CN101681048B - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供液晶显示装置，该液晶显示装置降低由于背光源出射光的非对称性引起的显示的不良状况，能够以显示面垂直方向作为中心得到高对称性的亮度。该液晶显示装置具备向液晶面板出射光的背光源；和设置在液晶面板与背光源之间的微透镜阵列，背光源向微透镜阵列射出光，该光的平均传播方向是与垂直于液晶面板的受光面的第一方向不同的第二方向，多个微透镜分别具有相对于与上述受光面垂直并且是通过微透镜的中心的轴非对称的形状，向上述液晶面板射出光，该光的平均传播方向为与上述第二方向相比更靠近上述第一方向的方向。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置，特别涉及包括微透镜阵列的液晶显示装置。
背景技术
近年来，作为监视器、投影仪、便携式信息终端、便携式电话等的显示装置，液晶显示装置被广为利用。一般地，液晶显示装置通过驱动信号使液晶面板的透过率(或反射率)变化，对照射在液晶面板上的来自光源的光的强度进行调制，显示图像或文字。在液晶显示装置中，有直接观察被显示在液晶面板上的图像的直视型显示装置、将显示在液晶面板上的图像利用投影透镜扩大投影在屏幕上的投影型显示装置(投影仪)等。
在液晶显示装置中，通过对矩阵状规则排列的像素的各个施加与图像信号对应的驱动电压，使各像素的液晶层的光学特性变化，利用配置在其前后的偏光元件(典型的是偏光板)，结合液晶层的光学特性，对透过的光进行调光，由此显示图像或文字。通常，在直视型液晶显示装置中，该偏光板分别直接粘合在液晶面板的光入射侧基板(背面基板)和光出射侧基板(正面基板或观察者侧基板)上。
作为对各像素施加独立的驱动电压的方式，有无源矩阵方式和有源矩阵方式。其中，在有源矩阵方式的液晶面板中，需要设置用于对开关元件和像素电极供给驱动电压的配线。作为开关元件，使用MIM(金属——绝缘体——金属)元件等非线性二端子元件或TFT(薄膜晶体管)元件等的三端子元件。
但是，在有源矩阵方式的液晶显示装置中，存在下述问题：若对设置在液晶面板中的开关元件(特别是TFT)入射强光，则OFF状态的元件电阻下降，电压施加时被充电到像素电容中的电荷被放电，不能得到规定的显示状态，因此即使在黑状态下也会漏光，对比度降低。
因此，在有源矩阵方式的液晶面板中，例如为了防止光入射到TFT(特别是通道区域)，在设置有TFT和像素电极的TFT基板、隔着液晶层与TFT基板相对的对置基板，设置有遮光层(黑矩阵)。
此处，在液晶显示装置是反射型液晶显示装置的情况下，若使用反射电极作为遮光层，则有效像素面积不降低。但是，在利用透射光进行显示的液晶显示装置中，由于在不透过光的TFT、栅极总线和源极总线的基础上还设置有遮光层，有效像素面积降低，相对显示区域的全面积的有效像素面积的比率，即开口率降低。
因为液晶显示装置具有轻量并且薄型、消耗电力低的特点，所以作为便携式电话或便携式信息终端等移动设备的显示装置广为使用，但是为了显示信息量的增大、画质提高的目的，对显示装置的高精细化的要求越来越高。一直以来，对例如2～3英寸等级的液晶显示装置，基于240×320像素的QVGA显示为标准，但近年来也制造了进行基于480×640像素的VGA显示的装置。
随着液晶面板的高精细化、小型化的发展，上述开口率的降低成为更大的问题。这是因为，即使想要减小像素间距，但由于电性能和制造技术的制约，不能使TFT、总线等小于某种程度的尺寸。为补偿透过率的降低，可以考虑提高从背光源供给的光的亮度，但因为这会导致消耗电力增大，所以尤其是对于移动设备造成问题。
另外，近年来，作为移动设备的显示装置，半透过型的液晶显示装置得到普及，该半透过型的液晶显示装置在较暗照明下利用背光源的光进行显示，在明亮的照明下通过反射入射到显示面板的光进行显示。在半透过型液晶显示装置中，因为在各个像素具有以反射模式进行显示的区域(反射区域)和以透过模式进行显示的区域(透过区域)，所以通过使像素间距变小，相对显示区域全面积的透过区域面积的比率(透过区域的开口率)显著下降。因此，半透过型液晶显示装置具有下述优点：能够不受限于周围的亮度而实现对比度高的显示，但具有下述问题：若透过区域的开口率变小则亮度降低。
作为改善具有像这样的透过区域的液晶显示装置的光利用效率的方法，专利文献1中公开有下述方法：在液晶面板中，在各个像素设置将光进行聚光的微透镜，使液晶面板的实际有效的开口率提高。另外，在专利文献2中记载有下述方法：利用微透镜将入射光聚光，并且使入射光在与液晶的预倾的方位角对应的方向上倾斜地出射。
专利文献1：特开平5-333328号公报
专利文献2：特开2006-184673号公报
发明内容
作为液晶显示装置用的背光源，有在显示面板的正下方配置光源的正下方型的背光源、在设置于显示面板的正下方的导光板的侧面配置光源的边光方式(导光板方式)的背光源。因为边光方式的背光源比较薄，所以适用于要求装置的小型化的直视型的液晶显示装置、特别是便携用、笔记本式计算机用等的液晶显示装置。
另外，在直视型的液晶显示装置中应用微透镜的情况下，作为使用的背光源，优选使用下述光源：能够出射尽可能接近平行光并且指向性强的光，即在与显示面垂直的方向具有较强指向性的光。作为像这样的背光源的一例，有利用逆棱镜(TL：Turnning Lens或RP：ReversedPrism)的边光方式的背光源。
图6是示意性表示这样的背光源的一例的截面图。如图所示，该背光源10具备：导光板12；配置在导光板12的一个侧面的作为光源的LED14；配置在导光板12下的反射板16；和配置在导光板12上(液晶面板侧)的棱镜片18。
在面向反射板16的导光板12的下部挖有锯齿状的槽(间隙)20，其结果为，在导光板12的底面22，形成有倾斜角度θ不同的多个倾斜面24。此处，多个倾斜面24以倾斜角度θ随着从LED14远离而变大的方式形成。棱镜片18在下方向具有尖锐的棱镜部26。另外，也可以代替LED14而使用冷阴极管作为光源，也可以将LED14配置在被导光板12的两个侧面夹着的角部。
从LED14射出的光在被反射板16或导光板12的倾斜面24反射后，通过导光板12的上表面(出射面)25，由棱镜片18的棱镜部26折射，从出射面28朝向配置在其上部的液晶面板射出。
导光板12与棱镜片18之间的间隙和槽20被空气充满。从LED14发出的光中，以临界角(Critical Angle)以上的角度入射到导光板12的底面22和上表面25的光被这些面全反射。另一方面，以比临界角小的角度入射的光的一部分被反射，剩余的部分被折射并从底面22或上表面25射出。从底面22射出的光被反射板16反射从而再次入射到导光板12，从上表面25射出的光朝向棱镜片18。
通过这样的结构，在导光板12中传播的光在反复进行反射和折射的同时，逐渐地向棱镜片18射出，但这时，从导光板12射出的光具有从上表面25的面垂直方向倾斜的方向的指向性。如图所示，在使上表面25的面垂直方向为视野角0°、使沿着上表面25从LED14远离的方向(图中从左向右的方向)为视野角90°的情况下，该指向性的方向成为视野角45°以上且不足90°的方向。
此处，光“具有指向性”表示：射出的光相对于某特定的方向具有较强的强度，指向性的强度，即相对于特定的方向具有多大强度的方向性，如后文使用图8所说明那样，由出射光的强度分布的半值宽度角表示。另外，此处将由半值宽度角的中心值表示的方向定义为“指向性的方向”。
接着，使用图7说明棱镜片18对从导光板12的上表面25射出的光的作用。
图7是表示由棱镜片18的棱镜部26的表面30反射或者折射的光的行为的图。
如图所示，以临界角θC以上的角度θa入射到棱镜部26的表面30的光La在表面30被全反射，其全部的光La′前往液晶面板。另一方面，入射角比临界角θC小的光Lb通过表面30被分离为反射光Lb′和折射光Lb″。
光通过棱镜片18的表面30像这样被反射和折射，并且，由于入射到棱镜片18的光具有如上所述的方向的指向性，因此从棱镜片18朝向液晶面板的光的较多部分，成为在比0°大的视野角方向上传播。换言之，从棱镜片18朝向液晶面板的光的平均的传播方向，成为比0°大的视野角方向，其指向性的方向也成为比0°大的视野角方向。
另外，因为棱镜部30具有向下尖锐的形状，所以通过棱镜片18的光中，几乎不含有朝向比表面30的倾斜角度θs大的方位角方向的光。于是，从背光源10射出的光的亮度在θs～90°的视野角范围和-θs～-90°的视野角范围中非常低。
图8是表示从背光源10朝向液晶面板的出射光的亮度的视野角依存性的图。如图所示，虽然亮度的半值角为θ1和-θ2，但是θ1比θ2大，因此，半值角宽度的中心θm比0°大。这表示出射光的亮度分布在以视野角0度为基准的情况下具有非对称性，并且表示出射光的指向性的方向在正的视野角一侧，另外还表示出射光的平均的传播方向不是视野角0°方向，而是朝向比其更大的方向。
为了利用具有微透镜的液晶显示装置进行高画质的显示，要求：从背光源入射到微透镜的光是尽可能垂直于显示面而入射的平行光，并且是亮度分布没有偏颇的均匀光。但是，在背光源10的出射光具有如上所述的非对称性的情况下，基于液晶显示装置的显示也出现亮度的非对称性，成为视野角特性不均匀、亮度不均较多的显示。
这样的问题的考察和解决方法在上述的专利文献中完全没有暗示。专利文献2中虽然记载了利用微透镜使光倾斜地射出的方法，但此处入射到微透镜的光是与整个显示面垂直地入射的光，完全没有提及上述问题和对其解决方法的暗示。
本申请的发明者们注意到：在具备背光源10的液晶显示装置中发生如上所述的亮度的非对称性的问题，注意到：为了利用这样的液晶显示装置进行质量极高的显示，需要解决该非对称性问题。
本发明鉴于上述问题而完成，其目的是提供一种液晶显示装置，该液晶显示装置能够降低因背光源出射光的非对称性而产生的显示的不良状况，能够实现显示不均较少的高亮度的显示。
本发明的液晶显示装置包括：液晶面板，其具有一对基板和配置在上述一对基板之间的液晶层；将从光源射出的光朝向上述液晶面板射出的背光源；和设置在上述液晶面板与上述背光源之间的、具有多个微透镜的微透镜阵列，上述背光源向上述微透镜阵列射出光，该光的平均传播方向是与垂直于上述液晶面板的受光面的第一方向不同的第二方向，上述多个微透镜分别具有相对于与上述受光面垂直并且是通过微透镜的中心的轴非对称的形状，向上述液晶面板射出光，该光的平均传播方向为与上述第二方向相比更靠近上述第一方向的方向。
某实施方式中，上述背光源具有：对从上述光源射出的光进行导光的导光板、反射板、配置在上述导光板与上述微透镜阵列之间的多个棱镜，在使从上述光源朝向上述导光板的光的传播方向为第三方向的情况下，上述第二方向为从上述第一方向向上述第三方向侧倾斜的方向。
某实施方式中，从上述背光源射出的光的指向性的方向，与上述第一方向相比偏向上述第三方向，从上述微透镜阵列射出的光的指向性的方向与从上述背光源射出的光的指向性的方向相比更靠近上述第一方向。
某实施方式中，上述多个微透镜各自的受光面包括：具有第一曲率的第一曲面；和形成在与上述第一曲面相比距离上述光源更远侧、并且具有与上述第一曲率不同的第二曲率的第二曲面。
某实施方式中，在从与上述一对基板的面垂直的方向看的情况下，上述第二曲面的面积比上述第一曲面的面积大。
某实施方式中，上述多个微透镜各自的受光面在上述第一曲面与上述第二曲面之间具有平坦面。
某实施方式中，在从与上述一对基板的面垂直的方向看的情况下，上述第一曲面相对上述平坦面的面积比为0.2以上0.6以下，上述第二曲面相对上述平坦面的面积比为0.3以上0.8以下。
某实施方式中，上述第一曲面的曲率半径为30μm以上40μm以下，上述第二曲面的曲率半径为50μm以上60μm以下。
根据本发明，能够在利用具有非对称形状的微透镜使背光源出射光向像素聚光的同时，修正从背光源供给的光具有的指向性的方向的偏离(从受光面垂直方向的偏差)，或出射光具有的关于视野角的非对称性(或平均传播方向的偏离)。因此，能够提供不使用用于修正背光源出射光的特别部件，而在显示面整体中显示不均少、高亮度、高品质的显示。
附图说明
图1是示意性表示实施方式的液晶显示装置的结构的截面图。
图2是表示实施方式的微透镜的截面形状的图。
图3是表示实施方式的背光源出射光的亮度的视野角依存性的图。
图4是用于说明参考例的通过微透镜的光的路径的图，(a)表示微透镜的截面形状和通过此处的光的路径，(b)～(d)表示通过微透镜后的光的视野角特性。
图5是用于说明实施方式的通过微透镜的光的路径的图，(a)表示微透镜的截面形状和通过此处的光的路径，(b)～(d)表示通过微透镜后的光的视野角特性，(e)表示通过微透镜后所有的光的视野角特性。
图6是示意性表示背光源的一例的截面图。
图7是表示由背光源的棱镜片的棱镜部26反射或折射的光的行为的图。
图8是表示从背光源向液晶面板的出射光的亮度的视野角依存性的图。
符号说明
10、背光源
12、导光板
14、LED
16、反射板
18、棱镜片
20、槽(间隙)
22、底面
24、倾斜面
25、上表面(出射面)
26、棱镜部
28、出射面
50、液晶显示面板
51、液晶面板
52、微透镜阵列
52a、微透镜
53、支承体
54、正面侧光学膜
55、背面侧光学膜
56、保护层
57、58、粘着层
60、电元件基板
62、对置基板
64、液晶层
66、片材
70、受光面(底面)
71、轴
75、75′、76、76′、曲面
77、77′、平坦面
100、液晶显示装置
具体实施方式
以下，参照附图对基于本发明的液晶显示装置的实施方式进行说明。
图1是示意性表示本实施方式的液晶显示装置100的结构的截面图。如图所示，液晶显示装置100具备：液晶显示面板(附有微透镜的液晶面板)50；和配置在液晶显示面板50下方(与显示面相反侧的面一侧)的背光源10。因为背光源10与使用图6所说明的光源相同，此处省略其结构的说明。如同上文使用图8进行的说明，背光源10的出射光的指向性的方向向正的视野角侧倾斜。
液晶显示面板50包括：具有配置为矩阵状的多个像素的液晶面板(粘合基板)51；包括设置于液晶面板51的受光面(与纸面垂直地延伸的液晶面板51的底面)的多个微透镜52a的微透镜阵列52；设置在微透镜阵列52的周边区域的支承体53；设置在液晶面板51的观察者侧(图的上侧)的正面侧光学膜54；设置在微透镜阵列52的光入射侧的背面侧光学膜55；和配置在背面侧光学膜55与微透镜阵列52之间的保护层56。
保护层56由光硬化性树脂形成，与微透镜阵列52和支承体53接触而设置。保护层56与微透镜阵列52按照保护层56仅在各微透镜52a的顶点附近接触的方式粘合，在微透镜阵列52与保护层56之间形成有包含空气的间隙。
正面侧光学膜54通过粘着层57粘贴在液晶面板51上，背面侧光学膜55通过粘着层58粘贴在保护层56上。另外，正面侧光学膜54和背面侧光学膜55分别具备透过直线偏振光的偏光薄膜。
保护层56由可见光的透过率高的丙烯酸类或环氧类的UV硬化树脂形成，也能够由热硬化性树脂形成。保护层56和支承体53优选由与微透镜52a相同的材料、或具有与构成微透镜52a的材料的折射率大致相同的折射率的材料形成。
液晶面板51包括：在每个像素形成有开关元件(例如TFT、MIM元件等)的电元件基板60；对置基板62，例如彩色滤光片基板(CF基板)；和液晶层64。液晶层64包括被密封入电元件基板60与对置基板62之间的液晶材料，通过设置在外周部的片材66密封。
微透镜阵列52的微透镜52a是与在液晶面板51上矩阵状配置的像素的列(图的纸面垂直方向)对应地延伸的双凸透镜。像素间距(一个像素的宽度)为大约170μm，微透镜52a的宽度也与像素间距对应。
图1中表示了微透镜52a的、在与其延伸方向垂直的面的截面形状，使用图2说明其截面形状的细节。另外，也能够使微透镜52a成为分别与一个像素对应的微透镜。
图2是表示微透镜52a的截面形状的图。如图所示，微透镜52a具有相对于轴71为非对称的形状，该轴71与液晶面板51的受光面(底面)70垂直并且通过微透镜的中心。另外，微透镜52a具有相对于与液晶面板51的受光面垂直并且通过微透镜的中心的面也为非对称的形状。
微透镜52a的受光面(下侧的面)具有：曲率半径R(a)的曲面(第一曲面)75；与R(a)不同的曲率半径R(b)的曲面(第二曲面)76；和在曲面75与曲面76之间的平坦面77。曲面75是与曲面76相比更靠近背光源10的光源14一侧的侧面。
曲面76具有比曲面75大的曲率半径(较小的曲率)，在像素间距为170μm的情况下，曲面75的曲率半径R(a)为例如35μm，曲面76的曲率半径R(b)为例如55μm，微透镜52a的高度为例如25.0μm。另外，优选的是，曲面75的曲率半径R(a)为30μm以上40μm以下，曲面76的曲率半径R(b)为501μm以上60μm以下，微透镜52a的高度为10μm以上35μm以下。但是，微透镜52a的最佳的形状并不限定于此，微透镜52a能够根据像素间距、像素的开口形状、所要求的特性等而形成为其它形状。
微透镜52a以下述方式形成：当从与液晶面板51的受光面70垂直的方向、或者与电元件基板60或对置基板62的面垂直的方向(以下，称为与基板面垂直的方向)看时，曲面76的面积比曲面75的面积大。
例如，在使像素间距为170μm、曲面75的曲率半径R(a)为30μm、曲面76的曲率半径R(b)为50μm、微透镜52a的高度(厚度)为20μm的情况下，从与基板面垂直的方向看时的曲面75和曲面76相对平坦面77的面积比分别为0.28和0.39(曲面75∶平坦面77∶曲面76＝0.28∶1.0∶0.39)。另外，在使像素间距为170μm、曲面75的曲率半径R(a)为40μm、曲面76的曲率半径R(b)为60μm、微透镜52a的高度(厚度)为30μm的情况下，从与基板面垂直的方向看时的曲面75和曲面76相对平坦面77的面积比分别为0.49和0.66(曲面75∶平坦面77∶曲面76＝0.49∶1.0∶0.66)。
微透镜52a的表面的面积比并不限定于上述情况，能够根据微透镜52a的形状、像素间距、所要求的特性等采用其它的面积比，但根据本申请发明者的研讨可知，通过使曲面75和曲面76相对平坦面77的面积比分别为0.2以上0.6以下和0.3以上0.8以下(曲面75∶平坦面77∶曲面76＝0.2～0.6∶1.0∶0.3～0.8，并且曲面75的面积＜曲面76的面积)，能够得到背光的修正效果。另外可知，若使曲面75和曲面76相对平坦面77的面积比分别为0.28以上0.49以下和0.39以上0.66以下(曲面75∶平坦面77∶曲面76＝0.28～0.49∶1.0∶0.39～0.66，并且曲面75的面积＜曲面76的面积)，则能够得到更优异的修正效果。
另外，平坦面77并不一定必须与液晶面板51的受光面70平行地形成，为得到改善视野角的非对称性的效果，也能够将平坦面77的左端部(连着曲面75的端部)形成为比右端部高(远离受光面70)。
曲面75和曲面76的任一个都不必一定具有单一曲率，分别可以包括具有多种曲率的多个曲面。在这种情况下，曲面75的曲率半径R(a)为35μm意味着曲面75所包括的多个曲面的平均曲率半径为35μm，同样的，曲面76的曲率半径R(b)为55μm意味着曲面76所包括的多个曲面的平均曲率半径为55μm。
另外，微透镜52a的受光面不必一定仅由曲面75、曲面76和平坦面77占据，在曲面75或曲面76与平坦面77之间，或者，在曲面75或曲面76与受光面端部之间，也可以包括其它的曲面。另外，基于本申请发明的微透镜52a也能够包括不具有平坦面77的微透镜。
接着，对从本实施方式的背光源10供给的光的指向性进行说明。
图3是表示背光源10的出射光的亮度的视野角依存性的图。如上文使用图8进行的说明，该出射光的指向性的方向向正的视野角侧倾斜。在本实施方式中，亮度的半值角为17°和-10°，半值角宽度的中心为3.5°。
这表示，出射光的平均传播方向朝向正的视野角方向。即，背光源10朝向微透镜阵列52射出光，该光的平均传播方向与垂直于液晶面板的受光面70的方向(第一方向)相比向正的视野角方向倾斜(朝向与第一方向不同的第二方向的光)。换言之，背光源10的出射光的平均的传播方向不是受光面70的面垂直方向(第一方向)，而是与该方向相比向视野角90°的方向(从光源14射出并且朝向导光板12的光的传播方向：第三方向)倾斜的方向。
接着，对通过微透镜52a的光的路径进行说明。
图4是用于说明通过参考例的微透镜52a′的光的路径的图，(a)表示微透镜52a′的截面形状和通过该微透镜52a′的光的路径，(b)～(d)表示通过微透镜52a′后的光的视野角特性。
如图4(a)所示，微透镜52a′与本实施方式的微透镜52a不同，具有相对于与液晶面板51的受光面(底面)70垂直并且通过微透镜的中心的轴对称的形状。微透镜52a′的受光面由具有相互相同的曲率半径的曲面75′和曲面76′、以及配置在曲面75′与76′之间的平坦面77′构成。曲面75′和曲面76′的曲率半径均在40～50μm的范围内。平坦面77′是与液晶面板51的受光面70平行的面。在从垂直于基板面的方向看时，曲面75′的面积与曲面76′的面积相等。
入射到微透镜52a′的曲面75′的光Ll′通过透镜被折射而向偏右的方向(视野角为正的方向)前进，入射到曲面76′的光Lr′通过透镜被折射而向偏左的方向(视野角为负的方向)前进。入射到平坦面77′的光Lm′不被透镜折射而直线前进。另外，图中各个光的路径以一根箭头表示，但实际上这些光是扩散传播的，通过透镜后也扩散传播。
图4(b)～(d)分别表示通过微透镜52a′后的光Ll′、Lm′和Lr′的亮度的视野角特性。图中以θl′、θm′和-θr′分别表示通过微透镜52a′后的光Ll′、Lm′和Lr′的视野角半值宽度的中心。
通过微透镜52a′，光Ll′的指向性的方向向正的视野角侧(图的右侧)倾斜，光Lr′的指向性的方向向负的视野角侧(图的左侧)倾斜。光Lm′的指向性的方向不变化，具有与通过透镜前的指向性几乎相同的指向性。但是，因为来自背光源10的光已经向正的视野角侧具有较强的指向性，所以各光的视野角半值宽度的中心θl′、θm′和-θr′成为：θl′＞0、θm′＞0、-θr′＜0、θl′＞θr′。
这表示，光Ll′和Lm′向正的视野角方向具有较强的指向性，光Lr′向负的视野角方向具有较强的指向性，以及，光Ll′的向正方向的指向性比Lr′的向负方向的指向性强。因此，通过微透镜52a′的全部的光(Ll′、Lm′和Lr′的合成光)依然具有正的视野角方向的指向性。
为了除去像这样在通过光中依然残留的指向性的偏离，本实施方式的微透镜52a具有使用图2所说明的形状。
图5是用于说明通过本实施方式的微透镜52a的光的路径的图，(a)表示微透镜52a的截面形状和通过此处的光的路径，(b)～(d)表示通过微透镜52a后的光的视野角特性，(e)表示通过微透镜52a后的全部的光的视野角特性。
如图5(a)所示，入射到微透镜52a的曲面75的光Ll通过透镜被折射，向偏右的方向(视野角为正的方向)前进，入射到曲面76的光Lr通过透镜被折射向偏左的方向(视野角为负的方向)前进。入射到平坦面77的光Lm通过透镜不被折射而直线前进。如图5(b)～(d)所示，通过微透镜52a后的光Ll、Lm和Lr的视野角半值宽度的中心分别为θl、θm和-θr，θl＞0、θm＞0和-θr＜0的关系成立。
由于曲面75的曲率半径比曲面76的曲率半径小，透过曲面75的光Ll与透过曲面76的光Lr相比以较大的角度折射。因此，θl＞θr的关系成立。但是，由于具有这样的曲率，如上所述曲面76的面积比曲面75的面积大，所以光Lr的量比光Ll的量多。于是，透过微透镜52a的光整体的指向性的方向与入射光整体相比，向负的一侧移动。另外，在与图4(b)～(d)所示的参考例的视野角特性相比较的情况下，曲面75的面积比曲面75′的面积小，曲面76的面积比曲面76′的面积大，因此与参考例相比，透过微透镜52a的光整体的指向性的方向向负的一侧移动。
像这样，相对透过微透镜52a的全部光的通过曲面76的光Lr的量增加，以及，光Lr的视野角半值宽度的中心更加向负的方向移动，由此，在考虑全体透过光的情况下，与参考例相比本实施方式的微透镜能够使光的指向性的方向更加向负的方向倾斜。另外，通过使曲面75和曲面76具有如上所述的曲率，能够对透过光的波形进行适当的微调整。
图5(e)是表示透过光整体的亮度的视野角特性的图。如图所示，透过光整体的视野角半值宽度大致为-12°～12°的宽度，其中心值大致成为0°。这表示，透过光是几乎没有指向性的偏离的、指向性充分强的光。
若将图3所示的背光源10的出射光的亮度特性与图5(e)所示的微透镜52a的透过光的亮度特性进行比较，能够知道，从背光源10射出的、平均传播方向向正的视野角侧倾斜(向第二方向倾斜)的光，通过具有非对称形状的微透镜52a，而成为该光的平均传播方向更加接近受光面70的面垂直方向(第一方向)的光，或者该光的平均传播方向成为面垂直方向的光。换言之，由于透过微透镜52a，具有向正的视野角侧倾斜的方向的指向性的光成为具有更加与面垂直方向接近的方向的指向性的光。
根据本发明，利用微透镜，能够在使背光源出射光向像素聚光的同时，能够矫正出射光所具有的与视野角相关的非对称性或者平均传播方向的偏离。于是，能够提供在显示面整体中显示不均少、亮度高、高品质的液晶显示装置。
产业上的可利用性
本发明使液晶显示装置的显示品质提高，特别是能够使半透过型液晶显示面板等开口率比较小的液晶显示面板和液晶显示装置的品质提高。

Claims (6)

1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
液晶面板，其具有一对基板和配置在所述一对基板之间的液晶层；
将从光源射出的光朝向所述液晶面板射出的背光源；和
设置在所述液晶面板与所述背光源之间的、具有多个微透镜的微透镜阵列，
所述背光源向所述微透镜阵列射出光，该光的平均传播方向是与垂直于所述液晶面板的受光面的第一方向不同的第二方向，
所述多个微透镜分别具有相对于与所述受光面垂直的并且通过微透镜的中心的轴非对称的形状，向所述液晶面板射出光，该光的平均传播方向为与所述第二方向相比更靠近所述第一方向的方向，
所述多个微透镜各自的受光面包括：具有第一曲率的第一曲面；和形成在与所述第一曲面相比距离所述光源更远侧、并且具有与所述第一曲率不同的第二曲率的第二曲面，
在从与所述一对基板的面垂直的方向看的情况下，所述第二曲面的面积比所述第一曲面的面积大。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述背光源具有：对从所述光源射出的光进行导光的导光板、反射板、和配置在所述导光板与所述微透镜阵列之间的多个棱镜，
在使从所述光源朝向所述导光板的光的传播方向为第三方向的情况下，所述第二方向为从所述第一方向向所述第三方向侧倾斜的方向。
3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：
从所述背光源射出的光的指向性的方向，与所述第一方向相比偏向所述第三方向，从所述微透镜阵列射出的光的指向性的方向与从所述背光源射出的光的指向性的方向相比更靠近所述第一方向。
4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述多个微透镜各自的受光面在所述第一曲面与所述第二曲面之间具有平坦面。
5.如权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于：
在从与所述一对基板的面垂直的方向看的情况下，所述第一曲面相对所述平坦面的面积比为0.2以上0.6以下，所述第二曲面相对所述平坦面的面积比为0.3以上0.8以下。
6.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述第一曲面的曲率半径为30μm以上40μm以下，所述第二曲面的曲率半径为50μm以上60μm以下。
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