内に効果的に収束され、液晶装置７８の電極や配線８４に遮られることなく液晶装置７８の画素開口８２を透過する（図１０（Ｂ）参照）。
【００６２】
これによれば、液晶装置７８に入射する光は、レンズアレイシート８０によって液晶装置７８の画素開口８２内に収束され、光の利用効率が非常に高くなる。又、液晶装置７８の正面輝度も向上する。更には、正面輝度が向上するので、同じ正面輝度の液晶装置７８を構成する場合でも、面光源装置８１の消費電力を小さくすることができる。
【００６３】
（電子機器）
図１１は、本実施形態に係る電子機器の一例を示す斜視図である。図１１に示す携帯電話（電子機器）１００は、上記実施形態の液晶装置を小サイズの表示部１０２として備え、複数の操作ボタン１０４、受話口１０６、及び送話口１０８を備えて構成されている。上記実施形態の液晶装置は、低電圧、且つ短時間でＯＣＢモードの初期転移動作を円滑に行うことができるので、表示品質に優れた液晶表示部を備えた携帯電話１００を提供することができる。
【００６４】
上記各実施形態の液晶装置は、上記した電子機器に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型或いはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、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、及び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、更に携帯電話用ＬＣＤや車載用ＬＣＤの動画対応を目的とした高速応答ＬＣＤ、フィールドシーケンシャル（ＦＳ）表示方式を用いた３Ｄ液晶ディスプレイや２画面液晶ディスプレイ、及びプロジェクションテレビ向けライトバルブ等、いずれの電子機器においても明るく、高コントラストの優れた表示品質を得ることが可能になっている。
【００６５】
（変形例１）
上記実施形態の液晶装置は、透過型の液晶装置であるが、これに限定する趣旨ではなく、例えば反射型又は半透過反射型の液晶装置としてもよい。
【００６６】
（変形例２）
上記実施形態において、液晶装置の画素２４は、赤、緑、青の画素２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂがストライプ状に配列されているが、これに代えて、図１２に示すようなデルタ配列であってもよい。この配列においては、画素２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂは、三角状に隣接する３つの画素２４をどのように選んでも、必ずその中に画素２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂが一つずつ含まれるように配置されている。こうした構成の液晶装置によっても、カラーフィルタによる偏光解消がなくなり、面光源装置の消費電力を大きくすることなく、光利用効率を向上させ、その正面輝度を高くする高品位な表示を行うことができる。
【００６７】
（変形例３）
上記実施形態の液晶装置は、液晶１８がＯＦＦ状態の場合に明表示を行うノーマリーホワイトモードのものであるが、偏光板４６，４８及びワイヤーグリッド偏光素子６８の光学軸を適宜変更することにより、液晶１８がＯＦＦ状態の場合に暗表示を行うノーマリーブラックモードの装置とすることもできる。
【００６８】
（変形例４）
上記実施形態の液晶装置に含まれる液晶１８のモードは、ＴＮモードに限られず、ＩＰＳ（In Plain Switching）、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）、ＶＡ（Vertical Alignment：垂直配向）、及びＳＴＮ（Super Twisted Nematic）等、種々のモードを採用することができる。カラーフィルタによる偏光解消がなくなり、面光源装置の消費電力を大きくすることなく、光利用効率を向上させ、その正面輝度を高くすることを利用するに際しては、これらのモードのうち、広視野角の得られるＩＰＳ、ＦＦＳ、及びＶＡが好適である。液晶１８を広視野角の得られるモードとすれば、正面から傾いた視角において視認される画像を高輝度且つ高品位に表示することができる。
【００６９】
（変形例５）
上記実施形態の液晶装置に含まれる偏光板４６又は偏光板４８の外側に設けられるカラーフィルタ４０は、偏光板４６又は偏光板４８の外側に配置される基板に形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】第１の実施形態に係る液晶装置の概略構成を示す図。
【図２】第１の実施形態に係る液晶装置の表示領域の拡大平面図。
【図３】第１の実施形態に係る画素の詳細な構成を示す模式断面図。
【図４】第１の実施形態に係る偏光板の光学軸の方向を示す図。
【図５】第１の実施形態に係る液晶装置の製造方法を示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態に係る画素の詳細な構成を示す模式断面図。
【図７】第３の実施形態に係る画素の詳細な構成を示す模式断面図。
【図８】第３の実施形態に係るワイヤーグリッド偏光素子の機能を示す図。
【図９】第４の実施形態に係る画素の詳細な構成を示す模式断面図。
【図１０】第４の実施形態に係る液晶装置のレンズアレイシートを備えた面光源装置を示す図。
【図１１】本実施形態に係る電子機器の一例を示す斜視図。
【図１２】変形例における液晶装置の画素の配置を示す図。
【符号の説明】
【００７１】
１０…液晶装置 １２…シール材 １４…素子基板 １６…対向基板（一方の基板） １８…液晶（液晶層） ２０…ドライバＩＣ ２２…表示領域 ２４…画素 ２６…遮光層（ブラックマスク） ２８，３０…ガラス基板 ３２…ＴＦＴ素子 ３２ａ…半導体層 ３２ｄ…ドレイン電極 ３２ｇ…ゲート電極 ３２ｓ…ソース電極 ３４…ゲート絶縁膜 ３６…層間絶縁膜 ３８…画素電極 ４０…カラーフィルタ ４２…オーバーコート ４４…共通電極 ４６，４８…偏光板 ５０…面光源装置 ５２…導光板 ５４…拡散反射層 ５６…蛍光管（冷陰極管） ５８…反射シート ６０…拡散板 ６２…入射光 ６４，６６…液晶装置 ６８…ワイヤーグリッド偏光素子 ６９…絶縁層 ７０…入射光 ７０ｒ…反射光 ７０ｔ…透過光 ７８…液晶装置 ８０…レンズアレイシート（収束レンズ） ８１…面光源装置 ８２…画素開口 ８４…配線 ８６…マイクロレンズ ８８…光透過性材料 １００…携帯電話（電子機器） １０２…表示部 １０４…操作ボタン １０６…受話口 １０８…送話口。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の基板の間に配置された液晶層と、
前記一対の基板に平行に配置された偏光板と、
前記偏光板を挟んで前記液晶層の反対側に配置されたカラーフィルタと、
を含むことを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶装置において、
前記偏光板は、前記一対の基板のうちの一方の基板の前記液晶層側の面とは反対側に配置されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液晶装置において、
前記カラーフィルタは、各画素の領域に対応し、前記偏光板の外側の基板に形成されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の液晶装置において、
前記一方の基板は薄く研磨されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の液晶装置において、
前記カラーフィルタの外側に配置された面発光体と、
前記面発光体と前記カラーフィルタとの間に、前記面発光体から照射される光を前記画素の領域に収束させる収束レンズと、
を更に含むことを特徴とする液晶装置。
【請求項６】
請求項１に記載の液晶装置において、
前記偏光板は、前記一対の基板のうちの一方の基板の前記液晶層側の面に配置され、
前記カラーフィルタは、前記一方の基板と前記偏光板との間に配置されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項７】
請求項６に記載の液晶装置において、
前記偏光板は、複数の微細ワイヤーを含む、偏光分離機能を有するグリッドであることを特徴とする液晶装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一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。
【請求項１】
対向する一対の基板の間に配置された液晶層と、
前記一対の基板に平行に配置された偏光板と、
前記偏光板を挟んで前記液晶層の反対側に配置されたカラーフィルタと、
を含むことを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶装置において、
前記偏光板は、前記一対の基板のうちの一方の基板の前記液晶層側の面とは反対側に配置されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液晶装置において、
前記カラーフィルタは、各画素の領域に対応し、前記偏光板の外側の基板に形成されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の液晶装置において、
前記一方の基板は薄く研磨されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の液晶装置において、
前記カラーフィルタの外側に配置された面発光体と、
前記面発光体と前記カラーフィルタとの間に、前記面発光体から照射される光を前記画素の領域に収束させる収束レンズと、
を更に含むことを特徴とする液晶装置。
【請求項６】
請求項１に記載の液晶装置において、
前記偏光板は、前記一対の基板のうちの一方の基板の前記液晶層側の面に配置され、
前記カラーフィルタは、前記一方の基板と前記偏光板との間に配置されていることを特徴とする液晶装置。
【請求項７】
請求項６に記載の液晶装置において、
前記偏光板は、複数の微細ワイヤーを含む、偏光分離機能を有するグリッドであることを特徴とする液晶装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−１７５５６９（Ｐ２００９−１７５５６９Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５８６８（Ｐ２００８−１５８６８）
【出願日】平成２０年１月２８日（２００８．１．２８）
【出願人】（３０４０５３８５４）エプソンイメージングデバイス株式会社 (2,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２８日（２００８．１．２８）
【出願人】（３０４０５３８５４）エプソンイメージングデバイス株式会社 (2,386)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]