JP2016218091A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】光源からの発光が色分離されて入射する異なる波長の色光束を効率的に利用可能な電気光学装置及び該電気光学装置を備えた電子機器を提供すること。【解決手段】電気光学装置としての液晶装置１００は、画素Ｐごとに設けられ、赤色光束（Ｒ）と緑色光束（Ｇ）と青色光束（Ｂ）とが異なる入射角度で入射する集光素子としてのマイクロレンズＭＬと、サブ画素ＳＢ，ＳＧ，ＳＲのそれぞれを区分して、サブ画素ＳＧに対応する第１開口部１７ａとサブ画素ＳＢに対応する第２開口部１７ｂとサブ画素ＳＲに対応する第３開口部１７ｃとを構成する遮光部１７と、所定の方向（Ｘ方向）における、第１開口部１７ａの幅をＬ１とし、第２開口部１７ｂまたは第３開口部１７ｃの幅をＬ２とするとき、Ｌ１＜Ｌ２の関係を満たす。【選択図】図６

Description

本発明は電気光学装置及び電子機器に関する。

電気光学装置として、光源から出射した光束が互いに異なる波長域の第１、第２、第３色光束に分離され、第１色光束が入射する第１画素開口部と、第２色光束が入射する第２画素開口部と、第３色光束が入射する第３画素開口部とから構成された複数の画素を有する画像表示装置が知られている（特許文献１）。
当該画像表示装置では、所定の方向に沿って第１画素開口部を挟むように第２画素開口部と第３画素開口部とが所定のピッチ（Ｐ）で配置されている。第１色光束の集光スポットの中心は第１画素開口部内にあり、第２色光束の集光スポットの中心は第２画素開口部内にあり、第３色光束の集光スポットの中心は第３画素開口部内にある。また、所定の方向における第１色光束の集光スポットの中心と第２色光束の集光スポットの中心との間隔（Ｄａ）及び第１色光束の集光スポットの中心と第３色光束の集光スポットの中心との間隔（Ｄｂ）の少なくとも一方の間隔（Ｄ）は、上記所定のピッチ（Ｐ）よりも大きく設定されている。

このような集光スポットの中心位置の設定によれば、カラーフィルターを用いずに混色が発生し難い画像表示装置を提供できるとしている。

特開２００５−１０３８２

上記特許文献１の画像表示装置によれば、光源から出射した光束は、色分離素子としての３枚のダイクロイックミラーに入射して、第１、第２、第３色光束に分離される。３枚のダイクロイックミラーからそれぞれ異なる角度で出射された第１、第２、第３色光束は、画素ごとに設けられた集光素子としてのマイクロレンズに入射する。マイクロレンズにより集光された第１色光束の主光線は第１画素開口部に対して法線方向から入射するので、第１色光束の集光スポットは第１画素開口部内に収まり易い。言い換えれば、第１画素開口部を区画する遮光部に第１色光束の集光スポットは入射し難い。これに対して、マイクロレンズにより集光された第２色光束の主光線は第２画素開口部の法線方向に対して斜め方向から第２画素開口部に入射する。第３色光束の主光線もまた第２色光束の主光線と同様に第３画素開口部の法線方向に対して斜め方向から第３画素開口部に入射する。したがって、第２色光束の集光スポット、第３色光束の集光スポットは、それぞれ対応する第２画素開口部や第３画素開口部に収まり難くなり、画素開口部間の遮光部に入射し易くなる。ゆえに、第１色光束に対して第２色光束や第３色光束が混ざる混色は起こり難くなるものの、第２画素開口部及び第３画素開口部における光の透過率は、第１画素開口部における光の透過率よりも低下することになり、表示が暗くなるという課題がある。また、第２色光束と第３色光束とが混ざり合う混色が発生するおそれがある。

加えて、表示におけるホワイトバランスを調整するため、透過率が第１画素開口部に比べて低い第２画素開口部あるいは第３画素開口部における透過率を基準として、他の画素開口部における光の実質的な透過率を調整すると、さらに表示が暗くなるおそれがあるという課題がある。

本発明は、上述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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例］本適用例に係る電気光学装置は、光源からの発光が互いに波長が異なる第１色光束、第２色光束、第３色光束に分離され、前記第１色光束が入射する第１サブ画素と、所定の方向において前記第１サブ画素に隣り合い、前記第２色光束が入射する第２サブ画素と、前記第３色光束が入射する第３サブ画素とを含む画素を備えた電気光学装置であって、前記画素ごとに設けられ、前記第１色光束、前記第２色光束、前記第３色光束のそれぞれが異なる入射角度で入射する集光素子と、前記第１サブ画素に対応する第１開口部と、前記第２サブ画素に対応する第２開口部と、前記第３サブ画素に対応する第３開口部と、をそれぞれ区分する遮光部と、を備え、前記所定の方向における、前記第１開口部の幅をＬ１とし、前記第２開口部または前記第３開口部の幅をＬ２とするとき、Ｌ１＜Ｌ２の関係を満たすことを特徴とする。

本適用例によれば、所定の方向において第１開口部に隣り合う第２開口部では、第２開口部の法線方向に対して斜め方向から第２色光束が入射したとしても、第１開口部の幅Ｌ１よりも第２開口部の幅Ｌ２のほうが大きいので、第２開口部を透過する第２色光束の透過率が低下し難い。所定の方向において第１開口部に隣り合う第３開口部でも第２開口部と同様に、第３開口部を透過する第３色光束の透過率が低下し難い。すなわち、第１開口部における光の透過率に比べて、第２開口部または第３開口部における光の透過率が低下し難いので、カラーフィルターを用いずに明るいカラー表示が可能な電気光学装置を提供することができる。また、第１開口部に対して第２開口部あるいは第３開口部における透過率が低下し難いので、ホワイトバランスをとるように各サブ画素における透過率を調整しても明るいカラー表示を行うことができる。

上記適用例に記載の電気光学装置において、前記所定の方向における、前記第１開口部と前記第２開口部との間の前記遮光部の幅と、前記第１開口部と前記第３開口部との間の前記遮光部の幅とが同じであることが好ましい。
この構成によれば、所定の方向における各開口部間の遮光部の幅が同じであることから異なる色光束同士の混色が生じ難い。

上記適用例に記載の電気光学装置において、０．８４＜Ｌ１／Ｌ２＜１．００の関係を満たすことが好ましい。
この構成によれば、第１開口部における光の透過率を第２開口部または第３開口部の透過率に比べて大幅に低下させることなく、明るいカラー表示が可能な電気光学装置を提供することができる。

上記適用例に記載の電気光学装置において、前記所定の方向における前記遮光部の幅は、前記所定の方向における前記画素の配置ピッチの７％以上１６．６７％以下であることが好ましい。
この構成によれば、混色の発生を抑制しつつ、各開口部における光の透過率を確保することができる。

上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第１色光束の波長は、前記第２色光束及び前記第３色光束の波長よりも短いことが好ましい。
この構成によれば、第１開口部に入射する第１色光束の波長が第２色光束及び第３色光束の波長よりも短いので、第１開口部の幅Ｌ１を第２及び第３開口部の幅Ｌ２より小さくしても、集光素子によって集光された第１色光束は、第１開口部に収まり易い。言い換えれば、第２色光束または第３色光束を第１開口部に入射させる場合に比べて、第１開口部の幅Ｌ１を小さくでき、その分、第２開口部または第３開口部の幅を大きくすることができる。つまり、より明るいカラー表示が可能となる。

上記適用例に記載の電気光学装置において、前記第１色光束の波長をλ１とし、前記第２色光束の波長をλ２とし、前記第３色光束の波長をλ３とするとき、λ１＜λ２＜λ３の関係を満たし、前記所定の方向における、前記第１開口部の幅をＬ１とし、前記第２開口部の幅をＬ２とし、前記第３開口部の幅をＬ３とするとき、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３の関係を満たすことを特徴とする。
この構成によれば、各色光束の波長に準じて、所定の方向における各開口部の幅が設定されているので、各サブ画素における色光束の透過率を最適化することができ、より明るいカラー表示が可能となる。

［適用例］本適用例に係る電子機器は、光源と、前記光源からの発光を互いに波長が異なる第１色光束、第２色光束、第３色光束に分離する色分離素子と、上記適用例に記載の電気光学装置と、を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、明るいカラー表示が可能であって見栄えのよい電子機器を提供することができる。

電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図。 （ａ）は液晶装置の構成を示す概略平面図、（ｂ）は画素の構成を示す概略拡大平面図。 液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。 （ａ）及び（ｂ）は対向基板におけるマイクロレンズの配置を示す概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線で切った対向基板におけるマイクロレンズアレイの構造を示す概略断面図。 （ａ）は第１実施形態の画素におけるサブ画素の配置を示す平面図、（ｂ）は従来例の画素におけるサブ画素の配置を示す平面図。 第１実施形態の液晶装置における画素の構造を示す概略断面図。 第１開口部比率及び遮光部比率と透過率との関係を示すグラフ。 第２開口部比率及び遮光部比率と透過率との関係を示すグラフ。 図７と図８とを合体させたグラフ。 遮光部比率と混色率と光源の大きさとの関係を示すグラフ。 第２実施形態の液晶装置における画素の構造を示す概略断面図。 光の波長とマイクロレンズの屈折率との関係を示すグラフ。 マイクロレンズアレイから開口部までの距離と開口部の透過率との関係を示すグラフ。 第２実施形態の画素におけるサブ画素の配置を示す平面図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。

＜電子機器＞
まず、本実施形態の電気光学装置が適用された電子機器として投射型表示装置を例に挙げ、図１を参照して説明する。図１は電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図である。
図１に示すように、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置１０００は、システム光軸Ｌ₀上に配置された、光源ユニット１００１と、偏光変換ユニット１００５と、色分離素子１０１０と、電気光学装置としての液晶装置１００と、投射光学系としての投射レンズ１０１４とを含んで構成されている。
光源ユニット１００１からの発光を偏光変換ユニット１００５により所定の径の偏光光束に変換して色分離素子１０１０に入射させる。色分離素子１０１０は、入射した偏光光束を、波長が異なる赤色光束（Ｒ）、緑色光束（Ｇ）、青色光束（Ｂ）に分離して液晶装置１００に向けてそれぞれ異なる角度で射出させる。
液晶装置１００は光変調装置であって、異なる角度で入射した赤色光束（Ｒ）、緑色光束（Ｇ）、青色光束（Ｂ）のそれぞれを画像情報に基づいて光学的に変調し表示光として射出させる。射出された表示光は投射レンズ１０１４によって、例えばスクリーン１１００などに拡大して投射される。
投射型表示装置１０００は、上記各構成の配置によって、相互の構成の間に光束を導くための光学系を含んでいてもよい。例えば、偏光変換ユニット１００５と、色分離素子１０１０との間に、上記光学系の例としてリレーレンズやミラー（反射板）などが配置されるとしてもよい。なお、各構成の配置及び上記光学系は、これに限定されるものではない。また、色光束において波長が異なるとは代表波長（輝度のピーク波長）が異なることを指す。

光源ユニット１００１は、白色の発光が得られる光源１００２と、口径が異なる第１コリメーターレンズ１００３及び第２コリメーターレンズ１００４とを含んで構成されている。光源ユニット１００１は、光源１００２からの発光を２つのコリメーターレンズ（コリメーター光学系）を用いて拡大して所定の径の光束とするものである。
光源１００２は、点光源として扱える例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーが挙げられる。光源１００２は、赤色、緑色、青色の発光が得られるＬＥＤやレーザーを組み合わせて白色の発光を得る構成や、青色、黄色の発光が得られるＬＥＤやレーザーを組み合わせて白色の発光を得る構成としてもよい。

偏光変換ユニット１００５は、光源ユニット１００１から入射する所定の径の光束を偏光方向が揃った直線偏光に変換して射出するものであり、第１レンズアレイ１００６と、第２レンズアレイ１００７と、偏光変換素子１００８と、重畳レンズ１００９とを備えている。具体的には、第１レンズアレイ１００６及び第２レンズアレイ１００７は、それぞれシステム光軸Ｌ₀と直交する面内においてマトリックス状に配置された複数の小レンズを有する。偏光変換ユニット１００５に入射した光束は、これらのレンズアレイを透過して小レンズを単位とした部分光束に分割される。部分光束は偏光変換素子１００８により直線偏光に変換され、重畳レンズ１００９によって重畳されて射出される。重畳レンズ１００９は、重畳された直線偏光の光束（偏光光束）が後述する液晶装置１００の表示領域に入射するように光学設計されている。

色分離素子１０１０は、例えばダイクロイックミラーを用いて構成することができる。具体的には、システム光軸Ｌ₀に対して、それぞれ異なる角度で傾斜して配置された、２つのダイクロイックミラー１０１１，１０１２と、反射ミラー１０１３とにより色分離素子１０１０が構成されている。システム光軸Ｌ₀上において、偏光変換ユニット１００５側からダイクロイックミラー１０１１、ダイクロイックミラー１０１２、反射ミラー１０１３の順にだんだん傾斜角度が大きくなるように配置されている。ダイクロイックミラー１０１１は、システム光軸Ｌ₀に対して最も小さな傾斜角度で配置され、システム光軸Ｌ₀に沿って入射した偏光光束のうち波長が長い赤色光束（Ｒ）を反射し、赤色光束（Ｒ）よりも波長が短い緑色光束（Ｇ）及び青色光束（Ｂ）を透過する。ダイクロイックミラー１０１２は、中間の傾斜角度で配置され、緑色光束（Ｇ）を反射して、緑色光束（Ｇ）よりも波長が短い青色光束（Ｂ）を透過する。反射ミラー１０１３は、システム光軸Ｌ₀に対して最も大きな傾斜角度で配置され、ダイクロイックミラー１０１２を透過した青色光束（Ｂ）を反射する。

ダイクロイックミラー１０１２により反射した緑色光束（Ｇ）は、液晶装置１００の光の入射面に対して法線方向から液晶装置１００に入射する。ダイクロイックミラー１０１１により反射した赤色光束（Ｒ）及び反射ミラー１０１３により反射した青色光束（Ｂ）は、液晶装置１００の入射面の法線方向に対して所定の角度をなして液晶装置１００に入射する。言い換えれば、光の入射面に対して法線方向から緑色光束（Ｇ）が入射し、法線方向に対して所定の角度をなして赤色光束（Ｒ）、青色光束（Ｂ）が液晶装置１００に入射するように、色分離素子１０１０と、液晶装置１００とが相対的に配置されている。

液晶装置１００は、カラーフィルターを用いずに、互いに異なる角度で入射した赤色光束（Ｒ）、緑色光束（Ｇ）、青色光束（Ｂ）のそれぞれを光学的に有効利用して明るい表示が行えるように、画素の構造が工夫されている。液晶装置１００の詳細については後述する。

このような投射型表示装置１０００によれば、明るく見栄えのよい映像を投射可能である。

＜電気光学装置＞
次に、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置１００について、図２〜図６を参照して説明する。図２（ａ）は液晶装置の構成を示す概略平面図、図２（ｂ）は画素の構成を示す概略拡大平面図、図３は液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図、図４（ａ）及び（ｂ）は対向基板におけるマイクロレンズの配置を示す概略平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ’線で切った対向基板におけるマイクロレンズアレイの構造を示す概略断面図である。図５（ａ）は第１実施形態の画素におけるサブ画素の配置を示す平面図、図５（ｂ）は従来例の画素におけるサブ画素の配置を示す平面図、図６は第１実施形態の液晶装置における画素の構造を示す概略断面図である。

図２（ａ）に示すように、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置１００は、対向配置された素子基板１０及び対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層とを有する。素子基板１０の基板本体及び対向基板２０の基板本体は、それぞれ透明な例えば石英基板やガラス基板が用いられている。

素子基板１０は対向基板２０よりも大きく、両基板は、対向基板２０の外縁に沿って配置されたシール材４０を介して間隔を置いて貼り合わされている。シール材４０において途切れた部分が注入口４１となっており、真空注入法により注入口４１から上記間隔に正又は負の誘電異方性を有する液晶が注入され、封止材４２を用いて注入口４１が封入されている。なお、上記間隔に液晶を封入する方法は、真空注入法に限定されるものではなく、例えば、額縁状に配置されたシール材４０の内側に液晶を滴下して、減圧下で素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせるＯＤＦ（One Drop Fill）法を採用してもよい。
シール材４０は、例えば熱硬化性又は紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材４０には、一対の基板の上記間隔を一定に保持するためのスペーサー（図示省略）が混入されている。

シール材４０の内側には、マトリックス状に配列した複数の画素Ｐを含む表示領域Ｅが設けられている。また、シール材４０と表示領域Ｅとの間に表示領域Ｅを取り囲んで見切り部２４が設けられている。見切り部２４は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などを用いて形成された遮光膜からなる。見切り部２４は、光束が入射する対向基板２０側に設けられている。

素子基板１０には、複数の外部接続用端子１０４が配列した端子部が設けられている。該端子部に沿った第１の辺部とシール材４０との間にデータ線駆動回路１０１が設けられている。また、第１の辺部に対向する第２の辺部に沿ったシール材４０と表示領域Ｅとの間に検査回路１０３が設けられている。さらに、第１の辺部と直交し互いに対向する第３及び第４の辺部に沿ったシール材４０と表示領域Ｅとの間に走査線駆動回路１０２が設けられている。第２の辺部のシール材４０と検査回路１０３との間に、２つの走査線駆動回路１０２を繋ぐ複数の配線１０５が設けられている。

これらデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０２に繋がる配線は、第１の辺部に沿って配列した複数の外部接続用端子１０４に接続されている。なお、検査回路１０３の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路１０１と表示領域Ｅとの間のシール材４０の内側に沿った位置に設けてもよい。
以降、第１の辺部に沿った方向をＸ方向とし、第３の辺部に沿った方向をＹ方向として説明する。また、対向基板２０側から素子基板１０側に向かう方向に沿って見ることを「平面視」または「平面的に」と言う。

図２（ｂ）に示すように、画素Ｐは、Ｘ方向において中央に配置されたサブ画素ＳＧと、Ｘ方向においてサブ画素ＳＧに隣り合って配置された、サブ画素ＳＢと、サブ画素ＳＲとを有している。画素Ｐは平面視で正方形であり、サブ画素ＳＲ，ＳＧ，ＳＢのそれぞれは平面視で矩形状である。サブ画素ＳＧには、緑色光束（Ｇ）を透過させるための第１開口部１７ａが設けられている。サブ画素ＳＢには、青色光束（Ｂ）を透過させるための第２開口部１７ｂが設けられている。サブ画素ＳＲには、赤色光束（Ｒ）を透過させるための第３開口部１７ｃが設けられている。これらの第１開口部１７ａ、第２開口部１７ｂ、第３開口部１７ｃのそれぞれを囲む遮光部１７が設けられている。言い換えれば、これらの第１開口部１７ａ、第２開口部１７ｂ、第３開口部１７ｃは、遮光部１７に設けられている。これらの開口部もまた平面視で矩形状である。なお、矩形状とは長方形を指すが、角部は必ずしも直角でなく円弧であってもよい。

本実施形態では、緑色光束（Ｇ）が本発明における第１色光束に相当するものであり、青色光束（Ｂ）が本発明における第２色光束に相当するものであり、赤色光束（Ｒ）が本発明における第３色光束に相当するものである。また、サブ画素ＳＧが本発明における第１サブ画素に相当するものであり、サブ画素ＳＢが本発明における第２サブ画素に相当するものであり、サブ画素ＳＲが本発明における第３サブ画素に相当するものである。

図３に示すように、液晶装置１００は、少なくとも表示領域Ｅにおいて互いに絶縁されて直交する信号配線としての複数の走査線３ａ及び複数のデータ線６ａと、データ線６ａに沿って平行に配置された容量線３ｂとを有する。走査線３ａが延在する方向がＸ方向であり、データ線６ａが延在する方向がＹ方向である。

走査線３ａ、データ線６ａ及び容量線３ｂと、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極１５Ｒと、ＴＦＴ３０と、蓄積容量１６とが設けられ、これらがサブ画素ＳＲの画素回路を構成している。他のサブ画素ＳＧ、サブ画素ＳＢも同様である。したがって、画素電極１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを総称して画素電極１５と呼ぶこともある。また、サブ画素ＳＲ，ＳＧ，ＳＢを総称して単にサブ画素と呼ぶこともある。

走査線３ａはＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続され、データ線６ａはＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。画素電極１５はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されている。

データ線６ａはデータ線駆動回路１０１（図２参照）に接続されており、データ線駆動回路１０１から供給される画像信号Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，…，Ｄｎをサブ画素に供給する。走査線３ａは走査線駆動回路１０２（図２参照）に接続されており、走査線駆動回路１０２から供給される走査信号ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｍを各サブ画素に供給する。

データ線駆動回路１０１からデータ線６ａに供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線６ａ同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路１０２は、走査線３ａに対して、走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。

液晶装置１００は、スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎが所定のタイミングで画素電極１５に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極１５を介して液晶層５０に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、画素電極１５と液晶層５０を介して対向配置された共通電極である対向電極２５との間で一定期間保持される。画像信号Ｄ１〜Ｄｎの周波数は例えば６０Ｈｚである。

保持された画像信号Ｄ１〜Ｄｎがリークするのを防止するため、画素電極１５と対向電極２５との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量１６が接続されている。蓄積容量１６は、ＴＦＴ３０のドレインと容量線３ｂとの間に設けられている。

なお、図２（ａ）に示した検査回路１０３には、データ線６ａが接続されており、液晶装置１００の製造過程において、上記画像信号を検出することで液晶装置１００の動作欠陥などを確認できる構成となっているが、図３の等価回路では図示を省略している。

本実施形態における画素回路を駆動制御する周辺回路は、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０２、検査回路１０３を含んでいる。また、周辺回路は、上記画像信号をサンプリングしてデータ線６ａに供給するサンプリング回路、データ線６ａに所定電圧レベルのプリチャージ信号を上記画像信号に先行して供給するプリチャージ回路を含むものとしてもよい。

このような液晶装置１００はアクティブ駆動型であって、電圧無印加状態でサブ画素の透過率が最大となるノーマリーホワイトモードや、電圧無印加状態でサブ画素の透過率が最小となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。液晶装置１００の光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。なお、図１では、偏光素子の記載を省略している。

本実施形態の液晶装置１００は、前述したように、色分離素子１０１０から互いに異なる角度で入射した赤色光束（Ｒ）、緑色光束（Ｇ）、青色光束（Ｂ）を対応するサブ画素ＳＲ，ＳＧ，ＳＢに入射させるために集光素子としてのマイクロレンズを備えている。マイクロレンズは色光束が入射する対向基板２０側において画素Ｐごとに設けられている。図４を参照して対向基板２０におけるマイクロレンズの平面的な配置について説明する。

図４（ａ）に示すように、対向基板２０におけるマイクロレンズＭＬは、平面視で正方形の画素Ｐの配列に対応して、Ｘ方向とＹ方向とにマトリックス状に配置されている。また、図４（ｂ）に示すように、対向基板２０は、基板本体２１に形成された凹部２１ｂをレンズ材料で埋めてなる複数のマイクロレンズＭＬを含むマイクロレンズアレイ２２を有している。凹部２１ｂすなわちレンズ面は、その底部に向かって先細りとなる半球面状に形成されている。したがって、凹部２１ｂの底部の位置すなわちマイクロレンズＭＬの中心Ｃ１は、画素Ｐの平面的な中心と一致する。画素ＰのＸ方向及びＹ方向の配置ピッチをＰ１とすると、画素ＰのＸ方向及びＹ方向の長さもＰ１であり、マイクロレンズＭＬのＸ方向及びＹ方向における配置ピッチもＰ１である。

本実施形態では、画素Ｐにおいてより多くの光を取り込めるように、平面視で円形のマイクロレンズＭＬがＸ方向とＹ方向とにおいて一部が重なり合うように配置されている。このため、Ｘ方向とＹ方向とに隣り合うマイクロレンズＭＬの境界において直線となる陵を有している。
本実施形態におけるマイクロレンズＭＬの直径（半径ｒの２倍の値）は、画素Ｐの対角線の長さよりも大きく設定されている。なお、マイクロレンズＭＬの直径を画素Ｐの対角線の長さに対して同じまたは小さくなるように設定してもよい。また、マイクロレンズＭＬは、凹部２１ｂ（レンズ面）の形状が半球面状であることに限定されず、直線的な側面と半球面とが組み合わされた非球面レンズであってもよい。
本実施形態におけるマイクロレンズアレイ２２の厚み、すなわちマイクロレンズアレイ２２の底面から凹部２１ｂの底部（レンズ面の頂部）までの長さは、マイクロレンズＭＬの半径ｒよりも大きい。

次に、図５を参照して画素Ｐにおけるサブ画素ＳＲ，ＳＧ，ＳＢの配置について説明する。図５（ａ）は本実施形態のサブ画素ＳＲ，ＳＧ，ＳＢの配置を示す平面図であり、図５（ｂ）は従来例のサブ画素ＳＲ，ＳＧ，ＳＢの配置を示す平面図である。

まず、従来例について説明する。図５（ｂ）に示すように、従来例におけるサブ画素ＳＲ，ＳＧ，ＳＢは、Ｘ方向において等間隔に配置されている。画素ＰのＸ方向における配置ピッチをＰ１とすると、サブ画素ＳＲ，ＳＧ，ＳＢの配置ピッチＰａは、Ｐ１の１／３である。サブ画素ＳＲには開口部１７ｄが設けられ、サブ画素ＳＧには開口部１７ｅが設けられ、サブ画素ＳＢには開口部１７ｆが設けられている。開口部１７ｄ，１７ｅ，１７ｆは平面視で矩形状であり、大きさは同じである。遮光部１７は、開口部１７ｄ，１７ｅ，１７ｆをそれぞれ区画するように設けられている。開口部１７ｄにおけるＸ方向の幅をＬａとすると、他の開口部１７ｅ，１７ｆにおけるＸ方向の幅もＬａである。Ｘ方向において隣り合う開口部１７ｄと開口部１７ｅとの間の遮光部１７の幅をＬｂとすると、同じくＸ方向に隣り合う開口部１７ｅと開口部１７ｆとの間の遮光部１７の幅もＬｂである。また、Ｘ方向に隣り合う画素Ｐ間における開口部１７ｆと開口部１７ｄとの間の遮光部１７の幅もＬｂである。なお、図示していないがＹ方向における同じ色同士のサブ画素の開口部の配置ピッチは一定であり、Ｙ方向における開口部の間の遮光部１７の幅も同じである。

これに対して、本実施形態では、図５（ａ）に示すように、Ｘ方向において画素Ｐの中央に配置されたサブ画素ＳＧの第１開口部１７ａの幅Ｌ１は、Ｘ方向において隣り合うサブ画素ＳＢの第２開口部１７ｂの幅Ｌ２よりも小さい。Ｘ方向において隣り合うもう一方のサブ画素ＳＲの第３開口部１７ｃの幅Ｌ３は、サブ画素ＳＢの第２開口部１７ｂの幅Ｌ２と同じである。ゆえに、Ｌ１＜Ｌ２＝Ｌ３の関係となっている。Ｘ方向において隣り合う第１開口部１７ａと第２開口部１７ｂとの間の遮光部１７の幅をＬ４とすると、第１開口部１７ａと第３開口部１７ｃとの間の遮光部１７の幅もＬ４である。また、Ｘ方向に隣り合う画素Ｐの第３開口部１７ｃと第２開口部１７ｂとの間の遮光部１７の幅もＬ４である。したがって、Ｘ方向におけるサブ画素ＳＧとサブ画素ＳＢとの配置ピッチをＰ２とすると、Ｘ方向におけるサブ画素ＳＧとサブ画素ＳＲとの配置ピッチＰ３はＰ２と同じである。Ｘ方向に隣り合う画素Ｐ間におけるサブ画素ＳＢとサブ画素ＳＲの配置ピッチＰ４は、サブ画素ＳＧとサブ画素ＳＢとの配置ピッチＰ２よりも大きい。ゆえに、Ｐ２＝Ｐ３＜Ｐ４であり、画素Ｐの配置ピッチＰ１は、Ｐ１＝２×Ｐ２＋Ｐ４の関係となっている。

続いて、図６を参照して本実施形態の画素の構造を説明すると共に、従来例や本実施形態における各サブ画素の色光束の透過率について説明する。図６に示すように、液晶装置１００は、液晶層５０を介して対向配置された素子基板１０と対向基板２０とを有している。

素子基板１０の基板本体１１上には、例えば高融点金属やその合金などからなる配線層１１ａが形成される。配線層１１ａは前述した等価回路において例えば走査線３ａを構成するものである。配線層１１ａを覆う第１層間絶縁膜１２が形成され、第１層間絶縁膜１２上に各サブ画素ＳＢ，ＳＧ，ＳＲに対応してＴＦＴ３０が形成される。ＴＦＴ３０を覆う第２層間絶縁膜１３が形成され、第２層間絶縁膜１３上に配線層１３ａが形成される。配線層１３ａは前述した等価回路において例えば容量線３ｂやデータ線６ａを構成するものである。配線層１３ａを覆う第３層間絶縁膜１４が形成され、第３層間絶縁膜１４上に、各サブ画素ＳＢ，ＳＧ，ＳＲに対応して例えばＩＴＯなどの透明導電膜を成膜してパターニングすることにより、透光性の画素電極１５Ｂ，１５Ｇ，１５Ｒがそれぞれ形成される。そして、画素電極１５Ｂ，１５Ｇ，１５Ｒを覆う配向膜１８が形成される。

配線層１１ａ及び配線層１３ａは、平面視でＴＦＴ３０と重なるように形成され、ＴＦＴ３０に入射する光を遮光する遮光部１７として機能するものである。当該遮光部１７において、画素電極１５Ｇを有するサブ画素ＳＧに対応した第１開口部１７ａが形成され、画素電極１５Ｂを有するサブ画素ＳＢに対応した第２開口部１７ｂが形成され、画素電極１５Ｒを有するサブ画素ＳＲに対応した第３開口部１７ｃが形成される。

対向基板２０において、基板本体２１に形成された複数の半球面状の凹部２１ｂをレンズ材料で埋めて複数のマイクロレンズＭＬを有するマイクロレンズアレイ２２が形成される。マイクロレンズアレイ２２の液晶層５０側の面に平坦化処理を施した後に透光性のパス層２３が形成される。パス層２３を覆うように例えばＩＴＯなどの透明導電膜を成膜して対向電極２５が形成される。また、対向電極２５を覆う配向膜２６が形成される。液晶層５０に接する配向膜１８，２６は、液晶装置１００の光学設計に基づいて選択された液晶に対応して、正の誘電異方性を有する液晶（液晶分子）を略水平配向させることが可能な例えばポリイミドなどの有機樹脂材料や、負の誘電異方性を有する液晶（液晶分子）を略垂直配向させることが可能な例えば酸化シリコンなどの無機材料が用いられて形成される。なお、マイクロレンズＭＬは、凹部２１ｂの形状が半球面状であることに限定されず、直線的な側面と半球面とが組み合わされた非球面レンズであってもよい。

図６に示すように、対向基板２０の入射面２１ａに対して互いに異なる入射角度で赤色光束（Ｒ）、緑色光束（Ｇ）、青色光束（Ｂ）が入射する。画素Ｐごとに設けられたマイクロレンズＭＬに対して、緑色光束（Ｇ）は入射面２１ａの法線方向から入射する。マイクロレンズＭＬによって集光された緑色光束（Ｇ）は、液晶層５０を透過して、素子基板１０側においてサブ画素ＳＧの第１開口部１７ａ内に焦点を結ぶ。対向基板２０の入射面２１ａの法線方向に対して斜め方向から入射しマイクロレンズＭＬによって集光された青色光束（Ｂ）は、液晶層５０を透過して、素子基板１０側においてサブ画素ＳＢの第２開口部１７ｂ内に焦点を結ぶ。同様に、対向基板２０の入射面２１ａの法線方向に対して斜め方向から入射しマイクロレンズＭＬによって集光された赤色光束（Ｒ）は、液晶層５０を透過して、素子基板１０側においてサブ画素ＳＲの第３開口部１７ｃ内に焦点を結ぶ。言い換えれば、対向基板２０の入射面２１ａに対して互いに異なる入射角度で入射した各色光束がマイクロレンズＭＬによって集光され、素子基板１０において対応する開口部内に焦点を結ぶように、マイクロレンズＭＬ及びパス層２３が光学的に設計されている。

このようなマイクロレンズＭＬ及びパス層２３の光学的な設計を踏まえて、前述した従来例におけるサブ画素ＳＲ，ＳＧ，ＳＢの配置を適用する場合、法線方向から入射した緑色光束（Ｇ）をＸ方向において中央に位置するサブ画素ＳＧの開口部１７ｅに効率よく収めることは可能である。その一方で、法線方向に対して斜め方向から入射した赤色光束（Ｒ）や青色光束（Ｂ）は、素子基板１０における集光の範囲が緑色光束（Ｇ）に比べて広がることから、対応する開口部１７ｄや開口部１７ｆに収まりきらず遮光部１７によって遮光される割合が緑色光束（Ｇ）に比べて多くなる。したがって、従来例では、サブ画素ＳＧにおける光の透過率に比べて、サブ画素ＳＢ，ＳＲの光の透過率が低下する。つまり、光変調装置である液晶装置１００から射出される表示光が暗くなるおそれがある。また、表示光におけるホワイトバランスを調整するために、透過率が低いサブ画素ＳＢまたはサブ画素ＳＲを基準として、実質的にサブ画素ＳＧを透過する緑色光束（Ｇ）の透過率を調整すると、すなわち、サブ画素ＳＧにおける液晶層５０に印加される駆動電圧を調整すると、さらに表示光が暗くなるおそれがある。

これに対して、前述した本実施形態におけるサブ画素ＳＲ，ＳＧ，ＳＢの配置を適用する場合、Ｘ方向において画素Ｐの中央に位置するサブ画素ＳＧの第１開口部１７ａの幅Ｌ１は、サブ画素ＳＧに隣り合うサブ画素ＳＢの第２開口部１７ｂの幅Ｌ２やサブ画素ＳＲの第３開口部１７ｃの幅Ｌ３よりも小さい。言い換えれば、Ｘ方向において画素Ｐの中央に位置するサブ画素ＳＧに隣り合うサブ画素ＳＢの第２開口部１７ｂの幅Ｌ２やサブ画素ＳＲの第３開口部１７ｃの幅Ｌ３は、サブ画素ＳＧの第１開口部１７ａの幅Ｌ１よりも大きい。したがって、法線方向に対して斜め方向から入射した青色光束（Ｂ）や赤色光束（Ｒ）の素子基板１０における集光の範囲が緑色光束（Ｇ）に比べて広がったとしても、対応する第２開口部１７ｂや第３開口部１７ｃに効率よく収めることが可能となる。言い換えれば、マイクロレンズＭＬによって集光された青色光束（Ｂ）や赤色光束（Ｒ）が開口部間の遮光部１７によって遮光される割合を従来例に比べて小さくすることが可能である。すなわち、マイクロレンズＭＬによって集光された各色光束を有効に利用して明るい表示を実現できる。

また、例えば、Ｘ方向において画素Ｐの中央に位置する本実施形態のサブ画素ＳＧの第１開口部１７ａの幅Ｌ１と、従来例のサブ画素ＳＧの開口部１７ｅの幅Ｌａとの差ΔＷの半分を、従来例のサブ画素ＳＲの開口部１７ｄとサブ画素ＳＢの開口部１７ｆとにそれぞれ割り当てて大きくし、サブ画素ＳＧとの間の遮光部１７の幅をＬｂとすると、従来例においてＸ方向に隣り合う画素Ｐ間におけるサブ画素ＳＢとサブ画素ＳＲとの間の遮光部１７の幅は小さくなってしまう。つまり、青色光束（Ｂ）と赤色光束（Ｒ）のマイクロレンズＭＬに対する入射角度によっては、青色光束（Ｂ）と赤色光束（Ｒ）との混色が生ずる可能性が高くなる。

これに対して、本実施形態では、Ｘ方向において互いに隣り合う開口部間の遮光部１７の幅Ｌ４が同じになるように、サブ画素ＳＧに対するサブ画素ＳＢの配置ピッチＰ２に対して、Ｘ方向に隣り合う画素Ｐ間におけるサブ画素ＳＢとサブ画素ＳＲとの配置ピッチＰ４を大きくしている。具体的には、Ｐ２＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２＋Ｌ４であり、Ｐ４＝Ｌ３＋Ｌ４である。Ｌ２＝Ｌ１＋ΔＷ／２、Ｌ２＝Ｌ３であることから、Ｐ４＝Ｐ２＋ΔＷ／４となっている。したがって、マイクロレンズＭＬに対して斜め方向に入射する異なる色の色光束同士が混じり合って混色が生ずることを低減可能である。

次に、より具体的な開口部の配置の例を挙げて、サブ画素ＳＲ，ＳＧ，ＳＢにおける好適な開口部の配置と開口部における光の透過率について、図７〜図１０を参照して説明する。図７は第１開口部比率及び遮光部比率と透過率との関係を示すグラフ、図８は第２開口部比率及び遮光部比率と透過率との関係を示すグラフである。図９は図７と図８とを合体させたグラフである。図１０は遮光部比率と混色率と光源の大きさとの関係を示すグラフである。

図７〜図９の透過率に係るグラフは、光学的なシミュレーションに基づいて求められたものである。まず、光学的なシミュレーションの前提となる光学条件の一例について説明する。
画素Ｐの１辺の長さすなわち配置ピッチＰ１を１０μｍとした。基板本体１１，２１は石英ガラスであって屈折率は１．４６である。マイクロレンズＭＬの屈折率はおよそ１．７２、凹部２１ｂ（レンズ面）の半径ｒは７．５μｍ、マイクロレンズアレイ２２の厚みは８．０μｍである。マイクロレンズＭＬとパス層２３との境界から遮光部１７（具体的には、配線層１３ａ）までの距離はおよそ２６．４μｍである（図６参照）。また、光源１００２の発光領域の大きさを１辺が０．３ｍｍの正方形（□）とした（図１参照）。サブ画素ＳＲ，ＳＧ，ＳＢにおける各開口部のＹ方向の長さを６μｍとした。これに対して各開口部のＸ方向の長さ及びＸ方向における開口部間の遮光部１７の幅を変えることによって、各開口部を透過する光の透過率（入射光に対する射出光の割合）を光学的なシミュレーションにより求めた。図７〜図９のグラフにおいて縦軸は、開口部を透過する光の透過率を示し、横軸は開口部比率を示すものである。開口部比率は、先に説明した従来例のように開口部のＸ方向の長さを画素Ｐの配置ピッチＰ１の１／３とした場合を「０％」として、画素Ｐの配置ピッチＰ１の１／３に対して増減した割合（％）を示すものである。遮光部比率（ＢＭ比率）は、画素Ｐの配置ピッチＰ１に対するＸ方向における開口部間の遮光部１７の幅の割合（％）を示すものである。なお、図７と図８のグラフでは横軸における開口部比率の増減の方向を逆にしている。

図７に示すように、ＢＭ比率を６％〜１５％として、第１開口部１７ａの開口部比率（以降、第１開口部比率という）を＋１％〜−３％までそれぞれ変化させると、第１開口部１７ａを透過する色光束（Ｇ）の透過率は徐々に減少している。具体的には、画素Ｐの配置ピッチＰ１に対するＢＭ比率を７％とすると、従来例における第１開口部比率は、（１００−７×３）／３≒２６．３％となる。従来例に対して第１開口部比率を２％減らすと２４．３％となる。この場合、第１開口部比率が０％のときの透過率は９５％であり、第１開口比率を２％減らしたときの透過率はおよそ９２％であり、３％減少している。また、ＢＭ比率を１１％とすると、従来例における第１開口部比率は、（１００−１１×３）／３≒２２．３％となる。従来例に対して第１開口部比率を２％減らすと２０．３％となる。この場合、第１開口部比率が０％のときの透過率はおよそ８９％であり、第１開口部比率を２％減らしたときの透過率はおよそ８４％であり、５％減少している。さらに、ＢＭ比率を１５％とすると、従来例における第１開口部比率は、（１００−１５×３）／３≒１８．３％となる。従来例に対して第１開口部比率を２％減らすと１６．３％となる。この場合、第１開口部比率が０％のときの透過率はおよそ７７％であり、第１開口部比率を２％減らしたときの透過率はおよそ６９％であり、８％減少している。つまり、ＢＭ比率を７％から増やしつつ、第１開口部比率を一定の割合で減らすと、透過率の減少幅は増える傾向にある。

これに対して、第１開口部１７ａに隣り合う第２開口部１７ｂの幅は、第１開口部１７ａの幅の減少分ΔＷの半分であるΔＷ／２増加することになる。そうすると、図８に示すように、ＢＭ比率を６％〜１５％として、第２開口部１７ｂの開口部比率（以降、第２開口部比率という）を−０．５％〜＋１．５％までそれぞれ変化させると、第２開口部１７ｂを透過する色光束（Ｂ）の透過率は徐々に増加している。具体的には、画素Ｐの配置ピッチＰ１に対してＢＭ比率を７％とすると、従来例における第２開口部比率は、（１００−７×３）／３≒２６．３％となる。従来例に対して第１開口部比率を２％減らして第２開口部比率を１％増やすと２７．３％となる。この場合、第２開口部比率が０％のときの透過率は９１％であり、第２開口部比率を１％増やしたときの透過率はおよそ９２％であり、１％増える。また、ＢＭ比率を１１％とすると、従来例における第２開口部比率は、（１００−１１×３）／３≒２２．３％となる。従来例に対して第２開口部比率を同じく１％増やすと２３．３％となる。この場合、第２開口部比率が０％のときの透過率が８３．５％であり、第２開口部比率を１％増やしたときの透過率はおよそ８５％であり、２％増える。さらに、ＢＭ比率を１５％とすると、従来例における第２開口部比率は、（１００−１５×３）／３≒１８．３％となる。従来例に対して第２開口部比率を同じく１％増やすと１９．３％となる。この場合、第２開口部比率が０％のときの透過率が６９％であり、第２開口部比率を１％増やしたときの透過率はおよそ７３％であり、４％増える。つまり、ＢＭ比率を７％から増やしつつ第２開口部比率を一定の割合で増やすと、透過率の増加幅は増える傾向にある。言い換えれば、ＢＭ比率を増やしたとしても第２開口部比率を増やせば、第２開口部１７ｂにおける光の透過率を改善することが可能である。

そこで、ＢＭ比率を７％、９％、１１％、１３％、１５％として、図７に示した第１開口部１７ａにおける透過率の減少状態を示すグラフと、図８に示した第２開口部１７ｂにおける透過率の増加状態を示すグラフとを重ね合わせると図９のようになる。

図７及び図８に示すように、ＢＭ比率が７％未満の例えば６％では、開口部比率を変化させても第１開口部１７ａ、第２開口部１７ｂの透過率はあまり変化しない。つまり、開口部比率を変えることの効果が小さい。したがって、ＢＭ比率は７％以上であることが好ましい。一方で、第１開口部比率を減少させ、第２開口部比率を増加させて第２開口部１７ｂにおける透過率を改善したとき、理想的には第１開口部１７ａの透過率と第２開口部１７ｂの透過率がほぼ同じであることが望ましい。また、改善された第２開口部１７ｂの透過率よりも第１開口部１７ａの透過率が下回ったのでは、画素Ｐにおける総合的な透過率の改善に結びつかなくなる。

ゆえに、図９に示すように、画素Ｐにおける第１開口部１７ａと第２開口部１７ｂとにおいて最も高い透過率が得られると考えられるＢＭ比率７％では、第１開口部比率の最大の減少幅を−３％とすることが好ましい。ＢＭ比率が７％のとき、第１開口部比率の減少幅を−３％とすると、画素Ｐの配置ピッチＰ１に対する第１開口部比率は２６．３−３＝２３．３％となる。このときの第２開口部比率は２６．３＋３／２＝２７．８％となる。よって、第１開口部１７ａの幅Ｌ１と第２開口部１７ｂの幅Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）は、２３．３％／２７．８％＝０．８３８≒０．８４となる。

次に、ＢＭ比率と混色との関係について、図１０を参照して説明する。
画素Ｐの配置ピッチＰ１に対するＢＭ比率は大きいほど波長が異なる色光束同士の混色を低減可能である。一方で画素Ｐにおける明るさは、各開口部における光の透過率に依存するだけでなく、光源１００２の明るさや光源１００２から射出される発光の射出角度にも依存する。光源１００２から射出される発光の射出角度は、光源１００２の発光領域の大きさに依存すると考えられる。本実施形態では、光源１００２の大きさにつき、発光領域が正方形であるとして、１辺が、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍの場合を想定して、光学的なシミュレーションによりＢＭ比率と混色率との関係を求めた。

図１０に示すように、光源１００２の大きさにもよるが、ＢＭ比率が７％未満になると混色率が急上昇する。一方で混色率を１％未満とするには、ＢＭ比率をおよそ１６．６７％とすることが好ましい。ＢＭ比率が画素Ｐの配置ピッチＰ１の６分の１である１６．６７％であることは、第１開口部１７ａ及び第２開口部１７ｂ（第３開口部１７ｃ）において少なくとも７０％程度の透過率を確保可能であることがシミュレーションによって明らかである。

すなわち、第１開口部１７ａの幅Ｌ１と第２開口部１７ｂの幅Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）は、０．８４＜Ｌ１／Ｌ２＜１．００の範囲にあることが好ましい。また、第１開口部１７ａにおける色光束の透過率と第２開口部１７ｂにおける色光束の透過率との差をより小さくする観点では０．８４＜Ｌ１／Ｌ２＜０．９５の範囲にあることがより好ましい。また、画素Ｐの配置ピッチＰ１に対するＢＭ比率は、７％以上１６．６７％以下であることが好ましい。

上記第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）画素Ｐの所定の方向（Ｘ方向）における中央に位置するサブ画素ＳＧの第１開口部１７ａの幅Ｌ１と、サブ画素ＳＧに隣り合うサブ画素ＳＢの第２開口部１７ｂの幅Ｌ２との関係をＬ１＜Ｌ２とする。これにより、画素Ｐごとに設けられたマイクロレンズＭＬに対して互いに異なる入射角度で入射し、波長が異なる色光束は、対応する第１開口部１７ａ、第２開口部１７ｂをそれぞれ透過し易くなる。所定の方向（Ｘ方向）においてサブ画素ＳＧに隣り合うもう一つのサブ画素ＳＲの第３開口部１７ｃにおいてもＬ１＜Ｌ３とすることで同様な効果が得られる。すなわち、このようなサブ画素ＳＲ，ＳＧ，ＳＢの構成を有する液晶装置１００を光変調装置として用いることで、カラーフィルターを用いずに明るいフルカラー表示が可能な投射型表示装置１０００を実現できる。
（２）第１開口部１７ａの幅Ｌ１と第２開口部１７ｂの幅Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）は、０．８４＜Ｌ１／Ｌ２＜１．００の範囲にあることが好ましく、０．８４＜Ｌ１／Ｌ２＜０．９５の範囲にあることがより好ましい。また、画素Ｐの配置ピッチＰ１に対するＢＭ比率は、７％以上１６．６７％以下であることが好ましい。これにより、波長が異なる色光束の利用効率を効果的に改善して、優れた光学特性を有する液晶装置１００を実現することができる。なお、第１開口部１７ａの幅Ｌ１と第３開口部１７ｃの幅Ｌ３との比（Ｌ１／Ｌ３）も同様に、０．８４＜Ｌ１／Ｌ３＜１．００の範囲にあることが好ましく、０．８４＜Ｌ１／Ｌ２＜０．９５の範囲にあることがより好ましい。
（３）サブ画素ＳＲ，ＳＧ，ＳＢにおいて、Ｘ方向における開口部間の遮光部１７の幅は、同じ（Ｌ４）である。したがって、異なる波長の色光束同士が混じり合う混色が低減される。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の電気光学装置について、図１１〜図１４を参照して説明する。図１１は第２実施形態の液晶装置における画素の構造を示す概略断面図、図１２は光の波長とマイクロレンズの屈折率との関係を示すグラフ、図１３はマイクロレンズアレイから開口部までの距離と開口部の透過率との関係を示すグラフ、図１４は第２実施形態の画素におけるサブ画素の配置を示す平面図である。

第２実施形態の電気光学装置としての液晶装置２００は、上記第１実施形態の液晶装置１００に対して画素Ｐ（マイクロレンズＭＬ）に入射する色光束の入射のさせ方を異ならせ、これに対応してサブ画素ＳＲ，ＳＧ，ＳＢの構成を異ならせたものである。したがって、液晶装置１００と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

図１１に示すように、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置２００は、素子基板１０と対向基板２０との間に挟持された液晶層５０を有している。画素Ｐは、Ｘ方向において、中央に位置する第１サブ画素としてのサブ画素ＳＢと、サブ画素ＳＢに隣り合う第２サブ画素としてのサブ画素ＳＧと、同じくサブ画素ＳＢに隣り合う第３サブ画素としてのサブ画素ＳＲとを有している。

素子基板１０の基板本体１１には、サブ画素ＳＢに対応した第１開口部１７ａと、サブ画素ＳＧに対応した第２開口部１７ｂと、サブ画素ＳＲに対応した第３開口部１７ｃとが設けられている。第１開口部１７ａ、第２開口部１７ｂ、第３開口部１７ｃは、基板本体１１上に設けられた配線層１１ａ，１３ａからなる遮光部１７によって構成されている。また、基板本体１１の液晶層５０側には、各サブ画素ＳＧ，ＳＢ，ＳＲのそれぞれに対応して配置された透光性の画素電極１５（１５Ｇ，１５Ｂ，１５Ｒ）と、画素電極１５を覆う配向膜１８とが設けられている。

対向基板２０には、基板本体２１に形成された凹部２１ｂをレンズ材料で埋めてなるマイクロレンズＭＬを有するマイクロレンズアレイ２２と、パス層２３と、対向電極２５と、対向電極２５を覆う配向膜２６とが設けられている。

対向基板２０において、マイクロレンズＭＬは画素Ｐごとに設けられており、入射面２１ａ側から互いに異なる入射角度で波長が異なる色光束がマイクロレンズＭＬに入射する構成となっている。本実施形態では、波長が異なる色光束のうち、青色光束（Ｂ）は入射面２１ａの法線方向からマイクロレンズＭＬに入射する。赤色光束（Ｒ）及び緑色光束（Ｇ）は入射面２１ａの法線方向に対してそれぞれ異なる入射角度の斜め方向からマイクロレンズＭＬに入射する。このような色光束の入射のさせ方は、上記第１実施形態の投射型表示装置１０００で説明した色分離素子１０１０におけるダイクロイックミラーの仕様と配置とを異ならせることで実現できる。つまり、本実施形態では、青色光束（Ｂ）が第１色光束であり、緑色光束（Ｇ）が第２色光束であり、赤色光束（Ｒ）が第３色光束である。

青色光束（Ｂ）は、素子基板１０においてサブ画素ＳＢの第１開口部１７ａ内に焦点を結ぶようにマイクロレンズＭＬにより集光される。緑色光束（Ｇ）は、素子基板１０においてサブ画素ＳＧの第２開口部１７ｂ内に焦点を結ぶようにマイクロレンズＭＬにより集光される。同じく、赤色光束（Ｒ）は、素子基板１０においてサブ画素ＳＲの第３開口部１７ｃ内に焦点を結ぶようにマイクロレンズＭＬにより集光される。

一方で、マイクロレンズＭＬの屈折率は、マイクロレンズＭＬを透過する光の波長に依存する。図１２に示すように、本実施形態のマイクロレンズＭＬにおいて、可視光波長領域における屈折率は、代表波長λ２が例えば５３２ｎｍの緑色光束（Ｇ）においておよそ１．７２の値を示すが、代表波長λ１が５３２ｎｍよりも短い例えば４４５ｎｍである青色光束（Ｂ）の屈折率は、緑色光束（Ｇ）に比べて大きくなる。また、代表波長λ３が５３２ｎｍよりも長い例えば６４０ｎｍである赤色光束（Ｒ）の屈折率は、緑色光束（Ｇ）に比べて小さくなる。また、したがって、マイクロレンズＭＬによって集光された各色光束の焦点距離は、色光束の波長によってわずかではあるが異なっている。このようなマイクロレンズＭＬの光学的な特性は波長分散と呼ばれている。

上記第１実施形態で説明した光学的なシミュレーションの条件では、図１３に示すように、マイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）２２から開口部までの距離がおよそ２３μｍのときに、第１開口部１７ａにおける青色光束（Ｂ）の透過率と、第２開口部１７ｂにおける赤色光束（Ｒ）の透過率とが同じとなる。また、マイクロレンズアレイ２２から開口部までの距離が２３μｍよりも短い１３μｍ〜２１μｍでは、波長が短い青色光束（Ｂ）の透過率の方が赤色光束（Ｒ）の透過率よりも高くなる。また、マイクロレンズアレイ２２から開口部までの距離が２３μｍよりも長い２５μｍ〜２７μｍでは、波長が長い赤色光束（Ｒ）の透過率の方が青色光束（Ｂ）の透過率よりも高くなる。なお、マイクロレンズアレイ２２から開口部までの距離は、マイクロレンズアレイ２２とパス層２３との境界から開口部を構成する配線層１３ａまでの距離である（図６（ａ）参照）。

表示における明るさを改善するために、マイクロレンズＭＬに入射する色光束の利用効率を上げる１つの方法として、マイクロレンズＭＬの集光能力を上げることが考えられる。マイクロレンズＭＬの集光能力を上げると、マイクロレンズＭＬによって集光された各色光束の焦点距離が短くなる。したがって、マイクロレンズアレイ２２から開口部までの距離を短くする必要が生ずる。そうすると、開口部に入射する色光束の角度も大きくなることから、対向基板２０の入射面２１ａの法線方向に対して斜め方向から入射する色光束は、開口部間の遮光部１７によって遮光され易くなる。

そこで、本実施形態では、画素ＰのマイクロレンズＭＬに入射する色光束の波長に応じて、画素Ｐにおけるサブ画素ＳＧ，ＳＢ，ＳＲの配置を決めると共に、サブ画素ＳＧ，ＳＢ，ＳＲのそれぞれにおける開口部の所定の方向（Ｘ方向）における幅を決めた。具体的には、図１４に示すように、画素Ｐにおいて所定の方向（Ｘ方向）の中央に波長が最も短い青色光束（Ｂ）が入射するサブ画素ＳＢを配置した。そして、青色光束（Ｂ）よりも波長が長い緑色光束（Ｇ）及び赤色光束（Ｒ）が入射するサブ画素ＳＧ及びサブ画素ＳＲをサブ画素ＳＢに対して隣り合うように配置した。

加えて、サブ画素ＳＢの第１開口部１７ａのＸ方向における幅をＬ１とし、サブ画素ＳＧの第２開口部１７ｂのＸ方向における幅をＬ２とし、サブ画素ＳＲの第３開口部１７ｃのＸ方向における幅をＬ３とすると、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３の関係を満たすように、遮光部１７において第１開口部１７ａ、第２開口部１７ｂ、第３開口部１７ｃを形成した。なお、Ｙ方向における第１開口部１７ａ、第２開口部１７ｂ、第３開口部１７ｃのそれぞれの幅（長さ）は、同一である。

Ｘ方向において、第１開口部１７ａと第２開口部１７ｂとの間の遮光部１７の幅をＬ４とし、第１開口部１７ａと第３開口部１７ｃとの間の遮光部の幅をＬ５とし、Ｘ方向に隣り合う画素Ｐ間の第２開口部１７ｂと第３開口部１７ｃとの間の遮光部の幅をＬ６とすると、Ｌ４＝Ｌ５＞Ｌ６の関係を満たすように遮光部１７を形成した。

なお、色光束のうち波長が最も短い青色光束（Ｂ）を画素Ｐの中央に位置するサブ画素ＳＢに入射させるようにすれば、Ｌ１＜Ｌ２＝Ｌ３であってもよい。このときには、Ｘ方向における開口部間の遮光部１７の幅を、Ｌ４＝Ｌ５＝Ｌ６とすることも可能である。

上記第２実施形態によれば、以下の効果が得られる。
液晶装置２００は、異なる波長の色光束のうち、波長が最も短い青色光束（Ｂ）が対向基板２０の入射面２１ａの法線方向からマイクロレンズＭＬに入射し、青色光束（Ｂ）よりも波長が長い緑色光束（Ｇ）及び赤色光束（Ｒ）が入射面２１ａの法線方向に対して斜め方向からマイクロレンズＭＬに入射するように構成されている。また、マイクロレンズＭＬによって集光された色光束が入射するサブ画素ＳＧ，ＳＢ，ＳＲにおける開口部のＸ方向における幅と開口部間の遮光部１７の幅とがそれぞれ入射する色光束の波長に応じて最適化されている。したがって、上記第１実施形態に比べてマイクロレンズＭＬによって集光された青色光束（Ｂ）の集光範囲を小さくできるので、上記第１実施形態に比べて第１開口部１７ａの幅Ｌ１を小さくしても、第１開口部１７ａにおける青色光束（Ｂ）の透過率を確保できる。また、上記第１実施形態に比べて第１開口部１７ａの幅Ｌ１を小さくした分、第２開口部１７ｂの幅Ｌ２及び第３開口部１７ｃの幅Ｌ３を大きくすることができるため、上記第１実施形態に比べて、第２開口部１７ｂ及び第３開口部１７ｃの透過率を改善することができる。このような液晶装置２００を光変調装置として用いれば、カラーフィルターを用いずに、より明るいフルカラー表示が可能な投射型表示装置１０００を実現できる。

本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置及び該電気光学装置を適用する電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。

（変形例１）光変調装置として機能する電気光学装置は、液晶装置であることに限定されない。例えば、透過型のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ディスプレイであっても本発明を適用することができる。

（変形例２）上記第１実施形態の液晶装置１００が適用される電子機器は、投射型表示装置１０００に限定されない。例えば、ＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）やＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）の光変調装置として好適に用いることができる。なお、上記第２実施形態の液晶装置２００も同様である。

１１…透光性の基板としての基板本体、１７…遮光部、１７ａ…第１開口部、１７ｂ…第２開口部、１７ｃ…第３開口部、１００…液晶装置、１０００…電子機器としての投射型表示装置、１００２…光源、１０１０…色分離素子、Ｐ…画素、ＭＬ…マイクロレンズ、ＳＲ，ＳＧ，ＳＢ…サブ画素。

Claims (7)

1. 光源からの発光が互いに波長が異なる第１色光束、第２色光束、第３色光束に分離され、前記第１色光束が入射する第１サブ画素と、所定の方向において前記第１サブ画素に隣り合い、前記第２色光束が入射する第２サブ画素と、前記第３色光束が入射する第３サブ画素とを含む画素を備えた電気光学装置であって、
   前記画素ごとに設けられ、前記第１色光束、前記第２色光束、前記第３色光束のそれぞれが異なる入射角度で入射する集光素子と、
   前記第１サブ画素に対応する第１開口部と、前記第２サブ画素に対応する第２開口部と、前記第３サブ画素に対応する第３開口部と、をそれぞれ区分する遮光部と、を備え、
   前記所定の方向における、前記第１開口部の幅をＬ１とし、前記第２開口部または前記第３開口部の幅をＬ２とするとき、Ｌ１＜Ｌ２の関係を満たすことを特徴とする電気光学装置。
2. 前記所定の方向における、前記第１開口部と前記第２開口部との間の前記遮光部の幅と、前記第１開口部と前記第３開口部との間の前記遮光部の幅とが同じであることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. ０．８４＜Ｌ１／Ｌ２＜１．００の関係を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の電気光学装置。
4. 前記所定の方向における前記遮光部の幅は、前記所定の方向における前記画素の配置ピッチの７％以上１６．６７％以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
5. 前記第１色光束の波長は、前記第２色光束及び前記第３色光束の波長よりも短いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
6. 前記第１色光束の波長をλ１とし、前記第２色光束の波長をλ２とし、前記第３色光束の波長をλ３とするとき、λ１＜λ２＜λ３の関係を満たし、
   前記所定の方向における、前記第１開口部の幅をＬ１とし、前記第２開口部の幅をＬ２とし、前記第３開口部の幅をＬ３とするとき、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３の関係を満たすことを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置。
7. 光源と、
   前記光源からの発光を互いに波長が異なる第１色光束、第２色光束、第３色光束に分離する色分離素子と、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電気光学装置と、を備えたことを特徴とする電子機器。

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