JP4358230B2 - 表示装置および電子機器 - Google Patents

表示装置および電子機器 Download PDF

Info

Publication number
JP4358230B2
JP4358230B2 JP2006524986A JP2006524986A JP4358230B2 JP 4358230 B2 JP4358230 B2 JP 4358230B2 JP 2006524986 A JP2006524986 A JP 2006524986A JP 2006524986 A JP2006524986 A JP 2006524986A JP 4358230 B2 JP4358230 B2 JP 4358230B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
display device
microlens
backlight
pixel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006524986A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007522482A (ja
Inventor
浩 中西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of JP2007522482A publication Critical patent/JP2007522482A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4358230B2 publication Critical patent/JP4358230B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133526—Lenses, e.g. microlenses or Fresnel lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0012—Arrays characterised by the manufacturing method
    • G02B3/0031—Replication or moulding, e.g. hot embossing, UV-casting, injection moulding
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/005—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along a single direction only, e.g. lenticular sheets
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/004—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles
    • G02B6/0043—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles provided on the surface of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer

Description

本発明は、表示パネルにバックライトの光を照射するとともに、表示パネルに形成された複数の画素の光透過状態を制御することで画像を表示する表示装置に関するものである。
現在、液晶表示装置は、モニター，プロジェクタ，携帯電話，携帯情報端末などに幅広く利用されている。
このような液晶表示装置は、内部に設けられた光源（バックライト）あるいは装置の外部から受ける光を利用して画像表示を行う、非自発光型の表示装置である。
非自発光型の表示装置は、上記のような光を、マトリクス状に規則的に配列された画素を有する表示パネルに照射する。そして、表示画像（文字画像を含む）に応じた駆動信号（駆動電圧）を、各画素に対して独立に印加する。
これにより、表示パネルにおける各画素部分の透過率（または反射率）を変化させて、表示光の強度を部分的に変調できる。これにより、パネル上に画像を表示することが可能となっている。
このような非自発光型の表示装置には、表示パネルの画像を直接観察するタイプ（直視型表示装置）と、表示パネルの画像を投影レンズによってスクリーン上に拡大投影するタイプ（投影型表示装置（プロジェクタ））との２種類とがある。
また、液晶表示装置以外の非自発光型の表示装置としては、エレクトロクロミック表示パネル，電気泳動型表示パネル，トナー表示パネル，ＰＬＺＴパネルなどを用いた装置が知られている。
また、このような表示装置には、反射型，透過型，半透過型の３種類がある。
すなわち、反射型の表示装置は、表示パネルの内部に照明光（外部光）を導き、これを反射層で反射することによって表示光を得るものである。
また、透過型の表示装置は、表示パネルの奥側に設けられた光源（バックライト）からの光を、表示パネルを介して外部に出力する構成である。
さらに、半透過型の表示装置は、暗い照明下ではバックライト光を利用して透過表示を行う一方、明るい照明下では照明光を利用して反射表示を行うものである。これにより、周囲の明るさに拘らず、コントラスト比の高い表示を実現できる。
ところで、液晶表示装置では、上記のような駆動信号を画素に印加することによって、液晶表示パネル（液晶パネル）に備えられた液晶層の光学特性（透過率・反射率）を変化させるようになっている。
ここで、画素に独立した駆動信号を印加する方式として、単純マトリクス方式と、アクティブマトリクス方式とがある。
アクティブマトリクス方式では、液晶パネルに、スイッチング素子と画素電極に駆動電圧を供給するための配線とを設ける必要がある。スイッチング素子としては、ＭＩＭ（金属−絶縁体−金属）素子などの非線形２端子素子や、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子等の３端子素子が用いられる。
上記のようなスイッチング素子（特にＴＦＴ）では、強い光を受けると、ＯＦＦ状態における素子抵抗が下がる。従って、電圧印加時に、画素容量（絵素容量）に充電された電荷が放電されてしまい、所定の表示状態が得られなくなる（例えば、黒状態でも光が漏れてコントラスト比を低下させてしまう）という問題がある。
そこで、従来、ＴＦＴ（特にチャネル領域）に対する光入射を防止するために、ＴＦＴや画素電極の設けられたＴＦＴ基板や、ＴＦＴ基板と液晶層を介して対向する対向基板に、遮光層（ブラックマトリクスと称される）を部分的に設ける構成が開発されている。
このような遮光層は、反射型の液晶表示装置にとって好ましいものである。すなわち、この場合には、反射電極を遮光層として使用できるので、遮光層による有効画素面積の低下を防止できる。
一方、透過光を利用して表示を行う透過型の液晶表示装置においては、既存の部品を遮光層として利用できない。
このため、この場合には、光を透過しないＴＦＴ，ゲートバスラインおよびソースバスラインに加えて、新たに遮光層を設けることとなる。従って、遮光層を設けると、有効画素面積が低下し、表示領域の全面積に対する有効画素面積の比率（開口率）を低下させてしまい、輝度（明るさ）の低下を招来してしまう。
さらに、液晶パネルの高精細化・小型化が進むに連れて、開口率は顕著に低下する。これは、画素ピッチを小さくした場合でも、ＴＦＴやバスラインなどについては、電気的性能や製造技術等の制約から、ある程度のサイズよりも小さくできないからである。
特に、近年、携帯電話などモバイル機器に備えられる小型の表示装置として普及している半透過型の液晶表示装置では、個々の画素が、反射モードで表示する領域（反射領域）と透過モードで表示する領域（透過領域）とを有している。このため、画素ピッチを小さくすることによって、表示領域の全面積に対する透過領域の面積の比率（透過領域の開口率）が著しく低下してしまい、輝度低下の問題が深刻となる。
さらに、カラー表示を行うためにカラーフィルタによる光の吸収を利用する、直視型の液晶表示装置や単板式プロジェクタにおいては、光の利用効率（すなわち輝度）がより低下する。
以下に、従来文献を示す。
文献１；日本国特許公報：特許第３２９３５８９号（発行日：２００２年６月１７日）
文献２；日本国公開特許公報：特開２００２−６２８１８号（公開日：２００２年２月２８日）
文献３；日本国公開特許公報：特開２００２−４２５２８号公報（公開日：２００２年２月８日）
文献４；Journal for Information Display Vol.11 No.4 2003 pp641-645
（発行日：２００３年１１月）
本発明の目的は、表示パネル（液晶パネルなど）の表示輝度を容易に向上させることの可能な表示装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明の表示装置（本表示装置）は、
表示パネルにバックライト光を照射するとともに、表示パネルにマトリクス状に配列された複数の画素における光透過状態を制御することで画像を表示する表示装置において、
上記表示パネルが、画素に対応したマイクロレンズ群からなるマイクロレンズアレイを備えており、
表示パネルにおける画素が、第１方向と第１方向に垂直な第２方向とに沿ってマトリクス配列されており、第１方向の画素ピッチが、第２方向の画素ピッチに比して大きくなっており、
上記バックライト光における第１方向の指向性が、第２方向での指向性よりも高くなっていることを特徴とする構成である。
本表示装置は、内部に設けられた光源であるバックライトから受ける光を利用して画像表示を行う、非自発光型の表示装置である。すなわち、本表示装置では、バックライト光を、マトリクス状に規則的に配列された画素を有する表示パネルに照射する。そして、表示画像（文字画像を含む）に応じた駆動信号（駆動電圧）を、各画素に対して独立に印加する。
これにより、表示パネルにおける各画素の透過率を変化させて、表示光の強度を部分的に変調できる。このため、表示パネル上に画像を表示することが可能となっている。
また、本表示装置では、表示パネルにおける画素の配列方向を第１方向および第２方向（第１方向に垂直）とすると、一方の方向（以下では第１方向とする）の画素ピッチが、第２方向の画素ピッチに比して長くなっている。
そして、特に、本表示装置では、バックライトが、表示パネルに対して、第２方向よりも第１方向の指向性の高くなっている光を照射するように設計されている。
ここで、指向性とは、「バックライトから表示パネルに向けて照射される光の方向性の度合い」のことである。また、光の指向性は、光の強度分布（配光分布）における強度半値幅角（強度が最大値の半分となる角度）で表すことが可能である。この半値幅角が狭いほど、指向性が高く、平行光（後述）に近くなるといえる。
また、本表示装置の表示パネルは、バックライト光を受ける側の面に、複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイを有している。また、各マイクロレンズは、その焦点位置が、表示パネルの画素の近傍となるように設計されている。
なお、マイクロレンズの焦点位置とは、マイクロレンズに平行光を入射させた場合における、出射光の幅が最小となる位置（ビームウエストが最小になる位置）のことである。また、平行光とは、マイクロレンズ（表示パネル）の面に垂直な方向に進む光のことである。
従って、本表示装置では、マイクロレンズに入射した平行光は、画素近傍で焦点を結ぶように屈折する。そして、画素を抜けた後、その指向性（視野角）を拡げるように広がってゆく。
また、マイクロレンズによる集光については、画素ピッチの大きい場合に、より効果がある。すなわち、第１方向に比して画素ピッチの小さい第２方向では、マイクロレンズによる集光角が小さくなるため、その効果が少ない。
そして、本表示装置では、マイクロレンズの影響を受けやすい（画素ピッチの大きい）第１方向では、バックライト光の指向性を上げて平行光に近づけている。そして、このような光を、マイクロレンズによって、画素を抜けた後に拡散させるようになっている。
一方、マイクロレンズの影響を受けにくい（画素ピッチの小さい）第２方向では、バックライト光の指向性を低く（広がり角を大きく）して、マイクロレンズに到達する前の段階で光の視野角を広げておくようになっている。
従って、本表示装置では、第１方向および第２方向で表示パネルの視野角を拡げられるようになっている。
また、本表示装置では、第１方向におけるバックライト光の指向性を高めることによって、正面輝度をアップさせている。さらに、このような指向性によって、これまでＢＭ等で蹴られていた光を、マイクロレンズによって画素開口部（画素の開口している（光の通り抜ける部分））に集光し、画素を通過できる光の量を増やしている。
従って、本表示装置は、バックライト光の指向性の低い従来の表示装置に比して、表示パネルにおける正面輝度を向上させられる。
また、マイクロレンズで集めた光のうち、マイクロレンズの端部に入射した光は、マイクロレンズによって屈折されて集光される。このため、本表示装置では、広い視野角（指向性）の範囲で、明るさをアップできるようになっている。
なお、本表示装置の構成において、マイクロレンズを設けない場合、第１方向におけるバックライト光の指向性が高いため、正面方向の輝度アップは可能である。しかし、第１方向における表示パネルの視野角は非常に小さくなる。
本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分わかるであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。
以下、実施の形態により、本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は、この実施形態により何ら限定されるものではない。
本発明の一実施形態について説明する。
本実施の形態にかかる液晶表示装置（本表示装置）は、携帯電話やＰＤＡ（personal digital assistant），デジタルカメラ，液晶モニター，液晶テレビジョン等の電子機器の表示画面に好適に応用することの可能な、直視型の半透過型液晶表示装置である。
図１は、本表示装置の構成を示す断面図である。
この図に示すように、本表示装置は、バックライト部１１および液晶パネル１２を備えている。
液晶パネル１２は、マトリクス状に配列された画素を有しており、各画素の透過率または反射率を調整することで画像（文字画像も含む）を表示する、非自発光型の表示パネルである。
図２は、液晶パネル１２の構成を示す断面図である。この図に示すように、液晶パネル１２は、２枚の対向基板３２とＴＦＴ基板３３と間に、液晶層３４を挟んだ構成であり、さらに、ＴＦＴ基板３３の表面に、レンチキュラーレンズアレイ３１を配した構成である。
この液晶パネル１２は、３２０（Ｈ）×２４０（Ｖ）ドット（ストライプ配列）、画素ピッチ１５３×５１μｍの、２．４型ＱＶＧＡのパネルである。そして、この液晶パネル１２は、開口率５０％の半透過型の液晶パネルである。
従って、液晶パネル１２の画素４１は、バックライト部１１からの光を透過するための画素開口部を有している。
さらに、画素４１間に、外光を反射する反射電極を含むブラックマトリクス部４２を備えている。これにより、液晶パネル１２は、周囲の明るさ環境に関係なく、明確な表示を行えるようになっている。
図３は、液晶層３４に形成された画素４１の配列状態を示す説明図である。
この図に示すように、液晶パネル１２には、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の画素４１が、この図および図１に示すＸ方向に沿って周期的に並べられている。
また、各画素４１の形状は、Ｘ方向（第２方向）に短く、この方向と直行するＹ方向（第１方向）に長い長方形となっている。これは、ＲＧＢの３つの画素４１を合わせたＸ方向のピッチ（ｘ）と、各画素のＹ方向のピッチ（ｙ）とを等しくするためである（Ｘ方向では、ＲＧＢの３つの画素４１を１つのグループとしてカウントする）。
従って、Ｘ方向における画素４１のピッチは、Ｙ方向の１／３となる。ここで、Ｘ方向あるいはＹ方向の画素ピッチとは、画素４１の中心から、Ｘ方向あるいはＹ方向に隣接する画素４１の中心までの距離である。
また、図１等に示したレンチキュラーレンズアレイ３１は、バックライト部１１から照射される光を、液晶層３４の画素４１に集光させ、液晶パネル１２の実効的な開口率を向上させるものである。レンチキュラーレンズアレイ３１（マイクロレンズ）によって集光され、画素開口部４３を通過した光は、その集光角のまま広がるため、主に指向性を広げる光となる。
図４は、レンチキュラーレンズアレイ３１の形状を示す説明図である。この図に示すように、レンチキュラーレンズアレイ３１は、細長い部分円筒形を有する複数のレンチキュラーレンズ３１ａを並行に並べた構成を有している。
このレンチキュラーレンズ３１ａは、円筒形状の延びる方向には集光力をもたない一方、円筒を横切る方向に集光力を有するものである。
そして、本表示装置では、このレンチキュラーレンズアレイ３１を、そのレンチキュラーレンズ３１ａの延びる方向をＸ方向とするように、液晶パネル１２に貼り付けている（図２に示す破線は、各レンチキュラーレンズ３１ａの配置を示している）。
図５は、レンチキュラーレンズアレイ３１における集光状態を示す説明図である。この図に示すように、各レンチキュラーレンズ３１ａの集光方向は、レンチキュラーレンズ３１ａの延びる方向と直行する方向（Ｙ方向）となる。
また、図５に示すように、各レンチキュラーレンズ３１ａの焦点（ビームウエストの最小ポイント）は、液晶層３４の画素４１の位置となっている。また、液晶パネル１２のＴＦＴ基板（レンチキュラーレンズアレイ３１側の基板）３３の厚みは、３００μｍである。
従って、レンチキュラーレンズアレイ３１のＹ方向（レンチキュラーレンズ３１ａの集光方向）の集光角は、
ｔａｎ-1（１５３（ピッチ）×１．５２（ガラス屈折率）／２／３００（基板厚））
＝２１°
となる。
バックライト部１１は、液晶パネル１２に対し、表示に必要な光を照射するためのものであり、文献４に開示されている技術を用いたものである。
図６（ａ）（ｂ）は、バックライト部１１の構成を示す説明図である。これらの図に示すように、バックライト部１１は、ＬＥＤ２１，導光板２２，反射板２３，プリズムシート２４を備えている。
ＬＥＤ（発光ダイオード）２１は、液晶パネル１２に照射するための光を生成する点状光源である。図６（ｂ）に示すように、バックライト部１１では、導光板２２の一側面（入射端面）に沿って、複数のＬＥＤ２１をライン状に配置している。
導光板２２は、ＬＥＤ２１から照射された光を、その内部で全反射させながら伝播させ、面状光（所定の広さを有する部分から照射される光）に変換する。そして、表面（光出射面）から液晶パネル１２に向けて照射するものである。
また、導光板２２の表面には、多数のマイクロドットＭＤが配されている。このマイクロドットＭＤは、導光板２２から出射される光の量を調整するためのものである（実際には、導光板２２がテーパー状になっているため、全反射条件を超えた光も出射される）。
反射板２３は、導光板２２の裏面（液晶パネル１２のない方の面）に光が抜けてしまうことを防止するものである。
プリズムシート２４は、反射板２３の表面に配置され、導光板２２から照射された光の光路を調整するものである。すなわち、プリズムシート２４は、導光板２２の表面から斜めに方向に出射された光をプリズム面で全反射し、正面方向（液晶パネル１２の面に垂直な方向）に向ける機能を有している。
図７は、このような構成を有するバックライト部１１から出射される光の指向性を示すグラフである。この図に示すように、プリズムシート２４から出射された光では、Ｙ方向の指向性が高く（狭く；±１２°）、Ｘ方向における指向性が低く（広く；±２５°）なっている。
なお、指向性とは、「バックライト部１１（プリズムシート２４）から出射される光が、特定の方角に対してどの程度の方向性を有しているか」を示すものである。
また、上記した角度（±１２°，±２５°）は、出射光の強度分布（配光分布）における半値幅角（強度が最大値の半分となる角度）であり、指向性の指標である。この半値幅角が狭いほど、指向性が高いといえる。
上記のように、バックライト部１１では、Ｘ方向に比べてＹ方向（光源（あるいは光源列）の延びる方向に垂直な方向）での指向性が高くなっているが、これは、以下のような理由による。すなわち、図６（ｂ）に示すように、バックライト部１１では、導光板２２の側面（エッジ部）に、Ｘ方向に沿って、複数のＬＥＤ２１をライン状に配置している。
このため、導光板２２内の任意の点（位置）には、互いに異なる位置に配置された複数のＬＥＤ２１から、進行方向の異なる複数の光が入射することになる。すなわち、導光板２２内の各点に入射する光のＸ方向（ＬＥＤ２１の配列方向）成分は多様化する（Ｘ方向における入射角の分布が大きくなる）。従って、Ｘ方向の指向性が広くなるのである。
このような構成を有する本表示装置では、バックライト部１１から出射された光は、Ｘ方向に広く（±２５°）、Ｙ方向に狭い（±１２°）指向性を有する状態で、液晶パネル１２のレンチキュラーレンズアレイ３１に入射する。
図８は、液晶パネル１２のレンチキュラーレンズアレイ３１に入射し、その液晶層３４の画素４１を透過する光の状態を示す説明図である。
この図に示すように、レンチキュラーレンズアレイ３１に入射した光のうち、レンチキュラーレンズ３１ａの頂点付近の領域を通過する光Ｌ１は、レンズ界面でほとんど屈折しない。従って、この光Ｌ１は、ほぼそのままレンチキュラーレンズ３１ａを通過し、画素４１に入射する。すなわち、この領域に入射した光Ｌ１は、レンチキュラーレンズアレイ３１のないときとほぼ同じ状態である。
一方、レンチキュラーレンズ３１ａの端部付近を通過する光Ｌ２は、レンチキュラーレンズ３１ａで大きく屈折され、入射光の指向性を広げる。
ここで、上記したように、レンチキュラーレンズアレイ３１における集光方向（Ｙ方向）での集光角は、±２１°である。
図９は、レンチキュラーレンズアレイ３１におけるレンズ集光角と、レンチキュラーレンズアレイ３１から照射される光の指向性との関係を示すグラフである。このグラフに示すように、光の指向性は、レンズの集光角とほぼ比例関係となっている。
従って、レンチキュラーレンズアレイ３１は、その集光効果により、入射光の視野角を、Ｘ方向で±２５°に維持する一方、Ｙ方向で±２１°に拡げることとなる。これにより、液晶パネル１２を透過した光は、Ｘ方向で±２５°，Ｙ方向で±２１°の指向性を有した状態となる。
以上のように、本表示装置では、バックライト部１１が、液晶パネル１２に対して、Ｙ方向で指向性の高くなっている光を照射するように設計されている。すなわち、バックライト光が、Ｙ方向で、１２°の強度半値幅角を有するように設定されている。
また、本表示装置の液晶パネル１２は、バックライト光を受ける側の面に、複数のレンチキュラーレンズ３１ａを有するレンチキュラーレンズアレイ３１を有している。また、各レンチキュラーレンズ３１ａは、その焦点が、液晶パネル１２の画素４１の近傍となるように設計されている。
従って、本表示装置では、レンチキュラーレンズ３１ａに入射した光の多くは、画素４１の近傍で焦点を結ぶように屈折する。そして、画素４１を抜けた後、その指向性を拡げるように広がってゆく。
ここで、レンチキュラーレンズアレイ３１のようなマイクロレンズアレイによる集光については、画素４１ピッチの大きい場合に、より効果がある。すなわち、Ｙ方向に比して画素４１ピッチの小さいＸ方向では、マイクロレンズ（レンチキュラーレンズ３１ａ）による集光角が小さくなるため、指向性を広げる効果は少なくなる。
そして、本表示装置では、レンチキュラーレンズ３１ａの効果の大きい（画素４１ピッチの大きい）Ｙ方向では、バックライト光の指向性を上げて平行光に近づける。そして、このような光を、レンチキュラーレンズアレイ３１によって、画素４１を抜けた後に拡散させるようになっている。
一方、レンチキュラーレンズ３１ａ（マイクロレンズ）の効果の小さい（画素４１ピッチの小さい）Ｘ方向では、バックライト光の指向性を広くして、レンチキュラーレンズアレイ３１に到達する前の段階で光の視野角を広げておくようになっている。
従って、本表示装置では、Ｙ方向およびＸ方向で液晶パネル１２の視野角を拡げられるようになっている。
また、本表示装置では、Ｙ方向におけるバックライト光の指向性を高めることによって、レンチキュラーレンズアレイ３１に入射させる光の平行度を上げ、画素４１を通過できる光の量を増やしている。
従って、バックライト光の指向性の低い従来の表示装置に比して、表示パネルにおける正面輝度を向上させられる。また、マイクロレンズ（レンチキュラーレンズアレイ３１）で集光された光のうち図８のＬ２の光は指向性を広げる働きをする。このため、広い視野角（指向性）の範囲で明るさをアップさせることができる。
ここで、図２４は、表示パネルから出射される光の強度と視野角（表示パネルを望む角度；パネルの法線方向を０°とする）との関係を示すグラフである。
ここで、Ａで示すグラフは、一様に低い指向性（強度半値幅角；２５°）の光を照射するバックライトを用い、レンチキュラーレンズアレイ等のマイクロレンズアレイを備えない従来の液晶表示装置に関するものである。
このグラフに示すように、このような従来の装置では、正面輝度が非常に低くなっている。
また、Ｂで示すグラフは、本表示装置と同様のバックライト部１１を備える一方、マイクロレンズアレイを備えていない液晶表示装置に関するものである。このグラフに示すように、この構成では、正面輝度は高いものの、光強度の視野角依存性が高い（視野角が狭い）。
そして、Ｃで示すグラフは、本表示装置に関するものである。このグラフに示すように、本表示装置では、高い正面輝度と広い視野角とを同時に実現することが可能となっている（Ａに関する従来の装置より、正面輝度を約１．３倍にできる）。
なお、本表示装置では、バックライト光が、Ｘ方向で、１２°の強度半値幅角を有するとしている。しかしながら、これに限らず、この強度半値幅角については、±２０°以下の範囲に設定することが好ましい。この範囲であれば、本表示装置の正面輝度と視野角とを良好な状態に保つことが可能である。
また、通常のバックライト光（指向性を高めていないバックライト光）の強度半値幅角は、±２０°〜±３０°である。従って、光の指向性が±２０°よりも小さい方向に関しては、レンチキュラーレンズアレイ３１のようなマイクロレンズアレイによって光の指向性を広げることが好ましいといえる。
また、本表示装置では、マイクロレンズアレイとして、レンチキュラーレンズアレイ３１を備えている。レンチキュラーレンズアレイ３１は、複数の方向に集光力を有するマイクロレンズを備えたマイクロレンズアレイよりも容易かつ安価に製造できる。従って、このようなレンチキュラーレンズ３１ａを使用することにより、本表示装置の製造コストを抑えられる。
また、本表示装置では、レンチキュラーレンズ３１ａの集光角を、２１°としている。このように、レンチキュラーレンズ３１ａの集光角については、２０°〜３０°の範囲に設定しておくことが好ましい。これにより、液晶パネル１２の視野角を適切な大きさ（Ｙ方向と同様の大きさ）とできる。
また、本実施の形態では、本表示装置が、ＬＥＤ２１を用いたバックライト部１１を備えているとしている。しかしながら、本表示装置を、バックライト部１１に代えて、図１０（ａ）（ｂ）に示すバックライト部５１を用いてもよい。
図１０（ａ）（ｂ）に示すバックライト部５１は、文献３に開示されているものである。
このバックライト部５１は、導光体５２の一側面に、光源として冷陰極管５３を配している。また、導光体５２の光出射面（液晶パネル１２側の面）に、プリズム５４（またはレンズアレイ）が備えられている。
このバックライト部５１は、導光板３０の光出射面にプリズム５４（またはレンズアレイ）上の頂点部を接触させ、その接触部分から光を取り出すように設計されている。
このバックライト部５１では、バックライト部１１と異なり、図１０（ｃ）に示すように、冷陰極管５３の延びる方向（光源（あるいは光源列）の延びる方向）での光の指向性が高く（±１０°）、その方向に直行する方向での光の指向性が低い（±２５°）。
従って、バックライト部５１を用いる場合には、図１０（ｂ）に示すように、冷陰極管５３の延びる方向をＹ方向とすることが好ましい。これにより、バックライト部５１を用いた構成であっても、バックライト部１１を用いた構成と、ほぼ同様の効果（高い正面輝度および広い視野角）を得ることが可能となる。
また、バックライト部１１の光源としては、ＬＥＤや冷陰極管の他に、キセノン管など、どのような光源を用いてもよい。
ただし、バックライト部１１から出射される光における指向性の小さい方向がＹ方向となるように、バックライト部１１（あるいは光源）の配置を設定することが好ましい。
また、本実施の形態では、レンチキュラーレンズアレイ３１における各レンチキュラーレンズ３１ａの焦点（ビームウエストの最小ポイント）を、図５に示したように、液晶層３４の画素４１の位置とするとしている。
しかしながら、これに限らず、図１１に示すように、レンチキュラーレンズ３１ａの焦点距離を、その集光角が２５°となるように、レンチキュラーレンズアレイ３１側に近づけても（短くしても）よい。
この構成で、レンチキュラーレンズアレイ３１側のＴＦＴ基板３３の厚さを３００μｍのままとした場合、正面輝度が、従来の拡散方式のバックライトに比して１．２倍となり、焦点輝度を液晶層３４の位置とした場合より多少低下した。
しかしながら、依然として従来のものより高輝度であり、さらに、液晶パネル１２の光の指向性（視野角）を、Ｙ・Ｘ方向とも±２５°に改善できた。また、ＴＦＴ基板３３を３００μｍのままとした状態で視野角を改善できるため、液晶パネル１２の強度（ガラス強度）の低下も回避できる。
また、図２３は、レンチキュラーレンズ３１ａの焦点位置における画素４１からのずれと正面輝度との関係を計算した結果示すグラフである。
なお、この計算に使用した液晶パネル１２は、２．４型のＱＶＧＡパネルであり、画素ピッチ（画素４１のピッチ）が１５３×５１μｍ，画素４１の開口率が４０％のものである。そして、この計算では、レンチキュラーレンズ３１ａの焦点距離を３００μｍに固定し、ＴＦＴ基板３３の厚さ（すなわち画素４１の位置）を３００〜５５０μｍの範囲で変化させ、それぞれの厚さにおける正面輝度を求めた。
このグラフに示すように、この場合には、レンチキュラーレンズ３１ａの焦点位置と画素４１とが１５０μｍ以上ずれると、正面輝度が急激に落ち込むことがわかる。
従って、本表示装置では、レンチキュラーレンズ３１ａの焦点位置と画素４１とのズレを、ＴＦＴ基板３３の厚さ（レンチキュラーレンズ３１ａから画素４１までの距離）の１／３以内とすることが好ましいといえる。
また、レンチキュラーレンズ３１ａの焦点位置は、この範囲内で、画素４１よりもレンチキュラーレンズアレイ３１側にずれていることが好ましい。これにより、Ｙ方向の視野角をより大きくできる。
また、本実施の形態では、細長い部分円筒形を有する複数のレンチキュラーレンズ３１ａを並行に並べたレンチキュラーレンズアレイ３１を用いるとしている。しかしながら、このようなレンチキュラーレンズアレイ３１に代えて、図１２に示すような、液晶層３４の各画素４１と１：１対応した微小レンズ（Ｘ方向およびＹ方向に集光力を有するレンズ）６１を有するマイクロレンズアレイ６０を用いてもよい。
また、本実施の形態では、液晶層３４の画素４１が、図３に示すようにＸ方向に揃った配列をなしているとしている。しかしながら、これに限らず、図１３に示すように、画素４１を、デルタ配列としてもよい。この場合でも、画素４１におけるＸ方向のピッチは、Ｙ方向よりも小さい。
なお、このデルタ配列では、Ｘ方向に沿ってならぶ画素列が、Ｙ方向に隣接する画素列に対し、Ｘ方向に画素ピッチの半分だけずれるようになっている。従って、デルタ配列では、各画素列におけるＸ方向での位置が、１列おきに等しくなっている（すなわち、１列おきに、Ｙ方向に沿ってならんでいる）。このため、このようなデルタ配列でも、各画素４１は、Ｘ方向およびＹ方向に沿って並んでいるといえる。
また、本表示装置は、ＲＧＢの画素４１の配列方向（Ｘ方向）とそれに直交する方向（Ｙ方向）とで指向性の異なるバックライト部１１を用い、これにレンチキュラーレンズアレイ３１（マイクロレンズアレイ６０）を組み合わせることで、両方向の指向性を広げる構成となっている。
しかしながら、用途によって、一方向の指向性を高いままにしておきたい場合は、Ｘ・Ｙの両方向とも指向性の高いバックライト部を用い、一方向（Ｙ方向）の指向性だけをレンチキュラーレンズアレイ３１（マイクロレンズアレイ６０）で広げればよい。
例えばこの構成を携帯電話に用いる場合、左右方向の視野角を狭いままとする一方、上下方向の指向性だけを広げられる。このため、他人に液晶パネル１２の画像を覗かれたくない場合に有効である（電話の使用者は画像を見られるが、隣からは見えにくい）。
しかも、バックライト部１１における２方向の指向性を高めているため、画素４１を通過できる正面方向の光量をさらに上げられる。従って、本表示装置の正面輝度をより向上させられる。
また、本実施の形態では、本表示装置の液晶パネル１２を半透過型の液晶パネルであるとしている。しかしながら、これに限らず、本表示装置の液晶パネル１２を、透過型の液晶パネルとしてもよい。
ここで、バックライト部１１から液晶パネル１２に向けて照射される光が、偏光依存性を有するものである場合について説明する。例えば、文献４に記載のバックライトは、全反射を用いて面状光を生成する構成である。このような場合には、出射される面状光が、Ｙ方向の直線偏光性を有することとなる。
この場合、図１４に示すような面状光の偏光軸（Ｙ方向）と液晶パネル１２の偏光板７１の透過軸７１ａとのなす角度（偏光交叉角）は、図１５（ａ）に示すように、Ｙ方向と並行のとき０°、Ｘ方向と並行のときに９０°となる。そして、この角度によって、図１５（ｂ）に示すように、液晶パネル１２からの出射光強度（相対強度）が変わる。
従って、この場合には、液晶パネル１２からの出射強度をなるべく強くできるように、上記の偏光交叉角を、０°に近づけることが好ましい。
また、例えば、偏光交叉角を±２０°以内とすることが好ましい。これにより、出射強度を、最大値（偏光交叉角が０°の場合）の数％程度とできるので、出射強度の減少を抑えられる。
また、液晶パネル１２の偏光板７１における透過軸７１ａの方向を、Ｙ方向に近づけることが困難な場合、液晶パネル１２とバックライト部１１との間に、１／２波長板（あるいは他の偏光回転素子）を挿入することが好ましい。これにより、バックライト部１１からの出射光の偏光軸を任意に回転（例えば９０°回転）させられる。従って、透過軸７１ａの方向を、Ｙ方向に近づけることが容易となる。
ここで、本表示装置の液晶パネル１２に備えられた、レンチキュラーレンズアレイ３１の製造方法について説明する。
図１６（ａ）〜（ｄ）は、レンチキュラーレンズアレイ３１の製造方法を説明するための断面図である。
まず、図１６（ａ）に示すように、基板３２・３３間に液晶層３４を挟んだ液晶パネルを用意する。
ここで、ＴＦＴ基板３３は、液晶層３４側に、マトリクス状に配列された画素に対応して設けられた画素電極，画素電極に接続されたＴＦＴ、ゲートバスラインおよびソースバスラインなどの回路要素（いずれも図示せず）を備えている。
また、対向基板３２の液晶層３４側には、液晶層３４の画素４１の位置に合わせて、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタおよび対向電極（図示せず）が形成されている。なお、図１６（ａ）に示すように、Ｙ方向に沿った方向では、単色（図１６（ａ）ではＢ）のカラーフィルタ１０４Ｂが一列に並んで形成される。また、このカラーフィルタの間には、遮光層ＢＭ（ブラックマトリクス）が配置されている。
なお、以下では、カラーフィルタ１０４Ｂの形成された画素４１を、画素４１Ｂと称する。
図１６（ｂ）に示すように、液晶パネル１２のＴＦＴ基板３３上に、光硬化樹脂を塗布し、光硬化性樹脂層１０５を形成する。この光硬化性樹脂層１０５は、３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長範囲内に感光波長を有するものである。
なお、光硬化性樹脂層１０５とＴＦＴ基板３３との接着性を高めるために、光硬化性樹脂を塗布する前に、ＴＦＴ基板３３のガラス表面を、シランカップリング剤を塗布するなどして改質することが好ましい。
次に、図１６（ｃ）に示すように、対向基板３２側から露光用の光１０６（３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長範囲）をスキャンしながら照射し、光硬化性樹脂層１０５を露光する。この露光は、各画素４１に合わせてＹ方向に曲率を有するとともに、Ｘ方向に対しては曲率をもたないような露光部分を形成するように行われる（この露光行程については後述する）。
その後、図１６（ｄ）に示すように、露光された光硬化性樹脂層１０５を現像し、未硬化部分（光照射を受けていない部分）を除去する。これにより、レンチキュラーレンズアレイ３１を得られる（現像行程）。
なお、現像工程の後で、レンチキュラーレンズアレイ３１に露光用の光１０６を照射することによって、光硬化性樹脂の硬化を更に進行させ、完全硬化状態に近づけることが好ましい。また、光硬化とともに熱硬化を併用してもよい。
ここで、上記の露光行程について詳細に説明する。
図１７は、カラーフィルタ1０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂの分光透過率特性を示すグラフである。なお、カラーフィルタ1０４Ｒ，１０４Ｇは、それぞれ、赤・緑のカラーフィルタである。この図に示すように、カラーフィルタ１０４Ｒ，１０４Ｇは、４００ｎｍ近辺の光をほとんど透過しない。
一方、上記したように、光硬化性樹脂層１０５は、３８０ｎｍ〜４２０ｎｍに感光波長を有する感光性材料層であるため、露光用照射光１０６もこの範囲の波長を有する。従って、このような露光用照射光１０６は、画素４１Ｒ，画素４１Ｇを透過せず、画素４１Ｂのみを透過する。
そこで、露光行程では、図１９に示すように、画素４１Ｂを透過した光の入射角度を変え、画素４１Ｒと画素４１Ｇ上の光硬化性樹脂を露光し、ＴＦＴ基板３３の表示エリア全面にレンチキュラーレンズアレイ３１を形成する。
なお、上記のような材料の光硬化性樹脂層１０５を用いる理由について説明する。すなわち、通常、感光性材料はその感光波長の光を吸収する。従って、レンチキュラーレンズアレイ３１の材料として、赤（Ｒ）または緑（Ｇ）の光に感光する光硬化性材料を用いると、レンチキュラーレンズアレイ３１がＲまたはＧの光の一部を吸収する。このため、表示における色再現性が低下する。
また、青（Ｂ）の光（３８０ｎｍ〜４２０ｎｍ）に感光する光硬化性材料を用いる場合にも、レンチキュラーレンズアレイ３１によって青色の光の一部が吸収される。しかしながら、この場合には、色再現性に与える影響は小さい。
特に、例えば、携帯電話やＰＤＡ、デジタルスチルカメラなどの液晶表示装置に使用されているバックライト用光源であるＬＥＤ光源では、発光スペクトルが、図１８に示すように４２０ｍｍ付近より長波長側に存在する。このような光源を用いる場合、レンチキュラーレンズアレイ３１の材料として３８０ｎｍ〜４２０ｎｍに感光波長を有する感光性材料を用いることで、色再現性の低下を更に効果的に抑制できる。
なお、一般に、３８０ｎｍ未満の波長の光（紫外線）を透過するカラーフィルタ（色素や顔料）はほとんど無く、紫外線を用いるためには、上述したように、カラーフィルタを形成する前の段階で、光照射する必要がある。
また、レンチキュラーレンズアレイ３１のようなマイクロレンズアレイを、以下のように製造してもよい。
図２０（ａ）〜（ｃ）および図２１（ａ）〜（ｃ）は、マイクロレンズを備える対向基板（レンズ付き対向基板）における製造方法（２種類）を示す説明図である。
なお、マイクロレンズアレイとは、規則正しく配列された複数のマイクロレンズ群のことである。
図２０（ａ）〜（ｃ）に示す第１の製造方法は、以下の(1-1)〜(1-3)工程を含むものである。
(1-1)；ガラス基板の上のフォトレジスト層をパターニングする（図２０（ａ））。
(1-2)：パターニングされたレジスト層を加熱し、熱だれを起こさせ、マイクロレンズの形状を有するレジスト層を形成する（図２０（ｂ））。透明レジストを使用することによって、このレジストをマイクロレンズとして使用することも可能である。
(1-3)：マイクロレンズ形状のレジスト層とともに、ガラス基板をドライエッチングする。これにより、レジスト層の形状をガラス基板に形成（エッチバック）し、マイクロレンズアレイ基板を得る（図２０（ｃ））。
また、図２１（ａ）〜（ｃ）に示す第２の製造方法は、以下の(2−1)〜(2-3)工程を含むものである。
(2−1)：ガラス基板の上のフォトレジスト層を、例えば電子ビーム露光によってパターニングし、マイクロレンズの形状を有するレジスト層を形成する。これをマスター（原版）とする（図２１（ａ））。
(2−2)：マスターを用い、例えばメッキ法によって、金属スタンパを作製する（図２１（ｂ））。
(2−3)：金属スタンパを用いて、マイクロレンズの形状をガラス基板に転写し、マイクロレンズアレイ基板を得る（図２１（ｃ））。
また、液晶表示素子上に光感光性材料を塗布し、図２２のようにマスクを通して露光を行い、マイクロレンズを形成してもよい。
また、本実施の形態では、表示パネル２１の画素４１が、Ｘ方向およびＹ方向に沿って配列しているとしている。
しかしながら、これに限らず、バックライト光における指向性を小さくする方向を、画素配列の比較的ピッチの小さい方向（Ｋ方向とする）としてもよい。この場合、このＫ方向と垂直な方向（Ｌ方向とする）の画素ピッチは、Ｋ方向での画素ピッチよりも大きいことが好ましい。この場合、バックライト光におけるＬ方向の指向性を大きくすることで、本表示装置の視野角および正面輝度の双方を改善できる。
従って、本発明の表示装置を、表示パネルにバックライト光を照射するとともに、表示パネルにマトリクス状に配列された複数の画素における光透過状態を制御することで画像を表示する表示装置において、上記表示パネルが、画素に対応したマイクロレンズ群からなるマイクロレンズアレイを備えており、上記表示パネルの画素における第１方向の画素ピッチが、第１方向と垂直な第２方向の画素ピッチに比して大きくなっており、上記バックライト光における第１方向の指向性が、第２方向での指向性よりも高くなっている構成である、と表現することもできる。
以上のように、本発明の表示装置（本表示装置）は、
表示パネルにバックライト光を照射するとともに、表示パネルにマトリクス状に配列された複数の画素における光透過状態を制御することで画像を表示する表示装置において、
上記表示パネルが、画素に対応したマイクロレンズ群からなるマイクロレンズアレイを備えており、
表示パネルにおける画素が、第１方向と第１方向に垂直な第２方向とに沿ってマトリクス配列されており、第１方向の画素ピッチが、第２方向の画素ピッチに比して大きくなっており、
上記バックライト光における第１方向の指向性が、第２方向での指向性よりも高くなっていることを特徴とする構成である。
本表示装置は、内部に設けられた光源であるバックライトから受ける光を利用して画像表示を行う、非自発光型の表示装置である。
すなわち、本表示装置では、バックライト光を、マトリクス状に規則的に配列された画素を有する表示パネルに照射する。そして、表示画像（文字画像を含む）に応じた駆動信号（駆動電圧）を、各画素に対して独立に印加する。
これにより、表示パネルにおける各画素の透過率を変化させて、表示光の強度を部分的に変調できる。これにより、表示パネル上に画像を表示することが可能となっている。
また、本表示装置では、表示パネルにおける画素の配列方向を第１方向および第２方向（第１方向に垂直）とすると、一方の方向（以下では第１方向とする）の画素ピッチが、第２方向の画素ピッチに比して長くなっている。
そして、特に、本表示装置では、バックライトが、表示パネルに対して、第２方向よりも第１方向の指向性の高くなっている光を照射するように設計されている。
ここで、指向性とは、「バックライトから表示パネルに向けて照射される光の方向性の度合い」のことである。また、光の指向性は、光の強度分布（配光分布）における強度半値幅角（強度が最大値の半分となる角度）で表すことが可能である。この半値幅角が狭いほど、指向性が高く、平行光（後述）に近くなるといえる。
また、本表示装置の表示パネルは、バックライト光を受ける側の面に、複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイを有している。また、各マイクロレンズは、その焦点位置が、表示パネルの画素の近傍となるように設計されている。
なお、マイクロレンズの焦点位置とは、マイクロレンズに平行光を入射させた場合における、出射光の幅が最小となる位置（ビームウエストが最小になる位置）のことである。また、平行光とは、マイクロレンズ（表示パネル）の面に垂直な方向に進む光のことである。
従って、本表示装置では、マイクロレンズに入射した平行光は、画素近傍で焦点を結ぶように屈折する。そして、画素を抜けた後、その指向性（視野角）を拡げるように広がってゆく。
また、マイクロレンズによる集光については、画素ピッチの大きい場合に、より効果がある。すなわち、第１方向に比して画素ピッチの小さい第２方向では、マイクロレンズによる集光角が小さくなるため、その効果が少ない。
そして、本表示装置では、マイクロレンズの影響を受けやすい（画素ピッチの大きい）第１方向では、バックライト光の指向性を上げて平行光に近づける。そして、このような光を、マイクロレンズによって、画素を抜けた後に拡散させるようになっている。
一方、マイクロレンズの影響を受けにくい（画素ピッチの小さい）第２方向では、バックライト光の指向性を低く（広がり角を大きく）して、マイクロレンズに到達する前の段階で光の視野角を広げておくようになっている。
従って、本表示装置では、第１方向および第２方向で表示パネルの視野角を拡げられるようになっている。
また、本表示装置では、第１方向におけるバックライト光の指向性を高めることによって、正面輝度をアップさせ、かつ、これまでＢＭ等で蹴られていた光をマイクロレンズで画素開口部（画素の開口している（光の通り抜ける部分））に集光し、画素を通過できる光の量を増やしている。
従って、バックライト光の指向性の低い従来の表示装置に比して、表示パネルにおける正面輝度を向上させることができるだけでなく、マイクロレンズで集光された光のうち、マイクロレンズの端部に入射した光は、マイクロレンズによって屈折されて集光されるため、広い視野角（指向性）の範囲で明るさをアップさせることができる。
なお、本表示装置の構成において、マイクロレンズを設けない場合、第１方向におけるバックライト光の指向性が高いため、正面方向の輝度アップは可能であるが、第１方向における表示パネルの視野角が非常に小さくなる。
また、本表示装置では、バックライト光の第１方向における強度半値幅角を、±２０°以下とすることが好ましい。
通常のバックライト光（指向性を高めていないバックライト光）の強度半値幅角は、±２０°〜±３０°である。従って、光の指向性が±２０°よりも小さい方向に関しては、マイクロレンズによって光の指向性を広げることが好ましいといえる。
また、表示パネルがカラー画像表示を行う構成である場合、表示パネルは、複数種類の画素（例えばＲＧＢの３種類）を順に並べた列を複数有するものとなる。この場合、画素は、上記の列の延びる方向に配列ピッチが短くなる。このため、このような場合、列の延びる方向を上記の第２方向に設定することが好ましい。
また、上記のマイクロレンズアレイとして、レンチキュラーレンズアレイを用いてもよい。レンチキュラーレンズアレイは、一方向に集光力を有するマイクロレンズであるレンチキュラーレンズを複数備えたものである。
レンチキュラーレンズは、複数の方向に集光力を有するマイクロレンズよりも容易かつ安価に製造できる。従って、このようなレンチキュラーレンズを使用することにより、本表示装置の製造コストを抑えられる。
なお、レンチキュラーレンズを用いる場合、レンチキュラーレンズの集光方向を、上記の第１方向に向けることが好ましい。
また、本表示装置では、マイクロレンズにおける第１方向での集光角を、２０°〜３０°の範囲に設定しておくことが好ましい。これにより、表示パネルの視野角を適切な大きさとできる。
なお、マイクロレンズレンズの集光角θは、画素ピッチの長手方向の集光方向の直径をＤ、焦点距離をｆとすると、以下の式で表される
θ＝ｔａｎ-1（Ｄ／（２×ｆ））
また、通常、マイクロレンズアレイは、表示パネルのガラス基板に取り付けられている。このため、マイクロレンズを通過した光は、ガラス（屈折率ｎ）中を通過することとなる。従って、この場合には、集光角は、
θ＝ｔａｎ-1（Ｄ・ｎ／（２×ｆ））
のように表される（この場合のｆは、マイクロレンズのガラス中での焦点距離である）。
また、本表示装置では、マイクロレンズの焦点位置が表示パネルの画素の近傍にあるとしているが、より具体的には、マイクロレンズの焦点位置と画素とのずれを、「マイクロレンズから画素までの距離の１／３以内の範囲」に設定することが好ましい。上記のずれがこの範囲内であれば、本表示装置の正面輝度を大きく低下させることを防げる。
なお、マイクロレンズの焦点位置は、上記範囲内で画素よりもマイクロレンズ側に位置していることが好ましい。これにより、上記の所定方向における表示パネル（本表示装置）の視野角だけを広げて、ガラス基板厚の薄型化を低減でき、指向性とガラス強度を両立させることができる。
また、本表示装置のマイクロレンズを、以下の(a)〜(c)工程によって製造してもよい。
(a)表示パネルのバックライト側の面に、マイクロレンズの材料である感光性樹脂を塗布する工程
(b)表示パネルの画素を介して上記の感光性樹脂材料を露光する工程
(c)露光後の感光性樹脂材料を現像する工程。
このように、画素を利用して、セルフアライメントでマイクロレンズを作成すれば、レンズを容易かつ安価に作成できる。このため、本表示装置の製造コストを低減できる。
また、本表示装置では、バックライト光における第１方向および第２方向での強度半値幅角を、ともに、±２０°以下と比較的小さくするように構成してもよい。
この場合には、バックライト光は、第１方向および第２方向の双方において指向性が高くなる。従って、マイクロレンズによる集光角の小さい第２方向の視野角を狭められる。
従って、例えば、この構成を携帯電話に用いる場合、左右方向の視野角を狭いままとする一方、上下方向の視野角だけを広げられる。このため、他人に表示パネルの画像を覗かれたくない場合に有効である（電話の使用者は画像を見られるが、隣からは見えにくい）。
しかも、バックライトにおける２方向の指向性を高めているため、画素を通過できる正面方向の光量をさらに上げられる。従って、本表示装置の正面輝度をより向上させられる。
また、表示パネルには、通常、直線偏光板が備えられている。一方、バックライト光は、直線偏光性を有している（バックライト光における直線偏光成分が、特定方向で大きくなっている）ものもある。このような場合、直線偏光板に入射される光の主偏光方向（上記の特定方向）を、偏光板の透過軸に沿わせるように設計することが好ましい。これにより、本表示装置の表示輝度をより増大させられる。
より具体的には、直線偏光板の透過軸と、直線偏光板に入射する光の主偏光方向とのなす角度である偏光交叉角を、±２０°以内の範囲に設定しておくことが好ましい。
これにより、出射強度の低下を、最大値（偏光交叉角が０°の場合）の数％程度と抑えられる。また、バックライト光の主偏光方向は、上記の第２方向に沿っていてもよい。
なお、直線偏光板に入射される光の主偏光方向を、偏光板の透過軸に沿わせるためには、直線偏光板とバックライトとの相対位置を調整するか、あるいは、液晶パネルとバックライトとの間に、１／２波長板（あるいは他の偏光回転素子）を挿入することで実現できる。
偏光回転素子を用いれば、バックライト光の主偏光方向を、任意の方向に回転させられる。従って、バックライト光の主偏光方向を、直線偏光板の透過軸の方向に近づけることが容易となる。
また、本表示装置の表示パネルを液晶パネルとすることで、本表示装置を、正面輝度が高く視野角の広い液晶表示装置とすることが可能となる。
また、このような液晶表示装置は、携帯電話やＰＤＡ（personal digital assistant），デジタルカメラ，液晶モニター，液晶テレビジョン等の電子機器の表示画面に好適に応用することが可能である。
また、表示パネルにバックライト光を照射するバックライト部の表示パネル側表面に、バックライトからの１方向に振動する直線偏光を透過させる偏光板を貼り合わすことによって、マイクロレンズを形成した液晶パネルの場合、ガラス基板に偏光板を貼り合わせると、マイクロレンズのレンズ部が偏光板の接着糊で埋まってしまい、単純に貼ることが困難であるため、マイクロレンズ表面での反射による光ロスが発生するが、例えばバックライトに使用されたプリズムシート表面などに偏光板を貼り合わせた場合、プリズムシート表面での反射が減るため、表面反射による光ロスをキャンセルすることができる。
また、本発明の表示装置を、表示パネルにバックライト光を照射するとともに、表示パネルにマトリクス状に配列された複数の画素における光透過状態を制御することで画像を表示する表示装置において、上記表示パネルが、画素に対応したマイクロレンズ群からなるマイクロレンズアレイを備えており、上記表示パネルにおける画素が、第１方向と第１方向に垂直な第２方向とに沿ってマトリクス配列されており、第１方向の画素ピッチが、第２方向の画素ピッチに比して大きくなっており、上記バックライト光における第１方向および第２方向での強度半値幅角が、±２０°以下であり、マイクロレンズアレイで第１方向の光を集光することを特徴とする構成としてもよい。
この場合には、バックライト光は、第１方向および第２方向の双方において指向性が高くなる。従って、マイクロレンズによる集光角の小さい第２方向の視野角を狭められる。
従って、例えば、この構成を携帯電話に用いる場合、左右方向の視野角を狭いままとする一方、上下方向の視野角だけを広げられる。このため、他人に表示パネルの画像を覗かれたくない場合に有効である（電話の使用者は画像を見られるが、隣からは見えにくい）。
しかも、バックライトにおける２方向の指向性を高めているため、画素を通過できる正面方向の光量をさらに上げられる。従って、本表示装置の正面輝度をより向上させられる。
また、バックライト部１１では、光源（ＬＥＤ２１）から入射した光は全反射を繰り返しながら、導光板２２を伝播し、光出射側に設けられたマイクロドットＭＤに入射した光が、おもに導光板２２から出射されるといえる。
また、本発明を、以下の第１〜第１２画像表示装置として表現することもできる。すなわち、第１画像表示装置は、光源と、光源からの光を伝播させ、光出射面から外部へ出射させる導光板とを備えた平面照明光源と、導光板の光出射面から出射した光を変調することで画像を表示する画像表示素子と、画像表示素子の平面照明光源側に配置され、対応する画像表示素子の画素開口部に光を集光するマイクロレンズとを、有する画像表示装置において、該平面照明光源から出射する光の指向性が該画像表示素子の複数色の画素の配列方向とそれに直交する方向とで異なり、直交する方向の指向性が、複数色の画素の配列方向の指向性よりも高い構成である。
通常、ＲＧＢがストライプ配列された直視型の液晶表示素子は、図３に示すようにＲＧＢ画素（画素４１）の配列方向に対してＲＧＢ３画素（画素）を１つのグループとしてカウントするため、この３画素を合わせたピッチ（ｘ）と、それぞれの画素のＲＧＢ画素の配列方向とは直交する方向１画素のピッチ（ｙ）とが、同じになるように作られる。よって、ＲＧＢの各色のそれぞれのＲＧＢ画素の配列方向の画素ピッチは、ＲＧＢ画素の配列方向とは直交する方向の画素ピッチ（ｙ）の１／３となる。画素配列がデルタ配列の場合でも、図１３に示すように、ＲＧＢ画素の配列方向の各１画素のピッチは、ＲＧＢ画素の配列方向とは直交する方向との１画素ピッチより小さい。
これらの各画素にマイクロレンズを配置した場合、マイクロレンズ自体が縦長（画素の配列方向とは直交する方向に長くなる）になり、図３に示すＹ方向に対しては、Ｘ方向より大きな集光角で光が集光されるため、これらの光が、画素開口部を通過後も、その集光角を維持したまま、広がることになる。一方、Ｘ方向は、マイクロレンズでの集光角が小さいため、画素開口部を通過後もその広がり角は小さい。これは、Ｙ方向に対しては、マイクロレンズにより指向性（視野角）が広げられるが、Ｘ方向に対しては、指向性（視野角）が広がらない事を意味する。そこで、光源からの光の指向性をＹ方向では高くし、Ｘ方向では、広くすることで、１方向の光の指向性が絞れ（高くでき）、バックライトの正面輝度がアップするだけでなく、液晶表示素子を通過した光のＹ方向に対する指向性（視野角）は、マイクロレンズにより、正面輝度を大幅に落とすことなく、広げられる。また、Ｘ方向に対しては、マイクロレンズによる指向性（視野角）拡大の効果は小さいが、もともと、入射する光の指向性がＸ方向では、広いため、液晶表示素子を通過した光は、全方位で広い指向性（視野角）が得られ、非常に表示品位の良い画像（明るく、視野角が広い）を実現できる。
また、第２画像表示装置は、第１画像表示装置において、該光源が画像表示素子の複数色の画素の配列方向に対して、平行に配列されている構成である。例えば、文献４のサイドライト方式のバックライトは、光の伝播方向と、伝播方向に直交する方向とにおいて、出射光の指向性が異なる。図６（ｂ）に模式的に示すように、バックライト部１１では、複数のＬＥＤ２１が導光板２２の１つの側面（入射端面）に沿って線状に配置されている。複数のＬＥＤ２１に代えて冷陰極管を用いることも出来るし、導光板２２の両側の側面にＬＥＤまたは冷陰極管を配置してもよい。ＬＥＤ２１から出射され導光板２２の入射端面から導光板２２内に入射した光は、導光板２２中をＹ方向に伝播しながら、出射面（紙面に平行な面）から、表示パネルに向けて出射される。そしてその後、プリズムシート２４（プリズムアレイ）内で全反射されて、液晶パネル１２に向けて出射される。
このバックライト部１１は、図７に示すように、光源の配列方向に対しては、指向性が広く、それに直交する方向に対しては、指向性が高いため、第１画像表示装置の効果で説明したように、指向性の広い側をＲＧＢ画素（画素４１）の配列方向に合わせることで、マイクロレンズ（レンチキュラーレンズアレイ３１）により、全方位で広い指向性（視野角）が得られ、非常に表示品位の良い画像（明るく、視野角が広い）を実現できる。
また、第３画像表示装置は、第１画像表示装置において、該光源が画像表示素子の複数色の画素の配列方向に対して、直交するする方向に配列されている構成である。例えば、文献３のサイドライト方式のバックライトは、光の伝播方向と、伝播方向に直交する方向とにおいて、出射光の指向性が異なる。
この方式は、導光板の光出射側にプリズムまたはレンズアレイ上の頂点部を接触させ、その接触部分から光を取り出すタイプのもので、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、光源の配列方向（Ｙ方向）に対しては、指向性が高く、それに直交する方向（Ｘ方向）に対しては、指向性が広いため、第１画像表示装置の効果で説明したように、指向性の広い側をＲＧＢ画素の配列方向に合わせることで、マイクロレンズにより、全方位で広い指向性（視野角）が得られ、非常に表示品位の良い画像（明るく、視野角が広い）を実現できる。なお、光源として、細長い管状の冷陰極管やキセノン管を配置してもよい。また、光源として、導光板の光出射部に、少なくとも１部が光学的に屈折率のマッチングがとれたプリズムやレンズを配置したものを用いてもよい。
また、第４画像表示装置は、第１〜３画像表示装置のいずれかにおいて、前記マイクロレンズが、一方向にのみ光を集光するレンチキュラーレンズであり、その長手方向と複数色の画素の配列方向が平行である構成である。第１画像表示装置の効果で説明したように、Ｙ方向とＸ方向の両方に集光効果を有するマイクロレンズを用いても、ＲＧＢ画素の配列方向に対しては、マイクロレンズによる指向性を広げる効果を得ることがほとんどできないため、ＲＧＢ画素の配列方向に対して、直交する方向だけに光を集光するレンチキュラーレンズを用いる構成としても、その効果はほとんど変わらない。また、レンチキュラーレンズとすることで、レンズの形成が容易になり、低コスト化を図ることができる。
また、第５画像表示装置は、第１〜４画像表示装置のいずれかにおいて、マイクロレンズによる少なくとも１つの集光方向が、マイクロレンズの画素長手方向の集光方向の直径をＤ、マイクロレンズの焦点距離ｆによって、２０°≦ｔａｎ-1( Ｄ／（２×ｆ）)≦３０°である構成である。尚、マイクロレンズの焦点距離ｆがガラス中の距離で定義されている場合は、ガラスの屈折率ｎで割る必要がある。これまで主に使用されているバックライトシステムは、光出射面からの出射光が均一になるような密度で配置された拡散部を有する導光板と、出射光の指向性を調節する拡散板と直交配置された２枚のプリズムで調整したもので、液晶表示素子を通過後の指向性（視野角）は全方向で±２０〜±３０°程度のものである。正面方向の輝度をアップさせるために、上記範囲より指向性を高くすると、液晶表示装置自体の視野角が狭くなり、また逆に、上記範囲より指向性を広くすると、液晶表示装置自体の視野角も広くなるが、輝度が低下してしまい、どちらの場合も実用上支障が出る。マイクロレンズを使用した場合も、同様の理由でやはり、明るさ、視野角のバランスが取れている上記指向性の範囲内に光が広がるように調整することが望ましい。
マイクロレンズの集光角（光の広がり角）は、その直径Ｄとマイクロレンズの焦点距離ｆとによって決まる（通常焦点位置は、画素開口部と一致させる）。図９にマイクロレンズの集光角と指向性（半値角）との関係を示す。指向性を上記範囲にするためには、マイクロレンズによる集光角ｔａｎ−１（Ｄ／２ｆ）を±２０°〜±３０°の範囲に設定すればよいことになる（正確には画素開口部形状等により多少ずれるが、ほぼこの範囲内に入る）。なお、「指向性」とは、照明装置から出射される光がどの程度特定の方角に対して方向性を有しているかを示すものである。例えば、上記範囲は、出射光の強度分布（配光分布）における半値幅角で評価したもので、半値幅角が狭いものほど指向性が高い。なお、焦点位置とは、近軸焦点による集光位置ではなく、マイクロレンズで集光された光のビームウエストがもっとも小さくなる位置である。ただ、バックライトからの光を入射させても、どこがビームウエストか判断できない場合には、マイクロレンズに平行光を入射させたときのビームウエストの小さくなる位置である。
また、第６画像表示装置は、第１〜４画像表示装置のいずれかにおいて、マイクロレンズの焦点位置（ビームウエストが小さくなる位置）が、画像表示素子の画素開口部位置よりも、マイクロレンズ側に位置している構成である。現在の携帯やＰＤＡ、デジカメなどに使用されている液晶素子の画素ピッチは、１００〜２００μｍのものが主流であり、これらのピッチのパネルにマイクロレンズを適用し、マイクロレンズの焦点位置が画素開口部にほぼ一致するように作成した場合、下記計算より分かるように、一番指向性が狭い±２０°で見積もったとしても、ピッチ１５０μｍのパネルを使用すると、少なくとも液晶表示素子のマイクロレンズ側のガラス基板厚を３００μｍ程度に設定することが好ましい。
集光角＝ｔａｎ-1Ｄ／２ｆ＝ｔａｎ-1（１５０（ピッチ）×１．５２（ガラス屈折率）／（２×３００（ガラス基板厚）））＝２０
当然のことながら、ガラス基板厚が薄くなるとガラスの強度が低下し、液晶表示素子を作成するための工程内でのハンドリングの問題や、実使用下での外部からの衝撃に対する耐久性が得られなくなる。そこで、通常は文献１にも開示されているように、マイクロレンズの焦点位置が画素開口部よりも、マイクロレンズ側に来るようにマイクロレンズの焦点距離を設定することで、マイクロレンズの集光角だけを広げて、ガラス基板厚の薄型化を低減でき、指向性とガラス強度を両立させることができる。
また、第７画像表示装置は、文献３に記載のマイクロレンズ形成方法（画素開口部を利用して、セルフアライメントで作成）で作成されたものである構成である。セルフアライメントでは、第４画像表示装置の効果で説明したＲＧＢ画素の配列方向に対して直交する方向にのみ集光効果を有するレンチキュラーレンズが、容易に作成できるため、非常に相性がいいのと、コストダウンが図れる。
また、第８画像表示装置は、ＲＧＢ画素の配列方向とそれに直交する方向の両方向とも指向性の高いバックライトと、第１〜７画像表示装置のいずれかとを備えた構成である。携帯電話など、他人にディスプレイの情報を見られたくない場合は、本発明を適用すると、左右方向の指向性は狭いままで、上下方向だけの指向性が広げられるため、使用者自体は支障なくディスプレイが見られるが、隣からは、ディスプレイの内容が見えづらい。しかも、バックライトの全方位の指向性を高めているため、バックライト自体の正面輝度が更に上がり、高輝度のディスプレイが実現できる。
また、第９画像表示装置は、第１画像表示装置において、平面照明光源からの出射光が偏光依存性を有しており、相対的に光量の多い方向の直線偏光が該画像表示素子の光入射側に配置されている偏光板を透過するように設定されている構成である。これにより、バックライトからの光の利用効率がよりアップし、明るい画像表示素子を得られる。また、第１０画像表示装置は、第９画像表示装置において、該画像表示素子の光入射側に配置されている偏光板が、複数色の画素の配列方向とそれに直行する方向に振動する直線偏光をほぼ透過するように設定されている構成である。文献２に記載のバックライトは、図１５（ａ）（ｂ）に示すような偏光依存性を有している。この特性に合わせて、偏光板を設定すると光の利用効率がアップし、明るい画像表示素子が得られる。
また、第１１画像表示装置は、第１０画像表示装置において、上記の角度の許容範囲が±２０°以下である構成である。また、第１２画像表示装置は、第１０画像表示装置において、該平面照明光源と偏光板との間に、偏光方向を変える偏光回転素子（１／２波長板）が配置されており、相対的に光量の多い方向の直線偏光が、偏光板を透過するように直線偏光の偏光軸を回転させる構成である。偏光板の透過軸と相対的に光量の多い方向の直線偏光の軸が一致していないときに、波長板にて直線偏光を回転させることで、バックライトからの光の利用効率がアップし、明るい画像表示素子が得られる。
また、本実施形態では、ＴＦＴ基板３３側にマイクロレンズを設けたが、対向基板３２側に設けてもよい。
また、通常マイクロレンズの形成していない液晶パネルでは、ガラス基板表面に偏光板を貼ることができるが、マイクロレンズを形成した液晶パネルの場合、偏光板を貼ることが困難である。
よって、マイクロレンズ形成側の偏光板は、バックライト部１１に使用されているプリズムシート２４に貼り合わせてもよい。この場合、マイクロレンズ表面での反射が増えるが、プリズムシート表面での反射が減るため、表面反射による光ロスをキャンセルすることができる。
なお、発明を実施するための最良の形態の項に記載した具体的な実施態様または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明確にするためのものである。従って、本発明は、これらのような具体例に限定して狭義に解釈されるべきものではない。すなわち、本発明は、本発明の精神と次に記載する特許請求事項との範囲内で、種々変更して実施できるものである。
産業上の利用の可能性
本発明は、液晶パネルやエレクトロクロミック表示パネル，電気泳動型表示パネル，トナー表示パネル，ＰＬＺＴパネルなどの非自発光型の表示パネルを備えた装置に対し、好適に利用できるものである。
本発明の一実施形態にかかる液晶表示装置の構成を示す断面図である。 図１に示した液晶表示装置における液晶パネルの構成を示す断面図である。 図２に示した液晶層に形成された画素の配列状態を示す説明図である。 図２に示した液晶層に形成されたレンチキュラーレンズの形状を示す説明図である。 図４に示したレンチキュラーレンズにおける集光状態を示す説明図である。 図６（ａ）（ｂ）は、バックライト部の構成を示す説明図である。 図６（ａ）（ｂ）に示したバックライト部から出射される光の指向性を示すグラフである。 図２に示した液晶パネルのレンチキュラーレンズに入射し、その液晶層の画素を透過する光の状態を示す説明図である。 図２に示した液晶パネルのレンチキュラーレンズにおけるレンズ集光角と、レンチキュラーレンズから照射される光の指向性との関係を示すグラフである。 図１０（ａ）（ｂ）は、図１に示した液晶表示装置に備えることの可能なバックライト部の構成を示す説明図である。図１０（ｃ）は、このバックライト部から出射される光の指向性を示すグラフである。 図４に示したレンチキュラーレンズにおける他の集光状態を示す説明図である。 図２に示した液晶パネルに備えることの可能な、マイクロレンズの構成を示す説明図である。 デルタ配列の画素を示す説明図である。 面状光の偏光軸（Ｘ方向）と液晶パネルの偏光板の透過軸とを示す説明図である。 図１５（ａ）は、偏光交叉角の説明図であり、図１５（ｂ）は、液晶パネルからの出射光強度（相対強度）と偏光交叉角との関係を示すグラフである。 図１６（ａ）〜（ｄ）は、レンチキュラーレンズ３１の製造方法を説明するための断面図である。 カラーフィルタの分光透過率特性を示すグラフである。 ＬＥＤ光源の発光スペクトルを示すグラフである。 レンチキュラーレンズを製造する際の露光行程を示す説明図である。 図２０（ａ）〜（ｃ）は、マイクロレンズを備える対向基板（レンズ付き対向基板）における製造方法を示す説明図である。 図２１（ａ）〜（ｃ）は、マイクロレンズを備える対向基板（レンズ付き対向基板）における他の製造方法を示す説明図である。 マイクロレンズを備える対向基板（レンズ付き対向基板）におけるさらに他の製造方法を示す説明図である。 レンチキュラーレンズの焦点位置における画素からのずれと正面輝度との関係を計算した結果示すグラフである。 表示パネルから出射される光の強度と視野角（表示パネルを望む角度；パネルの法線方向を０°とする）との関係を示すグラフである。

Claims (15)

  1. 表示パネルにバックライト光を照射するとともに、表示パネルにマトリクス状に配列された複数の画素における光透過状態を制御することで画像を表示する表示装置において、
    上記表示パネルが、上記バックライト光の入射側にて、画素に対応したマイクロレンズ群からなるマイクロレンズアレイを備えており、
    上記表示パネルにおける画素が、第１方向と第１方向に垂直な第２方向とに沿ってマトリクス配列されており、第１方向の画素ピッチが、第２方向の画素ピッチに比して大きくなっており、
    上記マイクロレンズアレイに入射される前の上記バックライト光における第１方向の指向性が、第２方向での指向性よりも高くなっており、
    上記マイクロレンズアレイにおける各マイクロレンズは、第１方向の集光角が第２方向の集光角よりも大きくなっていることを特徴とする表示装置。
  2. 上記バックライト光における第１方向での強度半値幅角が、±２０°以下に設計されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  3. 上記マイクロレンズが第１方向の光を集光するレンチキュラーレンズであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  4. 上記マイクロレンズにおける第１方向での集光角が、２０°〜３０°の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  5. 上記マイクロレンズが、液晶層の各画素と１：１対応した、第１方向および第２方向に集光力を有する微小レンズ群からなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  6. 上記マイクロレンズの焦点位置と表示パネルの画素とのずれが、マイクロレンズから画素までの距離の１／３以内の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  7. 上記マイクロレンズの焦点位置が、上記範囲内で画素よりもマイクロレンズ側に位置していることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
  8. 上記マイクロレンズが、以下の(a)〜(c)工程によって製造されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
    (a)表示パネルのバックライト側の面に、マイクロレンズの材料である感光性樹脂を塗布する工程
    (b)表示パネルの画素開口部を介して上記の感光性樹脂材料を露光する工程
    (c)露光後の感光性樹脂材料を現像する工程
  9. 上記表示パネルに直線偏光板が備えられているとともに、バックライト光が直線偏光性を有しており、
    上記直線偏光板に入射される光の主偏光方向が、偏光板の透過軸に沿っていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  10. バックライト光の主偏光方向が、上記の第１方向に沿っていることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
  11. 上記直線偏光板の透過軸と直線偏光板に入射される光の主偏光方向とのなす角度である偏光交叉角が、±２０°以内の範囲に設定されていることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
  12. 表示パネルとバックライトとの間に、上記偏光交叉角を上記の範囲に設定するための偏光回転素子を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
  13. 上記表示パネルにバックライト光を照射するバックライトの表示パネル側表面に、バックライトからの１方向に振動する直線偏光を透過させる偏光板が貼り合わされていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
  14. 上記表示パネルが、液晶パネルであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  15. 請求項１４に記載の表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
JP2006524986A 2004-02-27 2005-02-25 表示装置および電子機器 Expired - Fee Related JP4358230B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004055215 2004-02-27
PCT/JP2005/003679 WO2005083503A1 (en) 2004-02-27 2005-02-25 Display apparatus and electronic device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007522482A JP2007522482A (ja) 2007-08-09
JP4358230B2 true JP4358230B2 (ja) 2009-11-04

Family

ID=34908855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006524986A Expired - Fee Related JP4358230B2 (ja) 2004-02-27 2005-02-25 表示装置および電子機器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7715102B2 (ja)
JP (1) JP4358230B2 (ja)
KR (1) KR20060116033A (ja)
CN (1) CN100517017C (ja)
TW (1) TWI325076B (ja)
WO (1) WO2005083503A1 (ja)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090322862A1 (en) * 2006-08-31 2009-12-31 Koninklijke Philips Electronics N.V. Autostereoscopic display device
US8446339B2 (en) * 2007-03-30 2013-05-21 Pioneer Corporation Image display device
TW200931130A (en) * 2008-01-04 2009-07-16 Univ Chung Yuan Christian Structure for increasing the light usage ratio and luminance of display
US8094259B2 (en) * 2008-04-16 2012-01-10 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yeungnam University Liquid crystal display without color filter
US8477263B2 (en) * 2008-05-20 2013-07-02 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device
CN102272667A (zh) * 2009-01-09 2011-12-07 夏普株式会社 液晶显示装置和背光源
CN102194851B (zh) * 2010-03-17 2016-01-20 群创光电股份有限公司 影像显示系统
TWI514916B (zh) * 2010-03-17 2015-12-21 Innolux Corp 影像顯示系統
KR20120045098A (ko) * 2010-10-29 2012-05-09 삼성전자주식회사 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정 표시 장치
JP2013025228A (ja) * 2011-07-25 2013-02-04 Stanley Electric Co Ltd 立体表示装置
TWI452554B (zh) * 2012-02-29 2014-09-11 Au Optronics Corp 觸控面板、觸控顯示器及其組裝方法
JP6260345B2 (ja) * 2014-01-06 2018-01-17 株式会社Ｊｖｃケンウッド 中間像形成部及びそれを用いた画像表示装置
WO2016172709A1 (en) * 2015-04-24 2016-10-27 Tk Holdings Inc. Steering wheel light bar
CN104867407B (zh) * 2015-05-06 2020-09-29 Tcl移动通信科技（宁波）有限公司 一种限定屏幕内容观看范围的移动终端及显示系统
CN106959550B (zh) 2016-01-08 2024-04-16 京东方科技集团股份有限公司 一种光学调制器、背光源模组及显示装置
JP6299783B2 (ja) * 2016-02-15 2018-03-28 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、および電子機器
CN105868742B (zh) * 2016-05-26 2020-07-03 京东方科技集团股份有限公司 显示组件和显示装置
CN105974671A (zh) * 2016-07-25 2016-09-28 京东方科技集团股份有限公司 一种显示面板及制作方法
JP7062366B2 (ja) 2017-03-03 2022-05-06 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置、表示方法及び色分離素子
TWI626472B (zh) * 2017-05-31 2018-06-11 High efficiency head-up display illumination system using three primary color sources
CN110133860B (zh) * 2018-02-09 2022-01-25 中强光电股份有限公司 显示装置
CN110133859B (zh) 2018-02-09 2021-09-03 中强光电股份有限公司 显示装置
TWI685700B (zh) * 2018-08-14 2020-02-21 友達光電股份有限公司 顯示裝置與畫素結構
CN109725480B (zh) * 2019-02-27 2021-04-27 广西佳微科技股份有限公司 一种lcd投影装置及设计方法
CN109839795B (zh) * 2019-02-27 2021-04-09 广西佳微科技股份有限公司 一种小型投影模块
CN110425491A (zh) * 2019-08-01 2019-11-08 马瑞利汽车零部件(芜湖)有限公司 一种具有光幕效果的光学系统
US10928669B1 (en) * 2020-03-11 2021-02-23 Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. Display panel and display device
DE102020002323B3 (de) 2020-04-07 2021-07-22 Sioptica Gmbh Optisches Element zur Beeinflussung von Lichtrichtungen und Bildschirm mit einem solchen optischen Element
CN111552108B (zh) * 2020-06-08 2022-11-25 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置及其指纹识别方法
CN112712754B (zh) * 2020-12-31 2022-08-19 联想(北京)有限公司 显示装置以及电子设备
CN112799158B (zh) * 2021-01-27 2022-04-08 福州大学 一种基于光波导的类谐振腔光提取结构
CN115291429B (zh) * 2022-08-05 2023-07-25 武汉华星光电技术有限公司 一种液晶显示面板
CN115407544B (zh) * 2022-08-19 2024-04-16 京东方科技集团股份有限公司 反射式显示面板及显示装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5101279A (en) * 1989-12-14 1992-03-31 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal display apparatus having lenticular elements oriented in relation to LC pixel aperture dimensions
JP2888358B2 (ja) * 1989-12-14 1999-05-10 キヤノン株式会社 液晶表示デバイス
JPH0596834U (ja) 1992-05-29 1993-12-27 株式会社ケンウッド 液晶プロジェクター
JPH07306399A (ja) * 1994-05-13 1995-11-21 Fujitsu Ltd 液晶表示装置とその製造方法
JP3289527B2 (ja) * 1994-12-15 2002-06-10 ソニー株式会社 液晶表示装置の製造方法
JPH08313859A (ja) * 1995-05-16 1996-11-29 Hitachi Ltd 液晶パネル、液晶投写型ディスプレイ、および立体投写型ディスプレイ
JP3900626B2 (ja) 1997-11-10 2007-04-04 凸版印刷株式会社 マイクロレンズ付きカラーフィルタ基板
JP2000098296A (ja) * 1998-09-17 2000-04-07 Sharp Corp 投影型カラー画像表示装置
JP3293589B2 (ja) 1999-04-13 2002-06-17 松下電器産業株式会社 液晶表示装置
JP2000321431A (ja) * 1999-05-17 2000-11-24 Nitto Denko Corp 偏光素子、光学素子、偏光光源装置及び液晶表示装置
KR100806093B1 (ko) * 2000-04-27 2008-02-21 가부시키가이샤 구라레 면광원소자 및 이를 사용한 표시장치
JP2002062818A (ja) * 2000-08-16 2002-02-28 Sony Corp マイクロレンズおよび画像表示装置の製造方法
JP3710368B2 (ja) * 2000-09-25 2005-10-26 シャープ株式会社 積層フィルムの製造方法
US6791639B2 (en) * 2002-05-14 2004-09-14 International Business Machines Corporation Direct view display with lenticular lens for improved brightness and wide viewing angle
JP4040481B2 (ja) * 2003-01-22 2008-01-30 キヤノン株式会社 ３次元構造形成方法
US20060250707A1 (en) * 2005-05-05 2006-11-09 3M Innovative Properties Company Optical film having a surface with rounded pyramidal structures

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007522482A (ja) 2007-08-09
TW200538817A (en) 2005-12-01
US7715102B2 (en) 2010-05-11
CN100517017C (zh) 2009-07-22
TWI325076B (en) 2010-05-21
CN1922539A (zh) 2007-02-28
US20070171493A1 (en) 2007-07-26
WO2005083503A1 (en) 2005-09-09
KR20060116033A (ko) 2006-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4358230B2 (ja) 表示装置および電子機器
TWI412832B (zh) 彩色液晶顯示裝置組合
TWI317039B (en) Display panel and manufacturing method thereof
US7973880B2 (en) Illumination device and liquid crystal display device
JP3708112B2 (ja) マイクロレンズアレイ付き表示パネルの製造方法および表示装置
US8111356B2 (en) Liquid crystal display panel provided with microlens array, method for manufacturing the liquid crystal display panel, and liquid crystal display device
TWI300493B (ja)
TWI239423B (en) Display device
US20100020263A1 (en) Liquid crystal display panel provided with microlens array, method for manufacturing the liquid crystal display panel, and liquid crystal display device
US20100007815A1 (en) Liquid crystal display panel with microlens array, its manufacturing method, and liquid crystal display device
WO2009141953A1 (ja) 液晶表示装置
US20100085511A1 (en) Display device
WO2012043361A1 (ja) 照明装置、及び表示装置
JP5434403B2 (ja) 照明ユニット及び表示装置
JP2003029256A (ja) 反射型表示装置、及び情報機器
JP2009222797A (ja) 液晶表示パネル及び液晶表示装置
JP2007264640A (ja) 表示パネルの製造方法
JP2000214528A (ja) 表示装置
KR101101792B1 (ko) 액정표시장치 및 조명장치
KR101374607B1 (ko) 광학패턴층을 포함하는 액정표시장치와 패널 내 광학패턴층형성방법
KR100684027B1 (ko) 액정표시장치 제조방법, 액정표시장치 및 이를 구비한이동통신 단말기
JP2005266820A (ja) 露光装置およびそれを用いたマイクロレンズアレイを形成する方法
JP2009098541A (ja) 表示装置及び表示装置の製造方法
JPH05143004A (ja) 液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090324

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090521

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090804

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090805

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120814

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120814

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130814

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees