JP2009098541A - Display device, and method for manufacturing display device - Google Patents

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映保 楊
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勝 樋口
Hiromasa Suzuki
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device capable of effectively utilizing the light of a back light. <P>SOLUTION: A liquid crystal display device 1 comprises; an incident side glass substrate 23 which has been subjected to patterning in such a manner that a light transmission part 39a and a reflection part 39b are constituted in each of a plurality of sub-pixels 48; a light source 7; a light guide plate 9 which is disposed to face the back of the incident side glass substrate 23, and guides the light of the light source 7; a prism sheet 13 which is arranged between the incident side glass substrate 23 and the light guide plate 9, and in which a plurality of triangular prisms 13a projecting to the light guide plate 9 side and each having a slope which intersects diagonally with respect to the prescribed direction are arrayed in the prescribed direction, and transmits the light guided by the light guide plate 9 to the incident side glass substrate 23 side; and first lenses 29 and second lenses 25 arrayed between the incident side glass substrate 23 and the prism sheet 13 and functions as a condenser lens which condenses the light transmitted through the prism sheet 13 to light transmission parts 39a of the plurality of sub-pixels 48. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示装置等の表示装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a display device such as a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same.

いわゆる透過型又は半透過型の液晶表示装置のように、バックライトからの光を画素毎に透過させて表示を行う表示装置が知られている。このような表示装置の各画素には、各画素の輝度を制御するための駆動回路が設けられたり、表示装置外部からの光を反射するための反射領域が設けられることから、バックライトからの光が透過する透光領域と、バックライトからの光が遮断される遮光領域とが形成される。このため、バックライトの光量に比較して、実際の画素の輝度は低下しており、バックライトの光が有効に利用されていない。   A display device that performs display by transmitting light from a backlight for each pixel, such as a so-called transmissive or transflective liquid crystal display device, is known. Each pixel of such a display device is provided with a drive circuit for controlling the luminance of each pixel or a reflection region for reflecting light from the outside of the display device. A light-transmitting region through which light is transmitted and a light-blocking region in which light from the backlight is blocked are formed. For this reason, compared with the light quantity of a backlight, the brightness | luminance of an actual pixel has fallen and the light of a backlight is not utilized effectively.

特許文献1では、画素電極に透光領域と反射領域とが形成された半透過型の液晶表示装置において、ガラス基板と偏光板との間にマイクロレンズアレイを配置することにより、バックライトからの光を透光領域に集光し、本来は反射領域に遮光される光を透光領域に透過させ、画素の輝度を向上する技術が開示されている。
特開2003−337327号公報
In Patent Document 1, in a transflective liquid crystal display device in which a light-transmitting region and a reflective region are formed on a pixel electrode, a microlens array is disposed between a glass substrate and a polarizing plate, so A technique is disclosed in which light is collected in a light-transmitting region and light that is originally shielded by a reflective region is transmitted through the light-transmitting region to improve the luminance of the pixel.
JP 2003-337327 A

しかし、特許文献1の技術は、レンズによりバックライトの光を画素電極の透光領域に集光することについて記載されているものの、バックライトの構成がレンズの集光に及ぼす影響については言及されていない。例えば、バックライトが、液晶パネルの側方に配置された光源の光を、液晶パネルの背面に対向配置された導光板により導光する、いわゆるサイドライト型のものである場合、導光板からは、レンズの光軸に対して斜めに光が出射される。出射された光は、プリズムシートや拡散板を透過しても、レンズの光軸に対して傾斜する光を多く含む。一方、レンズは、光軸に沿って入射した光を画素電極の透光領域に集光するように設計されている。従って、レンズの光軸に斜めに入射した光は画素電極の透光領域に集光されず、バックライトの光の利用効率が十分に向上しないおそれがある。   However, although the technique of Patent Document 1 describes that the light of the backlight is collected on the light-transmitting region of the pixel electrode by the lens, the influence of the configuration of the backlight on the light collection of the lens is mentioned. Not. For example, when the backlight is of a so-called sidelight type that guides light from a light source disposed on the side of the liquid crystal panel by a light guide plate disposed opposite to the back surface of the liquid crystal panel, The light is emitted obliquely with respect to the optical axis of the lens. The emitted light contains a lot of light that is inclined with respect to the optical axis of the lens even though it passes through the prism sheet or the diffusion plate. On the other hand, the lens is designed so as to collect light incident along the optical axis in a light-transmitting region of the pixel electrode. Therefore, the light incident obliquely on the optical axis of the lens is not condensed on the light-transmitting region of the pixel electrode, and there is a possibility that the light use efficiency of the backlight is not sufficiently improved.

本発明の目的は、バックライトの光を有効利用できる表示装置及びその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a display device that can effectively use light from a backlight and a method for manufacturing the same.

本発明の表示装置は、所定方向に配列された複数の画素それぞれにおいて透光領域と遮光領域とが構成されるようにパターニングがなされた透明基板と、前記透明基板よりも背面側且つ前記複数の画素よりも前記所定方向の一方側に配置された光源と、前記透明基板の背面に対向して設けられ、前記光源の光を前記所定方向の他方側へ導光する導光体と、前記透明基板と前記導光体との間に配置され、前記導光体側へ突出し、前記所定方向に対して斜めに交差する斜面を有する複数の突部が前記所定方向に配列されており、前記導光体により導光された光を前記透明基板側へ透過させるプリズムシートと、前記透明基板と前記プリズムシートとの間において前記複数の画素に対応して前記所定方向に配列され、前記プリズムシートを透過した光を前記複数の画素の前記透光領域に集光する、前記透光領域の前記所定方向の長さよりも前記所定方向の直径が大きい複数の集光レンズと、を有する表示装置。   The display device of the present invention includes a transparent substrate that is patterned so that a light-transmitting region and a light-blocking region are configured in each of a plurality of pixels arranged in a predetermined direction, a back side of the transparent substrate, and the plurality of pixels A light source disposed on one side of the predetermined direction with respect to the pixel; a light guide provided to face the back surface of the transparent substrate; and guides light of the light source to the other side of the predetermined direction; and the transparent A plurality of protrusions arranged between the substrate and the light guide, projecting toward the light guide, and having slopes obliquely intersecting the predetermined direction are arranged in the predetermined direction, and the light guide A prism sheet that transmits light guided by a body to the transparent substrate side, and is arranged in the predetermined direction corresponding to the plurality of pixels between the transparent substrate and the prism sheet, and is transmitted through the prism sheet. did The focused on the translucent area of the plurality of pixels, a display device having a plurality of condensing lenses the large predetermined direction diameter than said predetermined direction of the length of the light transmission region.

好適には、前記複数の突部は、前記複数の集光レンズそれぞれに対して、前記所定方向において2以上の前記突部が重なるように設けられている。   Preferably, the plurality of protrusions are provided so that two or more protrusions overlap each other in the predetermined direction with respect to each of the plurality of condenser lenses.

好適には、前記プリズムシートは、出射する光の輝度のピーク値及び当該ピーク値の半分の値が、当該プリズムシートの法線から20度以内の範囲に収まるように、前記導光体からの光を透過させる。   Preferably, the prism sheet has a peak value of luminance of emitted light and a half value of the peak value from the light guide so as to be within a range of 20 degrees from the normal line of the prism sheet. Transmit light.

好適には、前記複数の集光レンズそれぞれは、前記透光領域の前記所定方向の長さよりも前記所定方向の直径が大きく、前記プリズムシートを透過した光を集光する第1レンズと、前記第1レンズよりも焦点距離が短く、前記第1レンズから出射した光を平行光に近づけて前記透光領域に出射する第2レンズと、を有する。   Preferably, each of the plurality of condensing lenses has a diameter in the predetermined direction larger than a length in the predetermined direction of the translucent region, and a first lens that condenses the light transmitted through the prism sheet; And a second lens that has a shorter focal length than the first lens and emits the light emitted from the first lens to the light-transmitting region by making the light emitted from the first lens close to parallel light.

好適には、前記第1レンズ及び第2レンズは、前記第1レンズの後側焦点と前記第2レンズの前側焦点とが一致するように配置されている。   Preferably, the first lens and the second lens are arranged so that a rear focal point of the first lens coincides with a front focal point of the second lens.

好適には、前記複数の第2レンズの前記導光体側に積層され、前記複数の第1レンズが前記導光体側に積層される、前記複数の第1レンズ及び前記複数の第2レンズよりも屈折率の低い低屈折率層を有する。   Preferably, the plurality of second lenses are stacked on the light guide side, and the plurality of first lenses are stacked on the light guide side, more than the plurality of first lenses and the plurality of second lenses. It has a low refractive index layer with a low refractive index.

本発明の表示装置の製造方法は、透明基板の一の面に対して、透光領域と遮光領域とを有する複数の画素が所定方向に配列されるようにパターニングを行うとともに、前記透明基板の前記一の面の背面に対して、当該背面側からの光を前記複数の画素の前記透光領域に集光する複数の集光レンズを設けるアレイ工程と、前記アレイ工程の後、前記透明基板よりも前記背面側且つ前記複数の画素よりも前記所定方向の一方側に光源を設け、前記光源の光を前記所定方向へ導光する導光体を前記透明基板の前記背面に対向して設け、一方の面に複数の突部を有するプリズムシートを、前記透明基板と前記導光体との間に、前記一方の面が前記導光体に対向し、前記複数の突部が前記所定方向に配列されるとともに当該複数の突部の斜面が前記所定方向に対して交差するように設けるモジュール工程と、を有する。   The display device manufacturing method of the present invention performs patterning so that a plurality of pixels having a light-transmitting region and a light-blocking region are arranged in a predetermined direction on one surface of a transparent substrate, and An array step of providing a plurality of condensing lenses for condensing light from the back side on the rear surface of the one surface in the light-transmitting regions of the plurality of pixels; and after the array step, the transparent substrate A light source is provided on the back side and on one side in the predetermined direction with respect to the plurality of pixels, and a light guide that guides light of the light source in the predetermined direction is provided opposite the back surface of the transparent substrate. A prism sheet having a plurality of protrusions on one surface, the one surface facing the light guide between the transparent substrate and the light guide, and the plurality of protrusions in the predetermined direction. The slopes of the plurality of protrusions are arranged in the predetermined range Having a module step of providing to intersect the direction.

好適には、前記アレイ工程は、前記透明基板の前記導光体側となる面に、樹脂層を形成し、その樹脂層を型で押圧して、前記複数の集光レンズを構成する複数の第2レンズを形成する工程と、前記複数の第2レンズ上に、前記複数の第2レンズよりも屈折率の低い樹脂層を形成し、その樹脂層を型で押圧して低屈折率層を形成する工程と、低屈折率層上に、前記低屈折率層よりも屈折率の高い樹脂層を形成し、その樹脂層を型で押圧して、前記複数の集光レンズを構成する複数の第1レンズを形成する工程と、を有する。   Preferably, in the array step, a resin layer is formed on a surface of the transparent substrate on the light guide body side, and the resin layer is pressed with a mold to form a plurality of first condensing lenses. A step of forming two lenses, and a resin layer having a lower refractive index than the plurality of second lenses is formed on the plurality of second lenses, and the resin layer is pressed with a mold to form a low refractive index layer. Forming a resin layer having a higher refractive index than the low refractive index layer on the low refractive index layer and pressing the resin layer with a mold to form a plurality of condensing lenses. Forming one lens.

好適には、前記アレイ工程は、前記透明基板の前記導光体側となる面に、フォトリソグラフィーにより、前記複数の集光レンズを構成する複数の第2レンズを形成する工程と、前記複数の第2レンズ上に、前記複数の第2レンズよりも屈折率の低い低屈折率層を形成する工程と、低屈折率層上に、フォトリソグラフィーにより、前記低屈折率層よりも屈折率の高い、前記複数の集光レンズを構成する複数の第1レンズを形成する工程と、を有する。   Preferably, the arraying step includes a step of forming a plurality of second lenses constituting the plurality of condensing lenses on a surface of the transparent substrate on the light guide body side by photolithography, and the plurality of second lenses. A step of forming a low refractive index layer having a refractive index lower than that of the plurality of second lenses on two lenses, and a refractive index higher than that of the low refractive index layer by photolithography on the low refractive index layer; Forming a plurality of first lenses constituting the plurality of condenser lenses.

本発明よれば、バックライトの光を有効利用できる。   According to the present invention, the light from the backlight can be used effectively.

図1は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置1の断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device 1 according to an embodiment of the present invention.

液晶表示装置1は、いわゆる半透過型の液晶表示装置により構成されており、バックライト3と、バックライト3からの光を選択的に透過させる液晶パネル5とを有している。なお、液晶表示装置1は、この他にも、液晶パネル5に供給する電力を制御するドライバー等を有するが、図示は省略する。   The liquid crystal display device 1 is configured by a so-called transflective liquid crystal display device, and includes a backlight 3 and a liquid crystal panel 5 that selectively transmits light from the backlight 3. The liquid crystal display device 1 includes a driver for controlling the power supplied to the liquid crystal panel 5 in addition to this, but illustration thereof is omitted.

バックライト3は、例えば、サイドライト型のバックライトにより構成されており、光源7と、光源7の光を導光する導光板9と、光源7の液晶パネル5への方向以外の方向への光を液晶パネル5の方向へ反射する反射板11と、輝度を上げるためのプリズムシート13とを有している。   The backlight 3 is composed of, for example, a sidelight-type backlight, and the light source 7, a light guide plate 9 that guides light from the light source 7, and a direction other than the direction of the light source 7 toward the liquid crystal panel 5. A reflection plate 11 that reflects light toward the liquid crystal panel 5 and a prism sheet 13 for increasing luminance are provided.

光源7は、例えば、冷陰極蛍光管により構成されており、紙面貫通方向に延びている。光源7は、半円筒状のリフレクタ15により囲まれており、光源7からの光は、直接的に、又、リフレクタ15により反射されて間接的に、導光板9の端面に入射する。   The light source 7 is composed of, for example, a cold cathode fluorescent tube, and extends in the direction penetrating the paper. The light source 7 is surrounded by a semi-cylindrical reflector 15, and the light from the light source 7 is incident on the end face of the light guide plate 9 directly or reflected by the reflector 15.

導光板9は、例えば、アクリル板により形成されており、液晶パネル5の背面(図1の紙面下方側の面)に対向配置されている。導光板9の液晶パネル5に対向する第1面9aは、例えば、平面に形成されている。導光板9の第1面9aとは反対側の第2面9bは、例えば、図1の紙面貫通方向に延びる溝が形成されて鋸刃状に形成されている。溝部は、概ね三角に形成されており、導光板9の内部側を通過する光から見て、光源7側に傾く傾斜面9cが比較的長く、光源7とは反対側へ傾く傾斜面9dが比較的短くなるように形成されている。導光板9は、導光板9に入射した光源7の光を、第1面9a及び第2面9bで反射させつつ導光板9内部を透過させることにより、液晶パネル5に沿う導光方向(図1の紙面左右方向)に導光する。   The light guide plate 9 is formed of, for example, an acrylic plate, and is disposed so as to face the back surface of the liquid crystal panel 5 (the surface on the lower side in FIG. 1). The 1st surface 9a facing the liquid crystal panel 5 of the light-guide plate 9 is formed in the plane, for example. The second surface 9b opposite to the first surface 9a of the light guide plate 9 is formed in, for example, a saw blade shape with grooves extending in the paper surface penetrating direction of FIG. The groove portion is generally formed in a triangular shape, and when viewed from the light passing through the inside of the light guide plate 9, the inclined surface 9 c inclined toward the light source 7 is relatively long and the inclined surface 9 d inclined toward the opposite side of the light source 7 is formed. It is formed to be relatively short. The light guide plate 9 transmits the light from the light source 7 incident on the light guide plate 9 through the light guide plate 9 while reflecting the light from the first surface 9a and the second surface 9b, thereby guiding the light guide direction along the liquid crystal panel 5 (see FIG. 1).

反射板11は、導光板9の背面に対向配置されている。なお、反射板11は、金属等の適宜な材料により構成されてよい。また、反射板11は、可撓性を有するシートにより形成されていてもよい。反射板11と導光板9との隙間には透光性材料(例えば樹脂)の層が設けられてもよい。   The reflection plate 11 is disposed to face the back surface of the light guide plate 9. In addition, the reflecting plate 11 may be comprised with appropriate materials, such as a metal. Moreover, the reflecting plate 11 may be formed of a flexible sheet. In the gap between the reflecting plate 11 and the light guide plate 9, a layer of a light transmitting material (for example, resin) may be provided.

プリズムシート13は、例えば、ポリエステルやポリカーボネイトにより形成されている。プリズムシート13の、導光板9に対向する入射面13aは、図1の紙面貫通方向に延びる三角柱13cが形成されることにより、鋸刃状に形成されている。三角柱13cの断面は、例えば、液晶パネル5側を底辺とする概ね2等辺三角形に形成されている。底辺の長さは、例えば、後述する第1レンズ29の図1の紙面左右方向における直径よりも小さい。そして、複数の三角柱13cは、複数の第1レンズ29それぞれに対して、図1の紙面左右方向において、2以上の三角柱13cが重なるように設けられている。三角柱13cの頂角の大きさは、例えば、80〜100度である。なお、プリズムシート13と導光板9との隙間には透光性材料(例えば樹脂)が配置されてもよい。また、本実施形態では、プリズムシート13をバックライト3の一部として概念化して説明しているが、プリズムシート13は、液晶パネル5の一部として概念化されてもよい。   The prism sheet 13 is made of, for example, polyester or polycarbonate. The incident surface 13a of the prism sheet 13 facing the light guide plate 9 is formed in a saw blade shape by forming a triangular prism 13c extending in the paper surface penetration direction of FIG. The cross section of the triangular prism 13c is formed in, for example, a substantially isosceles triangle with the liquid crystal panel 5 side as a base. The length of the base is, for example, smaller than the diameter of the first lens 29 described later in the left-right direction in FIG. The plurality of triangular prisms 13c are provided so that two or more triangular prisms 13c overlap with each of the plurality of first lenses 29 in the left-right direction in FIG. The size of the apex angle of the triangular prism 13c is, for example, 80 to 100 degrees. A translucent material (for example, resin) may be disposed in the gap between the prism sheet 13 and the light guide plate 9. In this embodiment, the prism sheet 13 is conceptualized and described as a part of the backlight 3, but the prism sheet 13 may be conceptualized as a part of the liquid crystal panel 5.

液晶パネル5は、互いに対向して配置されたアレイ基板17及びCF基板19と、アレイ基板17及びCF基板19の隙間に封入された液晶21とを有している。液晶パネル5は、アレイ基板17がバックライト3側に、CF基板19がバックライト3とは反対側になるように、バックライト3に対して対向して配置されている。   The liquid crystal panel 5 includes an array substrate 17 and a CF substrate 19 that are arranged to face each other, and a liquid crystal 21 that is sealed in a gap between the array substrate 17 and the CF substrate 19. The liquid crystal panel 5 is disposed facing the backlight 3 so that the array substrate 17 is on the backlight 3 side and the CF substrate 19 is on the opposite side of the backlight 3.

アレイ基板17は、基体として入射側ガラス基板23を有している。入射側ガラス基板23には、各種の部材が積層的に設けられている。具体的には、入射側ガラス基板23のバックライト3側の面には、紙面上方側から紙面下方側へ順に、複数の第2レンズ25からなる第2レンズアレイ26、第2低屈折率層27、複数の第1レンズ29からなる第1レンズアレイ30、第1低屈折率層31、及び、入射側偏光板33が積層されている。また、入射側ガラス基板23の液晶21側の面には、紙面下方側から紙面上方側へ順に、複数のゲート電極(一般に、Y電極と呼ばれることもある。)35、絶縁層37、複数の画素電極39、及び、入射側配向膜41が順に積層されている(ただし、一部は並列に配置されている。)。   The array substrate 17 has an incident side glass substrate 23 as a base. Various members are stacked on the incident side glass substrate 23. Specifically, on the surface of the incident side glass substrate 23 on the backlight 3 side, a second lens array 26 including a plurality of second lenses 25 and a second low refractive index layer are sequentially formed from the upper side to the lower side of the page. 27, a first lens array 30 including a plurality of first lenses 29, a first low refractive index layer 31, and an incident-side polarizing plate 33 are laminated. In addition, on the surface of the incident side glass substrate 23 on the liquid crystal 21 side, a plurality of gate electrodes (also generally referred to as Y electrodes) 35, an insulating layer 37, and a plurality of layers are sequentially arranged from the lower side to the upper side. The pixel electrode 39 and the incident-side alignment film 41 are sequentially stacked (however, some are arranged in parallel).

なお、アレイ基板17には、この他、データ電極(一般に、X電極、データ信号線、ソース信号線と呼ばれることもある。)、液晶駆動用のスイッチング素子として機能するTFT素子、アクティブマトリックス動作のための信号保持容量としてのキャパシタ等が設けられるが、図示は省略する。また、アレイ基板17には、適宜な位置に保護膜や絶縁膜等が設けられてよい。   In addition to this, the array substrate 17 includes data electrodes (generally also referred to as X electrodes, data signal lines, and source signal lines), TFT elements that function as switching elements for driving liquid crystals, and active matrix operation. For example, a capacitor as a signal holding capacitor is provided, but the illustration is omitted. The array substrate 17 may be provided with a protective film, an insulating film, or the like at an appropriate position.

画素電極39は、透光部39aと反射部39bとを有している。透光部39aは、例えば、ITO等の透光性及び導電性を有する材料により形成されており、バックライト3からの光を透過可能であるとともに、液晶21に電圧を印加可能である。反射部39bは、例えば、アルミニウム等の反射性(遮光性)及び導電性を有する材料により形成されており、バックライト3からの光を遮断する一方で液晶21側からの光を反射可能であるとともに、液晶21に電圧を印加可能である。透光部39aと反射部39bとは導通されている。なお、図1では、透光部39aを構成する層と反射部39bを構成する層とが並列に配置されている(積層されていない)が、例えば、画素電極39全体の広さを有する透光性の層の一部の領域に、反射性の層が積層されることにより、透光部39aと反射部39bとが構成されてもよい。透光部39a及び反射部39bの形状、位置及び大きさは適宜に設定されてよい。図1では、透光部39a及び反射部39bがそれぞれ画素の端部側に配置されている場合を例示している。   The pixel electrode 39 includes a light transmitting portion 39a and a reflecting portion 39b. The translucent part 39a is made of a material having translucency and conductivity, such as ITO, and can transmit light from the backlight 3 and can apply a voltage to the liquid crystal 21. The reflecting portion 39b is made of, for example, a material having reflectivity (light-shielding property) and conductivity such as aluminum, and can block light from the backlight 3 and reflect light from the liquid crystal 21 side. At the same time, a voltage can be applied to the liquid crystal 21. The light transmitting part 39a and the reflecting part 39b are electrically connected. In FIG. 1, the layer constituting the translucent part 39 a and the layer constituting the reflecting part 39 b are arranged in parallel (not stacked). For example, the translucent part has the entire width of the pixel electrode 39. The translucent portion 39a and the reflective portion 39b may be configured by laminating a reflective layer in a partial region of the optical layer. The shape, position, and size of the light transmitting portion 39a and the reflecting portion 39b may be set as appropriate. FIG. 1 illustrates a case where the light transmitting portion 39a and the reflecting portion 39b are arranged on the end side of the pixel, respectively.

第1レンズ29及び第2レンズ25はそれぞれ、X軸方向(図1の紙面貫通方向)に延びる半円柱状の凸レンズにより構成されている。第1レンズ29及び第2レンズ25はそれぞれ、X軸方向において配列された複数のサブ画素48に亘って共通に設けられるとともに、Y軸方向(図1の紙面左右方向)において配列された複数の画素に対応して当該複数の画素と同数設けられている。第1低屈折率層31及び第2低屈折率層27は、それぞれ第1レンズ29及び第2レンズ25よりも屈折率が低い材料により構成されている。第1レンズ29、第2レンズ25、第1低屈折率層31及び第2低屈折率層27は、例えば、ガラスや樹脂等の透光性の材料により形成されている。第1レンズ29及び第2レンズ25の径や焦点については後述する。   The first lens 29 and the second lens 25 are each composed of a semi-cylindrical convex lens extending in the X-axis direction (the through-plane direction in FIG. 1). Each of the first lens 29 and the second lens 25 is provided in common across the plurality of sub-pixels 48 arranged in the X-axis direction, and also arranged in the Y-axis direction (the left-right direction in FIG. 1). The same number as the plurality of pixels is provided corresponding to the pixels. The first low refractive index layer 31 and the second low refractive index layer 27 are made of a material having a refractive index lower than that of the first lens 29 and the second lens 25, respectively. The first lens 29, the second lens 25, the first low refractive index layer 31, and the second low refractive index layer 27 are made of a light-transmitting material such as glass or resin. The diameter and focus of the first lens 29 and the second lens 25 will be described later.

CF基板19は、基体として出射側ガラス基板43を有している。出射側ガラス基板43には、各種の部材が積層的に設けられている。具体的には、出射側ガラス基板43の液晶21とは反対側の面には、出射側偏光板45が貼り合わされている。また、出射側ガラス基板43の液晶21側の面には、紙面上方側から紙面下方側へ順に、ブラック偏光板47、カラーフィルタ49、保護膜51、共通電極53、出射側配向膜55が積層されている(ただし、一部は並列に配置されている。)。なお、CF基板19には、適宜な位置に保護膜や絶縁膜等が設けられてよい。   The CF substrate 19 has an emission side glass substrate 43 as a base. Various members are laminated on the emission side glass substrate 43. Specifically, the exit side polarizing plate 45 is bonded to the surface of the exit side glass substrate 43 opposite to the liquid crystal 21. A black polarizing plate 47, a color filter 49, a protective film 51, a common electrode 53, and an output side alignment film 55 are stacked on the surface on the liquid crystal 21 side of the output side glass substrate 43 in order from the upper side to the lower side. (However, some are arranged in parallel.) The CF substrate 19 may be provided with a protective film, an insulating film, or the like at an appropriate position.

カラーフィルタ49は、複数のサブ画素48(画素をRGBに対応して3分割したもの。なお、サブ画素も画素の一種であり、本願では、サブ画素を画素と呼ぶことがある。)に対応してサブ画素48と同数設けられたフィルタ要素57を有している。フィルタ要素57は、複数色(例えばRGB)に対応して複数種類設けられるとともに、その複数種類のフィルタ要素57が一組となって複数配列されている。なお、サブ画素48は、いわゆるストライプ型に配列されていてもよいし、モザイク型に配列されていてもよいし、デルタ型に配列されていてもよい。   The color filter 49 corresponds to a plurality of sub-pixels 48 (pixels divided into three corresponding to RGB. Sub-pixels are also a kind of pixels, and in this application, sub-pixels may be referred to as pixels). Thus, the same number of filter elements 57 as the sub-pixels 48 are provided. A plurality of types of filter elements 57 are provided corresponding to a plurality of colors (for example, RGB), and a plurality of types of filter elements 57 are arranged as a set. The sub-pixels 48 may be arranged in a so-called stripe type, may be arranged in a mosaic type, or may be arranged in a delta type.

以上の構成を有する液晶表示装置1の基本的な作用を説明する。   The basic operation of the liquid crystal display device 1 having the above configuration will be described.

入射側偏光板33及び出射側偏光板45はそれぞれ、透過する光を偏光に変換する。換言すれば、入射側偏光板33及び出射側偏光板45はそれぞれ、特定の方向に振動する光のみを透過させ、他の光を遮断する。例えば、入射側偏光板33及び出射側偏光板45はそれぞれ、透過する光を直線偏光に変換する。   Each of the incident side polarizing plate 33 and the outgoing side polarizing plate 45 converts transmitted light into polarized light. In other words, each of the incident-side polarizing plate 33 and the outgoing-side polarizing plate 45 transmits only light that vibrates in a specific direction and blocks other light. For example, each of the incident side polarizing plate 33 and the outgoing side polarizing plate 45 converts the transmitted light into linearly polarized light.

液晶21は、入射側配向膜41及び出射側配向膜55により配向する。また、液晶21は、共通電極53及び画素電極39を介して電圧が印加されることにより、その電圧に応じた角度で、入射側配向膜41及び出射側配向膜55による配向の向きとは異なる向きに配向する。そして、液晶21は、配向の向きに応じた角度で、液晶21を透過する偏光を旋光させる。   The liquid crystal 21 is aligned by the incident side alignment film 41 and the emission side alignment film 55. In addition, when a voltage is applied to the liquid crystal 21 via the common electrode 53 and the pixel electrode 39, the orientation of the liquid crystal 21 is different from that of the incident-side alignment film 41 and the emission-side alignment film 55 at an angle corresponding to the voltage. Oriented in the direction. The liquid crystal 21 rotates the polarized light that passes through the liquid crystal 21 at an angle corresponding to the orientation direction.

従って、液晶21に印加する電圧を制御して、入射側偏光板33から出射側偏光板45へ進む偏光の旋光する角度を制御することにより、液晶パネル5を透過するバックライト3の光量を調整できる。また、表示装置外部(図1の紙面上方側)から出射側偏光板45を介して液晶パネル5に入射し、反射部39bで反射して、出射側偏光板45へ進む偏光の旋光する角度を制御することにより、反射光の光量を制御できる。なお、入射側偏光板33、出射側偏光板45、入射側配向膜41及び出射側配向膜55は、いわゆるノーマリホワイト型の液晶表示装置が構成されるように設けられてもよいし、いわゆるノーマリブラック型の液晶表示装置が構成されるように設けられてもよい。   Therefore, the amount of light of the backlight 3 transmitted through the liquid crystal panel 5 is adjusted by controlling the voltage applied to the liquid crystal 21 and controlling the angle of rotation of the polarized light traveling from the incident side polarizing plate 33 to the outgoing side polarizing plate 45. it can. Further, the angle at which the polarized light that enters the liquid crystal panel 5 from the outside of the display device (upper side of the drawing in FIG. 1) is incident on the liquid crystal panel 5 through the output side polarizing plate 45, is reflected by the reflecting portion 39b, and proceeds to the output side polarizing plate 45 is set. By controlling, the amount of reflected light can be controlled. The incident-side polarizing plate 33, the outgoing-side polarizing plate 45, the incident-side alignment film 41, and the outgoing-side alignment film 55 may be provided so as to constitute a so-called normally white liquid crystal display device. A normally black liquid crystal display device may be provided.

液晶21に印加される電圧は、サブ画素48毎に制御される。具体的には以下のとおりである。ゲート電極35及び不図示のデータ電極は、アレイ基板17に対して縦横に延びており、サブ画素48に対応する区画を形成している。複数の画素電極39は、ゲート電極35及びデータ電極により区画された領域毎に設けられており、ゲート電極35及びデータ電極により、選択的に任意の電力が供給される。画素電極39は、それぞれ、赤色、緑色、青色に対応するフィルタ要素57に対応しており、各画素電極39に印加される電圧が制御されることにより、サブ画素48毎に液晶21の分子の配列が制御される。   The voltage applied to the liquid crystal 21 is controlled for each subpixel 48. Specifically, it is as follows. The gate electrode 35 and the data electrode (not shown) extend vertically and horizontally with respect to the array substrate 17 and form a section corresponding to the sub-pixel 48. The plurality of pixel electrodes 39 are provided in each region partitioned by the gate electrode 35 and the data electrode, and arbitrary power is selectively supplied by the gate electrode 35 and the data electrode. The pixel electrodes 39 correspond to the filter elements 57 corresponding to red, green, and blue, respectively, and the voltage applied to each pixel electrode 39 is controlled, so that the molecules of the liquid crystal 21 are subdivided for each subpixel 48. Array is controlled.

従って、フィルタ要素51を透過した複数色の光の光量のバランスを制御することにより、ユーザに任意の色を視認させることができる。なお、共通電極53は、複数の画素電極39に共通に設けられており、複数の画素電極39に液晶21を挟んで対向している。共通電極53は、ITO等の透光性及び導電性を有する材料により形成されており、バックライト3からの光を透過する。   Therefore, by controlling the balance of the amounts of light of a plurality of colors that have passed through the filter element 51, the user can visually recognize any color. Note that the common electrode 53 is provided in common to the plurality of pixel electrodes 39 and faces the plurality of pixel electrodes 39 with the liquid crystal 21 interposed therebetween. The common electrode 53 is formed of a light-transmitting and conductive material such as ITO, and transmits light from the backlight 3.

図2は、プリズムシート13の作用を説明する断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the operation of the prism sheet 13.

図2(a)に示すように、光源7から導光板9に入射した光ALは、導光板9の第1面9a及び第2面9bを反射しつつ、導光板9に沿って進む。そして、光ALは、第1面9aから出射されてプリズムシート13を透過して液晶パネル5側(紙面上方側)へ進む。   As shown in FIG. 2A, the light AL that has entered the light guide plate 9 from the light source 7 travels along the light guide plate 9 while reflecting the first surface 9 a and the second surface 9 b of the light guide plate 9. Then, the light AL is emitted from the first surface 9a, passes through the prism sheet 13, and travels to the liquid crystal panel 5 side (upper side in the drawing).

図2(b)は、図2(a)の一部拡大図である。光ALは、第1面9aから出射されたとき、導光板9の法線に対して大きく傾斜した方向(導光板9に沿う方向)へ進む。そして、三角柱13cに入射し、三角柱13cの傾斜面で反射することにより、導光板9やプリズムシート13の法線に近い方向へ進み、三角柱13cの底辺(プリズムシート13の出射面13b)から出射される。このように、プリズムシート13は、三角柱13cの傾斜面の反射により、導光板9から出射された、導光板9の法線に対して傾斜した方向へ進む光を、導光板9の法線に近い方向に進む光に変換する。なお、図2(b)に示した光路は、代表的な光路を示したものであり、実際には、光ALは、一部が三角柱13cの内部で複数回反射したりなどして、液晶パネル5に向かう。   FIG. 2B is a partially enlarged view of FIG. When the light AL is emitted from the first surface 9a, the light AL travels in a direction (a direction along the light guide plate 9) greatly inclined with respect to the normal line of the light guide plate 9. Then, the light enters the triangular prism 13c and is reflected by the inclined surface of the triangular prism 13c, thereby proceeding in a direction close to the normal line of the light guide plate 9 and the prism sheet 13, and exits from the bottom of the triangular prism 13c (the exit surface 13b of the prism sheet 13). Is done. As described above, the prism sheet 13 causes the light traveling from the light guide plate 9 in the direction inclined with respect to the normal line of the light guide plate 9 to be the normal line of the light guide plate 9 by the reflection of the inclined surface of the triangular prism 13c. Convert to light traveling in the near direction. Note that the optical path shown in FIG. 2B is a typical optical path, and in practice, the light AL is partially reflected inside the triangular prism 13c a plurality of times, etc. Go to panel 5.

ここで、図2(c)に、比較例を示す。従来、プリズムシート113(一部のみ示す)は、三角柱113cの頂角が液晶パネル5側(紙面上方側)になるように、配置されていた。この場合には、光ALは、三角柱113cの底辺から入射し、三角柱13cの傾斜面から出射されるときの屈折により、導光板9の法線に対して近い方向に進む光に変換される。なお、図2(c)に示した光路は、代表的な光路を示したものであり、実際には、光ALは、一部が三角柱13cの内部で複数回反射したりなどして、液晶パネル5に向かう。   Here, a comparative example is shown in FIG. Conventionally, the prism sheet 113 (only part of which is shown) has been arranged so that the apex angle of the triangular prism 113c is on the liquid crystal panel 5 side (the upper side on the paper surface). In this case, the light AL is converted into light that enters from the bottom of the triangular prism 113c and travels in a direction closer to the normal line of the light guide plate 9 due to refraction when exiting from the inclined surface of the triangular prism 13c. Note that the optical path shown in FIG. 2C is a typical optical path. Actually, the light AL is partially reflected inside the triangular prism 13c a plurality of times, etc. Go to panel 5.

図2(c)のプリズムシートの配置では、光ALが射出されるときの屈折を利用していることから、光ALの角度補正量は、入射角と屈折角との差に起因しており、角度補正量を大きくしようとすると、三角柱113cと、その外部との屈折率の差が大きくなるように材料を選定したり、三角柱113c内部の反射も含めた複雑な光路を考慮して三角柱113cの頂角を選定したりする必要がある。   In the arrangement of the prism sheet in FIG. 2C, since the refraction when the light AL is emitted is used, the angle correction amount of the light AL is caused by the difference between the incident angle and the refraction angle. If the angle correction amount is to be increased, a material is selected so that the difference in refractive index between the triangular prism 113c and the outside of the triangular prism 113c increases, or a complicated optical path including reflection inside the triangular prism 113c is taken into consideration. It is necessary to select the apex angle.

一方、図2(b)に示した本実施形態のプリズムシート13では、三角柱13cの傾斜面の角度を調整すれば、導光板9から出射された光を任意の方向へ反射できる。従って、導光板9の法線方向における輝度が高くなるように構成することが容易である。なお、三角柱13cの具体的な形状は、導光板9から出射される光の配向特性に応じて適宜に設定される必要がある。   On the other hand, in the prism sheet 13 of this embodiment shown in FIG. 2B, the light emitted from the light guide plate 9 can be reflected in an arbitrary direction by adjusting the angle of the inclined surface of the triangular prism 13c. Therefore, it is easy to configure so that the luminance in the normal direction of the light guide plate 9 is high. The specific shape of the triangular prism 13c needs to be set appropriately according to the alignment characteristics of the light emitted from the light guide plate 9.

図3は、プリズムシート13の配向特性の例を示す図である。横軸は測定角度、縦軸は輝度を示している。測定角度は、プリズムシート13の法線方向からの角度を示している。実線PL1は、プリズムシート13の配向特性を示し、実線PL2は、図2(c)に示したプリズムシート113の配向特性を示し、実線PL3は、プリズムシートが設けられていない場合(ただし、拡散シートなどにより輝度ムラがなくされているものとする)の配向特性を示している。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the orientation characteristics of the prism sheet 13. The horizontal axis indicates the measurement angle, and the vertical axis indicates the luminance. The measurement angle indicates an angle from the normal direction of the prism sheet 13. The solid line PL1 indicates the orientation characteristic of the prism sheet 13, the solid line PL2 indicates the orientation characteristic of the prism sheet 113 shown in FIG. 2C, and the solid line PL3 indicates a case where the prism sheet is not provided (however, diffusion) The orientation characteristics are shown in which luminance unevenness is eliminated by a sheet or the like.

この図に示すように、プリズムシート13又はプリズムシート113が用いられると、法線方向の輝度が高くなるとともに、指向性が強くなる。ここで、一般に用いられているプリズムシート113は、概ね、プリズムシートを用いなかった場合に比較して、測定角度が−30〜30度の角度範囲において、輝度が1.5〜2倍となる(例えば、「液晶ディスプレイ光学入門」(鈴木八十二著、日刊工業新聞社発行)の図3・34及び当該図の説明参照)。換言すれば、輝度のピーク値及びピーク値の半分の値が−30〜30度の範囲に収まっている。   As shown in this figure, when the prism sheet 13 or the prism sheet 113 is used, the luminance in the normal direction increases and the directivity increases. Here, in general, the prism sheet 113 generally used has a luminance of 1.5 to 2 times in an angle range of −30 to 30 degrees as compared with the case where the prism sheet is not used. (For example, see FIGS. 3 and 34 of “Introduction to Liquid Crystal Display Optics” (written by Yasuji Suzuki, published by Nikkan Kogyo Shimbun) and the explanation of the figure). In other words, the luminance peak value and half of the peak value are within the range of -30 to 30 degrees.

一方、プリズムシート13は、プリズムシート113よりも指向性を高くすることができる。例えば、ピーク値及びピーク値の半分の値を−20〜20度に収めたり、−10〜10度に収めたり、−5〜5度に収めることが可能である。なお、図3の実線PL1及び実線PL2は、プリズムシート13とプリズムシート113とが、同一材料で同一形状に形成されており、配置向きが異なるだけという条件のもと、発明者によって行われたシミュレーション結果を示しており、プリズムシート13を用いたときに、ピーク値及びピーク値の半分の値が−20〜20度の範囲に収まることが可能であることがシミュレーションでも確認されている。   On the other hand, the prism sheet 13 can have higher directivity than the prism sheet 113. For example, the peak value and a half value of the peak value can be set to −20 to 20 degrees, −10 to 10 degrees, or −5 to 5 degrees. Note that the solid line PL1 and the solid line PL2 in FIG. 3 were performed by the inventors under the condition that the prism sheet 13 and the prism sheet 113 are formed of the same material and in the same shape and only have different arrangement directions. The simulation results are shown, and it is also confirmed in the simulation that when the prism sheet 13 is used, the peak value and a half value of the peak value can fall within the range of -20 to 20 degrees.

図4は、第1レンズ29及び第2レンズ25の設定及び作用を説明する図である。   FIG. 4 is a diagram for explaining the setting and operation of the first lens 29 and the second lens 25.

第1レンズ29は、Y軸方向(紙面左右方向)において、透光部39aの長さよりも直径が大きい。また、第1レンズ29は、バックライト3側(紙面下方側)から見て、透光部39aに重なるように配置されている。例えば、第1レンズ29は、光軸LA1が透光部39aの中心に一致するように配置されている。従って、第1レンズ29は、透光部39aよりも広い断面積の光束を集光して、本来(第1レンズ29が設けられていない場合)は、透光部39aの周囲に向かう光も集光して透光部39aに向かわせることができる。   The first lens 29 has a diameter larger than the length of the translucent portion 39a in the Y-axis direction (left and right direction on the paper surface). Further, the first lens 29 is disposed so as to overlap the light transmitting portion 39a when viewed from the backlight 3 side (the lower side in the drawing). For example, the first lens 29 is disposed so that the optical axis LA1 coincides with the center of the light transmitting portion 39a. Therefore, the first lens 29 collects a light beam having a cross-sectional area wider than that of the translucent portion 39a, and originally (when the first lens 29 is not provided), the light traveling toward the periphery of the translucent portion 39a is also generated. The light can be condensed and directed toward the light transmitting portion 39a.

第2レンズ25は、第1レンズ29により集光された光を平行光に近づけるように変換する。例えば、第2レンズ25は、光軸LA2が第1レンズ29の光軸LA1と一致するように配置されるとともに、前側焦点(第2レンズ25の入射側の焦点)FP2が第1レンズ29の後側焦点(第1レンズ29の出射側の焦点)FP1に一致するように配置されている。レンズにおいては、光軸に平行にレンズに入射した光は後側焦点を通過し、前側焦点を通過した光はレンズを通過した後、光軸に平行に進むという性質があるから、第1レンズ29に入射した平行光は、集光された後、第2レンズ25により平行光に変換されることになる。   The second lens 25 converts the light collected by the first lens 29 so as to approach parallel light. For example, the second lens 25 is arranged such that the optical axis LA2 coincides with the optical axis LA1 of the first lens 29, and the front focal point (focal point on the incident side of the second lens 25) FP2 is the first lens 29. The rear focal point (the focal point on the emission side of the first lens 29) is arranged so as to coincide with FP1. In the lens, the light incident on the lens parallel to the optical axis passes through the rear focal point, and the light passing through the front focal point passes through the lens and then travels parallel to the optical axis. The parallel light incident on the light 29 is collected and then converted into parallel light by the second lens 25.

また、第2レンズ25は、第1レンズ29よりも焦点距離が短くなるように形成されている。従って、上記のように、第2レンズ25の前側焦点FP2を第1レンズ29の後側焦点FP1に一致させているとき(若しくは近づけているとき)、第1レンズ29により集光された光が第2レンズ25に入射するときの断面積(基本的には、第2レンズ25の面積と一致するから、以下において、第2レンズ25の面積と区別しないことがある。)は、第1レンズ29の面積よりも小さい。従って、第2レンズから出射される光の密度は、第1レンズ29に入射した光の密度よりも高い。   The second lens 25 is formed so that the focal length is shorter than that of the first lens 29. Therefore, as described above, when the front focal point FP2 of the second lens 25 is matched with (or close to) the rear focal point FP1 of the first lens 29, the light condensed by the first lens 29 is The cross-sectional area when incident on the second lens 25 (basically, it matches the area of the second lens 25 and may not be distinguished from the area of the second lens 25 in the following). It is smaller than 29 areas. Accordingly, the density of light emitted from the second lens is higher than the density of light incident on the first lens 29.

そして、第2レンズ25から出射される光の断面積は、例えば、透光部39aの面積と同一である。従って、第1レンズ29及び第2レンズ25の組み合わせ(レンズ群)により、透光部39aの面積よりも広い断面積の平行光が、密度の高い平行光に集光され、透光部39aに透過されることになる。その結果、透光部39aを大きな光量の光を透過させることができるとともに、透光部39aを透過したあとに光が発散することが抑制され、正面輝度を高くするとともに、隣接する画素同士の相互影響を縮小できる。   And the cross-sectional area of the light radiate | emitted from the 2nd lens 25 is the same as the area of the translucent part 39a, for example. Therefore, by the combination (lens group) of the first lens 29 and the second lens 25, parallel light having a cross-sectional area larger than the area of the light transmitting portion 39a is condensed into high-density parallel light and is transmitted to the light transmitting portion 39a. It will be transmitted. As a result, a large amount of light can be transmitted through the translucent portion 39a, light is prevented from being diffused after passing through the translucent portion 39a, the front luminance is increased, and adjacent pixels are Mutual influence can be reduced.

図5は、液晶表示装置1の製造方法の概略を説明するフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart for explaining the outline of the manufacturing method of the liquid crystal display device 1.

液晶表示装置1の製造方法は、アレイ工程(S1)、セル工程(S2)、モジュール工程(S3)を有している。   The manufacturing method of the liquid crystal display device 1 includes an array process (S1), a cell process (S2), and a module process (S3).

アレイ工程(S1)では、入射側ガラス基板23にパターニング等が行われ、ゲート電極35、画素電極39(透光部39a及び反射部39b)、不図示の駆動回路、第1レンズ29及び第2レンズ25等が形成される。また、出射側ガラス基板43にパターニング等が行われ、カラーフィルタ49及び共通電極53等が形成される。   In the array step (S1), patterning or the like is performed on the incident side glass substrate 23, the gate electrode 35, the pixel electrode 39 (the light transmitting portion 39a and the reflecting portion 39b), a driving circuit (not shown), the first lens 29 and the second lens 29. A lens 25 and the like are formed. Further, patterning or the like is performed on the emission side glass substrate 43, and the color filter 49, the common electrode 53, and the like are formed.

セル工程(S2)では、アレイ基板17とCF基板19とが貼り合わされ、隙間に液晶21が封入される。モジュール工程(S3)では、液晶パネル5とバックライト3とが組み合わされて固定される。このときの液晶パネル5と、バックライト3の各種部材(光源7、導光体9、プリズムシート13等)との配置関係は、図1等を参照して説明したとおりである。また、不図示のドライバー等が液晶パネル5やバックライト3に接続される。   In the cell process (S2), the array substrate 17 and the CF substrate 19 are bonded together, and the liquid crystal 21 is sealed in the gap. In the module process (S3), the liquid crystal panel 5 and the backlight 3 are combined and fixed. The arrangement relationship between the liquid crystal panel 5 and the various members of the backlight 3 (the light source 7, the light guide 9, the prism sheet 13, etc.) is as described with reference to FIG. A driver (not shown) is connected to the liquid crystal panel 5 and the backlight 3.

図6は、アレイ工程(S1)において、第1レンズ29及び第2レンズ25を形成する工程の一例を説明するフローチャートである。図6は、紫外線(UV)転写を利用した成形法により、第1レンズ29及び第2レンズ25を形成する方法を例示している。具体的には、以下のとおりである。   FIG. 6 is a flowchart for explaining an example of a process of forming the first lens 29 and the second lens 25 in the array process (S1). FIG. 6 illustrates a method of forming the first lens 29 and the second lens 25 by a molding method using ultraviolet (UV) transfer. Specifically, it is as follows.

まず、図6(a)に示すように、入射側ガラス基板23には、比較的高屈折率の樹脂が塗布されて樹脂層401が形成される。樹脂層401は、例えば光硬化性の樹脂により形成されている。次に、図6(b)に示すように、第2レンズ25の形状に対応した凹部が形成された型501により樹脂層401をプレスする。なお、型501は、石英等の透光性の材料により形成されている。そして、図6(c)に示すように、型501を介して紫外線(UV)を照射して、樹脂層401を硬化させる。これにより、図6(d)の、型が剥がされた状態を示す図に示されるように、第2レンズ25が形成される。   First, as shown in FIG. 6A, a resin layer 401 is formed on the incident side glass substrate 23 by applying a resin having a relatively high refractive index. The resin layer 401 is made of, for example, a photocurable resin. Next, as shown in FIG. 6B, the resin layer 401 is pressed by a mold 501 in which a recess corresponding to the shape of the second lens 25 is formed. Note that the mold 501 is formed of a light-transmitting material such as quartz. And as shown in FIG.6 (c), an ultraviolet-ray (UV) is irradiated through the type | mold 501, and the resin layer 401 is hardened. As a result, the second lens 25 is formed as shown in FIG. 6D, which shows a state where the mold is peeled off.

第2低屈折率層27、第1レンズ29及び第1低屈折率層31も、第2レンズ25と同様に、樹脂層の形成、プレス、紫外線照射、型剥がしにより形成される。具体的には以下のとおりである。   Similar to the second lens 25, the second low refractive index layer 27, the first lens 29, and the first low refractive index layer 31 are also formed by forming a resin layer, pressing, ultraviolet irradiation, and mold peeling. Specifically, it is as follows.

図6(e)に示すように、第2レンズ25上には、比較的屈折率の低い樹脂層403が形成される。次に、図6(f)に示すように、樹脂層403が型503によりプレスされる。そして、図示は省略するが、紫外線の照射により第2低屈折率層27が形成され、型503の剥がしが行われる。   As shown in FIG. 6E, a resin layer 403 having a relatively low refractive index is formed on the second lens 25. Next, as shown in FIG. 6 (f), the resin layer 403 is pressed by a mold 503. And although illustration is abbreviate | omitted, the 2nd low refractive index layer 27 is formed by irradiation of an ultraviolet-ray, and peeling of the type | mold 503 is performed.

図6(g)に示すように、第2低屈折率層27上には、比較的屈折率の高い樹脂層405が形成される。次に、図6(h)に示すように、樹脂層405が型505によりプレスされる。そして、図示は省略するが、紫外線の照射により第1レンズ29が形成され、図6(i)に示すように型505の剥がしが行われる。   As shown in FIG. 6G, a resin layer 405 having a relatively high refractive index is formed on the second low refractive index layer 27. Next, as shown in FIG. 6 (h), the resin layer 405 is pressed by a mold 505. And although illustration is abbreviate | omitted, the 1st lens 29 is formed by irradiation of an ultraviolet-ray, and peeling of the type | mold 505 is performed as shown in FIG.6 (i).

その後、図示は省略するが、第1レンズ29上に低屈折率の樹脂層が形成され、樹脂層に対する型によるプレス、紫外線の照射が行われ、第1低屈折率層31が形成される。なお、成形法は、UV転写を用いるものに限らず、熱転写を用いるものであってもよい。   Thereafter, although not shown, a low-refractive index resin layer is formed on the first lens 29, and the resin layer is pressed with a mold and irradiated with ultraviolet rays to form the first low-refractive index layer 31. Note that the molding method is not limited to using UV transfer, and may use thermal transfer.

図7は、アレイ工程(S1)において、第1レンズ29及び第2レンズ25を形成する工程の他の例を説明するフローチャートである。図7は、フォトリソグラフィー法により、第1レンズ29及び第2レンズ25を形成する方法を例示している。具体的には、以下のとおりである。   FIG. 7 is a flowchart for explaining another example of the step of forming the first lens 29 and the second lens 25 in the array step (S1). FIG. 7 illustrates a method of forming the first lens 29 and the second lens 25 by photolithography. Specifically, it is as follows.

まず、図7(a)に示すように、入射側ガラス基板23には、比較的高屈折率の樹脂が塗布されて樹脂層451が形成される。樹脂層451は、例えば光硬化性の樹脂により形成されている。次に、図6(b)に示すように、レジスト層453を形成する。レジストは、ネガレジストでもポジレジストでもよい。図7(c)に示すように、露光及び現像が行われることにより、レジスト層453は所定のパターンに形成される。図7(d)に示すように、紫外線が照射されることにより、樹脂層451のうち、レジスト層453の非配置領域が硬化される。図7(e)に示すように、レジスト層453の剥離が行われ、図7(f)に示すように、樹脂層451のエッチングが行われることにより、樹脂層451は所定のパターンに形成される。そして、入射側ガラス基板23がリフロー炉により加熱されることにより、樹脂層451は軟化して丸みを帯び、第2レンズ25が形成される。   First, as shown in FIG. 7A, a resin layer 451 is formed on the incident side glass substrate 23 by applying a resin having a relatively high refractive index. The resin layer 451 is made of, for example, a photocurable resin. Next, as shown in FIG. 6B, a resist layer 453 is formed. The resist may be a negative resist or a positive resist. As shown in FIG. 7C, the resist layer 453 is formed in a predetermined pattern by exposure and development. As shown in FIG. 7D, the non-arranged region of the resist layer 453 in the resin layer 451 is cured by being irradiated with ultraviolet rays. As shown in FIG. 7E, the resist layer 453 is peeled off, and as shown in FIG. 7F, the resin layer 451 is etched to form the resin layer 451 in a predetermined pattern. The Then, when the incident side glass substrate 23 is heated by the reflow furnace, the resin layer 451 is softened and rounded, and the second lens 25 is formed.

次に、図7(h)に示すように、第2低屈折率層27が形成される。第2低屈折率層27は、例えば、光硬化性の樹脂が第2レンズ25上に塗布された後、紫外線が照射されることにより形成される。   Next, as shown in FIG. 7H, the second low refractive index layer 27 is formed. The second low refractive index layer 27 is formed by, for example, irradiating ultraviolet rays after a photocurable resin is applied on the second lens 25.

第1レンズ29は、第2レンズ25と同様に、高屈折率の樹脂層455の形成(図7(i))、レジスト層457の形成(図7(j))、露光及び現像によるレジスト層457のパターニング(図7(k))、紫外線照射による樹脂層455の硬化(図7(l))、レジスト層457の剥離(図7(m))、樹脂層455のエッチング(図7(n))、リフロー(図7(o))により形成される。また、第1低屈折率層31は、第2低屈折率層27と同様の工程で形成される。   As with the second lens 25, the first lens 29 is formed of a resin layer 455 having a high refractive index (FIG. 7 (i)), a resist layer 457 (FIG. 7 (j)), a resist layer formed by exposure and development. Patterning of 457 (FIG. 7 (k)), curing of the resin layer 455 by ultraviolet irradiation (FIG. 7 (l)), peeling of the resist layer 457 (FIG. 7 (m)), etching of the resin layer 455 (FIG. 7 (n) )), And reflow (FIG. 7 (o)). The first low refractive index layer 31 is formed in the same process as the second low refractive index layer 27.

以上の実施形態によれば、複数のサブ画素48それぞれにおいて透光部39aと反射部39bとが構成されるようにパターニングがなされた入射側ガラス基板23と、入射側ガラス基板23よりも背面側且つ複数のサブ画素48よりも所定方向(導光方向、図1の紙面左右方向)の一方側に配置された光源7と、入射側ガラス基板23の背面に対向して設けられ、光源7の光を導光方向へ導光する導光板9と、入射側ガラス基板23と導光板9との間に配置され、導光板9側へ突出し、導光方向に対して交差する斜面を有する複数の三角柱13cが導光方向に配列されており、導光板9により導光された光を入射側ガラス基板23側へ透過させるプリズムシート13と、入射側ガラス基板23とプリズムシート13との間に配置され、プリズムシート13を透過した光を複数のサブ画素48の透光部39aに集光する、透光部39aの導光方向の長さよりも導光方向の直径が長い複数の集光レンズ(第1レンズ29及び第2レンズ25からなるレンズ群)とを有することから、導光板9から斜めに出射された光をプリズムシート13により入射側ガラス基板23に直交する方向の光に変換し、その変換した光を第1レンズ29及び第2レンズ25に入射させることができる。従って、第1レンズ29及び第2レンズ25の光軸に沿って効率的に光を集光することができる。換言すれば、導光板9からの光が、第1レンズ29及び第2レンズ25を通過して透光部39aの周囲に向かってしまうことを抑制できる。そして、図2及び図3を参照して説明したように、プリズムシート13は、凹凸が形成された面を導光板9に対向させていることから、従来の凹凸が形成された面を入射側ガラス基板23側に向ける場合に比較して、導光板9から斜めに出射された光を入射側ガラス基板23に直交する方向へ効率的且つ簡便に変換可能である。   According to the above embodiment, the incident side glass substrate 23 patterned so that the translucent part 39a and the reflection part 39b are configured in each of the plurality of sub-pixels 48, and the back side from the incident side glass substrate 23 In addition, the light source 7 disposed on one side in a predetermined direction (light guide direction, right and left direction in FIG. 1) from the plurality of sub-pixels 48 and the back surface of the incident side glass substrate 23 are provided to face each other. A light guide plate 9 that guides light in the light guide direction, a plurality of light guide plates 9 disposed between the incident-side glass substrate 23 and the light guide plate 9, projecting toward the light guide plate 9, and having inclined surfaces that intersect the light guide direction The triangular prisms 13c are arranged in the light guide direction, and are arranged between the prism sheet 13 that transmits the light guided by the light guide plate 9 toward the incident side glass substrate 23, and between the incident side glass substrate 23 and the prism sheet 13. And prize A plurality of condensing lenses (first lenses) that condense the light transmitted through the sheet 13 onto the light transmitting portions 39a of the plurality of sub-pixels 48 and have a diameter in the light guide direction that is longer than the length of the light transmitting portions 39a in the light guide direction. Therefore, the light emitted obliquely from the light guide plate 9 is converted into light in a direction perpendicular to the incident side glass substrate 23 by the prism sheet 13 and converted. Light can be incident on the first lens 29 and the second lens 25. Therefore, light can be efficiently collected along the optical axes of the first lens 29 and the second lens 25. In other words, it is possible to suppress the light from the light guide plate 9 from passing through the first lens 29 and the second lens 25 toward the periphery of the translucent part 39a. As described with reference to FIG. 2 and FIG. 3, the prism sheet 13 has the surface on which the irregularities are formed facing the light guide plate 9. Compared with the case where it is directed to the glass substrate 23 side, the light emitted obliquely from the light guide plate 9 can be efficiently and simply converted into a direction orthogonal to the incident side glass substrate 23.

例えば、従来のプリズムシート113の配置では実現されていない、出射する光の輝度のピーク値及び当該ピーク値の半分の値が、プリズムシート13の法線から20度以内の範囲に収まるように、導光板9からの光を透過させることが可能である。   For example, the peak value of the luminance of the emitted light, which is not realized by the arrangement of the conventional prism sheet 113, and a half value of the peak value are within a range of 20 degrees from the normal line of the prism sheet 13, It is possible to transmit light from the light guide plate 9.

複数の三角柱13cは、複数の集光レンズ(第1レンズ29及び第2レンズ25)それぞれに対して、所定方向(図1の紙面左右方向)において、2以上の三角柱13cが重なるように設けられていることから、各サブ画素48において、三角柱13cが設けられていることによる輝度ムラが生じることがない。   The plurality of triangular prisms 13c are provided so that two or more triangular prisms 13c overlap each other with respect to each of the plurality of condensing lenses (the first lens 29 and the second lens 25) in a predetermined direction (left and right direction in FIG. 1). Therefore, in each sub-pixel 48, luminance unevenness due to the provision of the triangular prism 13c does not occur.

複数の透光部39aに集光する複数の集光レンズそれぞれは、透光部39aの所定方向(図1の紙面左右方向)の長さよりも当該所定方向の直径が長く、プリズムシート13を透過した光を集光する第1レンズ29と、第1レンズ29よりも焦点距離が短く、第1レンズ29から出射した光を平行光に近づけて透光部39aに出射する第2レンズ25とを有することから、図4を参照して説明したように、第1レンズ29により集光された光は、透光部39aを通過した後の発散が抑制され、正面輝度が向上する。その結果、液晶パネル5の厚さの設計の自由度も向上する。   Each of the plurality of condensing lenses that collect light on the plurality of translucent portions 39a has a diameter in the predetermined direction that is longer than the length of the translucent portion 39a in the predetermined direction (the left-right direction in FIG. 1), and is transmitted through the prism sheet 13. A first lens 29 that collects the emitted light, and a second lens 25 that has a shorter focal length than the first lens 29 and that emits the light emitted from the first lens 29 close to parallel light and emits the light to the translucent portion 39a. Therefore, as described with reference to FIG. 4, the light collected by the first lens 29 is suppressed from being diverged after passing through the translucent portion 39a, and the front luminance is improved. As a result, the degree of freedom in designing the thickness of the liquid crystal panel 5 is also improved.

第1レンズ29及び第2レンズ25は、第1レンズ29の後側焦点FP1と第2レンズ25の前側焦点FP2とが一致するように配置されていることから、第2レンズ25は、精度よく平行光を形成することができ、好適に上記の正面輝度の向上の効果が得られる。   Since the first lens 29 and the second lens 25 are arranged so that the rear focal point FP1 of the first lens 29 and the front focal point FP2 of the second lens 25 coincide with each other, the second lens 25 can be accurately used. Parallel light can be formed, and the effect of improving the above-described front luminance is preferably obtained.

液晶表示装置1は、複数の第2レンズ25の導光板9側に積層され、複数の第1レンズ29が導光板9側に積層される、複数の第1レンズ29及び複数の第2レンズ25よりも屈折率の低い第2低屈折率層27を有することから、複数の第1レンズ29及び複数の第2レンズ25の形成が容易である。例えば、上述の前側焦点と後側焦点とを一致させることは、第2低屈折率層27の膜厚調整により簡単に行われる。   The liquid crystal display device 1 is stacked on the light guide plate 9 side of the plurality of second lenses 25, and the plurality of first lenses 29 and the plurality of second lenses 25 are stacked on the light guide plate 9 side. In addition, since the second low refractive index layer 27 having a lower refractive index is provided, it is easy to form the plurality of first lenses 29 and the plurality of second lenses 25. For example, the above-described front focus and rear focus are easily matched by adjusting the film thickness of the second low refractive index layer 27.

液晶表示装置1の製造方法は、入射側ガラス基板23の一の面(図1の紙面上方側の面)に対して、透光部39aと反射部39bとを有する複数のサブ画素48が所定方向(図1の紙面左右方向)に配列されるようにパターニングを行うとともに、入射側ガラス基板23の背面(図1の紙面下方側の面)に対して、当該背面側からの光を複数のサブ画素48の透光部39aに集光する複数の集光レンズ(第1レンズ29及び第2レンズ25)を設けるアレイ工程(S1)と、アレイ工程の後、入射側ガラス基板23よりも背面側(図1の紙面下方側)且つ複数のサブ画素48よりも所定方向(図1の紙面左右方向)の一方側に光源7を設け、光源7の光を上記の所定方向へ導光する導光板9を入射側ガラス基板23の背面に対向して設け、入射面13cに複数の三角柱13cを有するプリズムシート13を、入射側ガラス基板23と導光板9との間に、入射面13cが導光板9に対向し、複数の三角柱13cが上記の所定方向に配列されるとともに複数の三角柱13cの斜面が上記の所定方向に対して交差するように設けるモジュール工程(S3)とを有することから、従来の製造方法に、アレイ工程においてレンズを形成し、モジュール工程においてプリズムシート13を逆側に向けて配置する工程を加えるだけで、液晶表示装置1を構成することができる。   In the method of manufacturing the liquid crystal display device 1, a plurality of sub-pixels 48 each having a light transmitting portion 39 a and a reflecting portion 39 b with respect to one surface of the incident side glass substrate 23 (surface on the upper side in FIG. 1) are predetermined. The patterning is performed so that the light is arranged in the direction (left and right direction in FIG. 1), and a plurality of light beams from the back side are applied to the back side of the incident side glass substrate 23 (surface on the lower side in FIG. 1). An array step (S1) for providing a plurality of condensing lenses (first lens 29 and second lens 25) for condensing on the light transmitting portion 39a of the sub-pixel 48, and after the array step, behind the incident side glass substrate 23 The light source 7 is provided on the side (the lower side of the drawing in FIG. 1) and on one side of the predetermined direction (the left and right direction on the drawing in FIG. 1) from the plurality of sub-pixels 48. An optical plate 9 is provided opposite the back side of the incident side glass substrate 23 to The prism sheet 13 having a plurality of triangular prisms 13c on the surface 13c is arranged between the incident side glass substrate 23 and the light guide plate 9, the incident surface 13c faces the light guide plate 9, and the plurality of triangular prisms 13c are arranged in the predetermined direction. And a module step (S3) provided so that the slopes of the plurality of triangular prisms 13c intersect with the predetermined direction. In the conventional manufacturing method, a lens is formed in the array step, The liquid crystal display device 1 can be configured simply by adding a step of disposing the prism sheet 13 toward the opposite side.

図6に示したアレイ工程(S1)は、入射側ガラス基板23の導光板9側となる面に、樹脂層401を形成し、その樹脂層401を型501で押圧して複数の第2レンズ25を形成する工程(図6(a)〜図6(d))と、複数の第2レンズ25上に、複数の第2レンズ25よりも屈折率の低い樹脂層403を形成し、その樹脂層403を型503で押圧して第2低屈折率層27を形成する工程(図6(e)、図6(f))と、第2低屈折率層27上に、第2低屈折率層よりも屈折率の高い樹脂層405を形成し、その樹脂層405を型505で押圧して複数の第1レンズ29を形成する工程(図6(g)〜図6(i))とを有することから、第1レンズ29及び第2レンズ25を簡便に形成できるとともに、第2低屈折率層27を形成する際の型503の押圧力等の制御により、簡便に第1レンズ29と第2レンズ25との距離を適宜なものとすることができる。   In the array step (S1) shown in FIG. 6, a resin layer 401 is formed on the surface on the light guide plate 9 side of the incident side glass substrate 23, and the resin layer 401 is pressed with a mold 501 to form a plurality of second lenses. And a resin layer 403 having a refractive index lower than that of the plurality of second lenses 25 is formed on the plurality of second lenses 25, and the resin is formed. The step of forming the second low refractive index layer 27 by pressing the layer 403 with the mold 503 (FIGS. 6E and 6F), and the second low refractive index layer 27 on the second low refractive index layer 27 Forming a resin layer 405 having a higher refractive index than the layer and pressing the resin layer 405 with a mold 505 to form a plurality of first lenses 29 (FIGS. 6G to 6I). Therefore, the first lens 29 and the second lens 25 can be easily formed, and the second low refractive index layer 27 is formed. The control such as the pressing force of the mold 503, conveniently may be the first lens 29 ones appropriate distance between the second lens 25.

図7に示したアレイ工程(S1)は、入射側ガラス基板23の導光板9側となる面に、フォトリソグラフィーにより複数の第2レンズ25を形成する工程(図7(a)〜図7(g))と、複数の第2レンズ25上に、複数の第2レンズ25よりも屈折率の低い第2低屈折率層27を形成する工程(図7(h))と、第2低屈折率層27上に、フォトリソグラフィーにより第2低屈折率層27よりも屈折率の高い複数の第1レンズ29を形成する工程(図7(i)〜図7(o))とを有することから、画素電極39等の形成と同様に第1レンズ29及び第2レンズ25を形成することができ、製造工程が簡便化される。   The array step (S1) shown in FIG. 7 is a step of forming a plurality of second lenses 25 by photolithography on the surface on the light guide plate 9 side of the incident side glass substrate 23 (FIGS. 7A to 7). g)), a step of forming a second low refractive index layer 27 having a lower refractive index than the plurality of second lenses 25 on the plurality of second lenses 25 (FIG. 7H), and a second low refraction. A step of forming a plurality of first lenses 29 having a refractive index higher than that of the second low refractive index layer 27 by photolithography on the refractive index layer 27 (FIGS. 7I to 7O). The first lens 29 and the second lens 25 can be formed similarly to the formation of the pixel electrode 39 and the like, and the manufacturing process is simplified.

なお、以上の実施形態において、液晶表示装置1は本発明の表示装置の一例であり、サブ画素48は本発明の画素の一例であり、透光部39aは本発明の透光領域の一例であり、反射部39bは本発明の遮光領域の一例であり、入射側ガラス基板23は本発明の透明基板の一例であり、導光板9は本発明の導光体の一例であり、三角柱13cは本発明のプリズムシートの突部の一例であり、第1レンズ29及び第2レンズ25からなるレンズ群は本発明の集光レンズの一例である。   In the above embodiment, the liquid crystal display device 1 is an example of the display device of the present invention, the sub-pixel 48 is an example of the pixel of the present invention, and the light transmitting portion 39a is an example of the light transmitting region of the present invention. The reflecting portion 39b is an example of the light shielding region of the present invention, the incident side glass substrate 23 is an example of the transparent substrate of the present invention, the light guide plate 9 is an example of the light guide of the present invention, and the triangular prism 13c is It is an example of the protrusion part of the prism sheet of this invention, and the lens group which consists of the 1st lens 29 and the 2nd lens 25 is an example of the condensing lens of this invention.

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。   The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various aspects.

表示装置は、液晶表示装置に限定されない。光源からの光を透明基板に形成された透光領域に透過させることにより表示を行うものであればよい。また、実施形態では、いわゆる半透過型の液晶表示装置を示したが、いわゆる全透過型の表示装置であってもよい。全透過型の表示装置であっても、実際には、ゲート電極や駆動回路により遮光領域が形成されているから、透光領域に光を集光することにより光源からの光の有効利用が図られる。表示装置の駆動方式は、アクティブマトリックス方式でも単純マトリックス方式でもよいし、駆動回路等の構成の方式は、逆スタガー方式(ボトムゲート方式)でも正スタガー方式(トップゲート方式)でもよい。   The display device is not limited to a liquid crystal display device. What is necessary is just to display by transmitting the light from a light source to the translucent area | region formed in the transparent substrate. In the embodiment, a so-called transflective liquid crystal display device is shown, but a so-called transflective display device may be used. Even in an all-transmissive display device, a light-shielding region is actually formed by a gate electrode or a drive circuit, so that the light from the light source can be effectively used by condensing the light in the light-transmitting region. It is done. The driving method of the display device may be an active matrix method or a simple matrix method, and the configuration of the drive circuit or the like may be a reverse stagger method (bottom gate method) or a normal stagger method (top gate method).

導光体(9)の導光方向は、X軸方向に限定されない。例えば、Y軸方向であってもよい。なお、半円柱状のレンズは、ストライプ型やモザイク型であれば、Y軸方向に延びるように配置されることができる。また、導光体の形状は適宜に設定されてよく、例えば、プリズムシートとは反対側の面は、平面状に形成されていてもよい。   The light guide direction of the light guide (9) is not limited to the X-axis direction. For example, it may be in the Y-axis direction. The semi-cylindrical lens can be arranged to extend in the Y-axis direction if it is a stripe type or a mosaic type. Moreover, the shape of the light guide may be set as appropriate. For example, the surface opposite to the prism sheet may be formed in a flat shape.

プリズムシートの配置位置は、集光レンズ(25及び29)と、導光体(9)との間であればよく、入射側偏光板(33)のバックライト側に限定されない。例えば、プリズムシートは、入射側偏光板(33)よりも出射側に設けられていてもよい。また、集光レンズの配置位置は、透明基板(23)とバックライトとの間であればよく、透明基板(23)と入射側偏光板(33)との間に限定されない。例えば、入射側偏光板(33)よりもバックライト側であってもよいし、入射側偏光板(33)を挟んで第1レンズと第2レンズとが配置されていてもよい。   The arrangement position of a prism sheet should just be between a condensing lens (25 and 29) and a light guide (9), and is not limited to the backlight side of an incident side polarizing plate (33). For example, the prism sheet may be provided on the output side with respect to the incident side polarizing plate (33). In addition, the arrangement position of the condensing lens may be between the transparent substrate (23) and the backlight, and is not limited between the transparent substrate (23) and the incident side polarizing plate (33). For example, it may be on the backlight side with respect to the incident-side polarizing plate (33), and the first lens and the second lens may be disposed with the incident-side polarizing plate (33) interposed therebetween.

プリズムシートや集光レンズ(25及び29)は、他の部材と一体的に形成されていてもよい。例えば、プリズムシートは、第1低屈折率層(31)のバックライト側の面に溝部が形成されることにより、第1低屈折率層と一体的に形成されていてもよいし、集光レンズは、透明基板(23)のバックライト側の面に溝部が形成されることにより、透明基板と一体的に形成されていてもよい。   The prism sheet and the condenser lens (25 and 29) may be formed integrally with other members. For example, the prism sheet may be formed integrally with the first low-refractive index layer by forming a groove on the backlight side surface of the first low-refractive index layer (31). The lens may be formed integrally with the transparent substrate by forming a groove on the backlight side surface of the transparent substrate (23).

集光レンズ(25及び29)は、半円柱状のものに限定されず、光軸方向に見て円形や多角形のものが設けられてもよい。換言すれば、複数の集光レンズは、一方向(X軸方向)に配列されるものに限定されず、2方向(X軸方向及びY軸方向)に配列されるものであってもよい。また、集光レンズ(25及び29)は、2枚のレンズにより構成されるものに限定されない。1枚のレンズであってもよいし、3枚以上のレンズにより構成されたレンズ群であってもよい。レンズ群により集光レンズを構成する場合、集光レンズは、凸レンズが組み合わされて構成されるものに限定されず、凸レンズや凹レンズが適宜に組み合わされて構成されてよい。   The condensing lens (25 and 29) is not limited to a semi-cylindrical one, and may be provided with a circular or polygonal shape when viewed in the optical axis direction. In other words, the plurality of condensing lenses are not limited to those arranged in one direction (X-axis direction), and may be arranged in two directions (X-axis direction and Y-axis direction). Further, the condensing lenses (25 and 29) are not limited to those constituted by two lenses. One lens may be sufficient and the lens group comprised by three or more lenses may be sufficient. When a condensing lens is comprised by a lens group, a condensing lens is not limited to what is comprised by combining a convex lens, A convex lens and a concave lens may be comprised suitably.

図8は、凹レンズを含んで構成した集光レンズの例を示す模式図である。   FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a condensing lens including a concave lens.

この変形例では、第1レンズ129は凸レンズにより、第2レンズ125は凹レンズにより構成されている。そして、実施形態と同様に、第2レンズ125は、光軸LA12が第1レンズ29の光軸LA11と一致するように配置されるとともに、前側焦点FP2が第1レンズ29の後側焦点FP1に一致するように配置されている。なお、第2レンズ125は凹レンズであることから、前側焦点は、光の出射側に位置している。この変形例においても、導光板からの光は第1レンズ129により集光され、集光された光は第2レンズ125により平行光に変換される。   In this modification, the first lens 129 is a convex lens, and the second lens 125 is a concave lens. Similarly to the embodiment, the second lens 125 is arranged so that the optical axis LA12 coincides with the optical axis LA11 of the first lens 29, and the front focal point FP2 is set to the rear focal point FP1 of the first lens 29. They are arranged to match. Since the second lens 125 is a concave lens, the front focal point is located on the light emission side. Also in this modification, the light from the light guide plate is collected by the first lens 129, and the collected light is converted into parallel light by the second lens 125.

第2レンズは、第1レンズにより集光された光を完全な平行光に変換する必要はない。第1レンズにより集光された光を少しでも平行光に近づけることができれば、正面輝度が向上するという効果が得られる。集光レンズと他の部材との間や第1レンズと第2レンズとの間の低屈折率層は省略されてもよい。   The second lens need not convert the light collected by the first lens into completely parallel light. If the light condensed by the first lens can be made as close to parallel light as possible, the effect of improving the front luminance can be obtained. The low refractive index layer between the condensing lens and other members or between the first lens and the second lens may be omitted.

本発明の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the liquid crystal display device which concerns on embodiment of this invention. 図1の液晶表示装置のプリズムシートの作用を説明する断面図。Sectional drawing explaining an effect | action of the prism sheet of the liquid crystal display device of FIG. 図1の液晶表示装置のプリズムシートの配向特性を示す図。The figure which shows the orientation characteristic of the prism sheet of the liquid crystal display device of FIG. 図1の液晶表示装置の集光レンズの構成及び作用を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration and operation of a condensing lens of the liquid crystal display device of FIG. 1. 図1の液晶表示装置の製造方法を示すフローチャート。2 is a flowchart showing a method for manufacturing the liquid crystal display device of FIG. 図5の製造方法のアレイ工程の一例を説明する図。The figure explaining an example of the array process of the manufacturing method of FIG. 図5の製造方法のアレイ工程の他の例を説明する図。The figure explaining the other example of the array process of the manufacturing method of FIG. 集光レンズの変形例を示す図。The figure which shows the modification of a condensing lens.

符号の説明Explanation of symbols

1…液晶表示装置(表示装置)、3…バックライト、7…光源、9…導光板(導光体)、13…プリズムシート、13c…三角柱(突部)、23…入射側ガラス基板(透明基板)、25…第2レンズ(集光レンズ)、29…第1レンズ(集光レンズ)、39a…透光部(透光領域)、39b…反射部(遮光領域)、48…サブ画素(画素)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display device (display apparatus), 3 ... Back light, 7 ... Light source, 9 ... Light guide plate (light guide), 13 ... Prism sheet, 13c ... Triangular prism (projection), 23 ... Incident side glass substrate (transparent Substrate), 25 ... second lens (condensing lens), 29 ... first lens (condensing lens), 39a ... translucent portion (translucent region), 39b ... reflecting portion (light-shielding region), 48 ... sub-pixel ( Pixel).

Claims (9)

所定方向に配列された複数の画素それぞれにおいて透光領域と遮光領域とが構成されるようにパターニングがなされた透明基板と、
前記透明基板よりも背面側且つ前記複数の画素よりも前記所定方向の一方側に配置された光源と、
前記透明基板の背面に対向して設けられ、前記光源の光を前記所定方向の他方側へ導光する導光体と、
前記透明基板と前記導光体との間に配置され、前記導光体側へ突出し、前記所定方向に対して斜めに交差する斜面を有する複数の突部が前記所定方向に配列されており、前記導光体により導光された光を前記透明基板側へ透過させるプリズムシートと、
前記透明基板と前記プリズムシートとの間において前記複数の画素に対応して前記所定方向に配列され、前記プリズムシートを透過した光を前記複数の画素の前記透光領域に集光する、前記透光領域の前記所定方向の長さよりも前記所定方向の直径が大きい複数の集光レンズと、
を有する表示装置。
A transparent substrate patterned to form a light-transmitting region and a light-shielding region in each of a plurality of pixels arranged in a predetermined direction;
A light source disposed on the back side of the transparent substrate and on one side of the predetermined direction from the plurality of pixels;
A light guide that is provided facing the back surface of the transparent substrate and guides light from the light source to the other side in the predetermined direction;
A plurality of protrusions arranged between the transparent substrate and the light guide, projecting toward the light guide, and having slopes obliquely intersecting the predetermined direction are arranged in the predetermined direction, A prism sheet that transmits light guided by the light guide to the transparent substrate side;
The transparent substrate arranged in the predetermined direction corresponding to the plurality of pixels between the transparent substrate and the prism sheet, and condensing the light transmitted through the prism sheet in the light-transmitting region of the plurality of pixels. A plurality of condensing lenses having a diameter in the predetermined direction larger than the length in the predetermined direction of the light region;
A display device.
前記複数の突部は、前記複数の集光レンズそれぞれに対して、前記所定方向において2以上の前記突部が重なるように設けられている
請求項1に記載の表示装置。
The display device according to claim 1, wherein the plurality of protrusions are provided so that two or more protrusions overlap each other in the predetermined direction with respect to each of the plurality of condenser lenses.
前記プリズムシートは、出射する光の輝度のピーク値及び当該ピーク値の半分の値が、当該プリズムシートの法線から20度以内の範囲に収まるように、前記導光体からの光を透過させる
請求項1に記載の表示装置。
The prism sheet transmits light from the light guide so that the peak value of luminance of the emitted light and a half value of the peak value are within a range of 20 degrees from the normal line of the prism sheet. The display device according to claim 1.
前記複数の集光レンズそれぞれは、
前記透光領域の前記所定方向の長さよりも前記所定方向の直径が大きく、前記プリズムシートを透過した光を集光する第1レンズと、
前記第1レンズよりも焦点距離が短く、前記第1レンズから出射した光を平行光に近づけて前記透光領域に出射する第2レンズと、
を有する
請求項1に記載の表示装置。
Each of the plurality of condensing lenses is
A first lens that collects light that has passed through the prism sheet and has a diameter in the predetermined direction larger than the length in the predetermined direction of the translucent region;
A second lens that has a focal length shorter than that of the first lens and that emits light emitted from the first lens close to parallel light and emits the light to the translucent region;
The display device according to claim 1.
前記第1レンズ及び第2レンズは、前記第1レンズの後側焦点と前記第2レンズの前側焦点とが一致するように配置されている
請求項4に記載の表示装置。
The display device according to claim 4, wherein the first lens and the second lens are arranged such that a rear focal point of the first lens and a front focal point of the second lens coincide with each other.
前記複数の第2レンズの前記導光体側に積層され、前記複数の第1レンズが前記導光体側に積層される、前記複数の第1レンズ及び前記複数の第2レンズよりも屈折率の低い低屈折率層を有する
請求項4に記載の表示装置。
The plurality of second lenses are stacked on the light guide side, and the plurality of first lenses are stacked on the light guide side, and have a lower refractive index than the plurality of first lenses and the plurality of second lenses. The display device according to claim 4, further comprising a low refractive index layer.
透明基板の一の面に対して、透光領域と遮光領域とを有する複数の画素が所定方向に配列されるようにパターニングを行うとともに、前記透明基板の前記一の面の背面に対して、当該背面側からの光を前記複数の画素の前記透光領域に集光する複数の集光レンズを設けるアレイ工程と、
前記アレイ工程の後、前記透明基板よりも前記背面側且つ前記複数の画素よりも前記所定方向の一方側に光源を設け、前記光源の光を前記所定方向へ導光する導光体を前記透明基板の前記背面に対向して設け、一方の面に複数の突部を有するプリズムシートを、前記透明基板と前記導光体との間に、前記一方の面が前記導光体に対向し、前記複数の突部が前記所定方向に配列されるとともに当該複数の突部の斜面が前記所定方向に対して交差するように設けるモジュール工程と、
を有する表示装置の製造方法。
With respect to one surface of the transparent substrate, patterning is performed so that a plurality of pixels having a light transmitting region and a light shielding region are arranged in a predetermined direction, and with respect to the back surface of the one surface of the transparent substrate, An array step of providing a plurality of condensing lenses for condensing light from the back side on the light-transmitting regions of the plurality of pixels;
After the array step, a light source is provided on the back side of the transparent substrate and on one side of the predetermined direction with respect to the plurality of pixels, and a light guide that guides light from the light source in the predetermined direction is transparent. A prism sheet having a plurality of protrusions provided on one surface facing the back surface of the substrate, between the transparent substrate and the light guide, the one surface facing the light guide, A module step in which the plurality of protrusions are arranged in the predetermined direction and the inclined surfaces of the plurality of protrusions intersect with the predetermined direction;
A method for manufacturing a display device.
前記アレイ工程は、
前記透明基板の前記導光体側となる面に、樹脂層を形成し、その樹脂層を型で押圧して、前記複数の集光レンズを構成する複数の第2レンズを形成する工程と、
前記複数の第2レンズ上に、前記複数の第2レンズよりも屈折率の低い樹脂層を形成し、その樹脂層を型で押圧して低屈折率層を形成する工程と、
低屈折率層上に、前記低屈折率層よりも屈折率の高い樹脂層を形成し、その樹脂層を型で押圧して、前記複数の集光レンズを構成する複数の第1レンズを形成する工程と、
を有する
請求項7に記載の表示装置の製造方法。
The array process includes
Forming a plurality of second lenses constituting the plurality of condensing lenses by forming a resin layer on a surface of the transparent substrate on the light guide body side and pressing the resin layer with a mold;
Forming a resin layer having a lower refractive index than the plurality of second lenses on the plurality of second lenses, and pressing the resin layer with a mold to form a low refractive index layer;
On the low refractive index layer, a resin layer having a higher refractive index than the low refractive index layer is formed, and the resin layer is pressed with a mold to form a plurality of first lenses constituting the plurality of condensing lenses. And a process of
A method for manufacturing a display device according to claim 7.
前記アレイ工程は、
前記透明基板の前記導光体側となる面に、フォトリソグラフィーにより、前記複数の集光レンズを構成する複数の第2レンズを形成する工程と、
前記複数の第2レンズ上に、前記複数の第2レンズよりも屈折率の低い低屈折率層を形成する工程と、
低屈折率層上に、フォトリソグラフィーにより、前記低屈折率層よりも屈折率の高い、前記複数の集光レンズを構成する複数の第1レンズを形成する工程と、
を有する
請求項7に記載の表示装置の製造方法。
The array process includes
Forming a plurality of second lenses constituting the plurality of condensing lenses on the surface of the transparent substrate on the light guide side by photolithography;
Forming a low refractive index layer having a lower refractive index than the plurality of second lenses on the plurality of second lenses;
Forming a plurality of first lenses constituting the plurality of condensing lenses having a refractive index higher than that of the low refractive index layer by photolithography on the low refractive index layer;
A method for manufacturing a display device according to claim 7.
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