特開 2023-178681 表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023178681

(43)【公開日】2023-12-18

(54)【発明の名称】表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1335 20060101AFI20231211BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20231211BHJP

   G09F 9/35 20060101ALI20231211BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20231211BHJP

【ＦＩ】

G02F1/1335 505

G09F9/30 349B

G09F9/30 349Z

G09F9/35

G02F1/13357

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022091502

(22)【出願日】2022-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】前出 優次

【テーマコード（参考）】

2H291

2H391

5C094

【Ｆターム（参考）】

2H291FA02X

2H291FA02Z

2H291FA22X

2H291FA22Z

2H291FA56Y

2H291FA64Y

2H291FA67Y

2H291FB02

2H291FD07

2H291FD16

2H291FD20

2H291FD22

2H291GA01

2H291GA19

2H291HA15

2H291LA22

2H391AA03

2H391EA02

2H391EA13

2H391EA29

5C094BA43

5C094CA24

5C094DA15

5C094DB01

5C094EA07

5C094EA10

5C094ED01

5C094ED03

(57)【要約】

【課題】 高輝度化及び高コントラスト化が可能な表示装置を提供する。
【解決手段】 複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子に接続される、複数の信号線と、隣り合う前記複数の信号線との間に設けられる、複数のカラーフィルタと、前記複数の信号線に対向する、複数の金属層と、を有する第１基板と、複数のレンズを有するレンズアレイと、前記レンズアレイを覆う絶縁層と、を有する第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板の間に設けられる液晶層と、を備え、前記複数のレンズは、前記絶縁層より高い屈折率を有する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のスイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子に接続される、複数の信号線と、
隣り合う前記複数の信号線との間に設けられる、複数のカラーフィルタと、
前記複数の信号線に対向する、複数の金属層と、
を有する第１基板と、
複数のレンズを有するレンズアレイと、
前記レンズアレイを覆う絶縁層と、
を有する第２基板と、
前記第１基板及び前記第２基板の間に設けられる液晶層と、
を備え、
前記複数のレンズは、前記絶縁層より高い屈折率を有する、表示装置。

【請求項2】

前記絶縁層は、前記レンズアレイを覆う第１絶縁層と、前記第１絶縁層とは異なる第２絶縁層と、を有する、請求項１に記載の表示装置。

【請求項3】

さらに照明装置を備え、
前記照明装置は、赤色の光、緑色の光、及び青色の光を出射し、
前記複数のカラーフィルタは、赤色のカラーフィルタ、緑色のカラーフィルタ、及び青色のカラーフィルタを含み、
前記赤色の光は、前記赤色のカラーフィルタに出射され、前記緑色の光は、前記緑色のカラーフィルタに出射され、前記青色の光は、前記青色のカラーフィルタに出射される、請求項１に記載の表示装置。

【請求項4】

さらに照明装置を備え、
前記照明装置は、コリメート光を照射する、請求項１に記載の表示装置。

【請求項5】

前記複数のカラーフィルタは、赤色のカラーフィルタ、緑色のカラーフィルタ、及び青色のカラーフィルタを含み、
前記レンズの曲率半径は、前記赤色のカラーフィルタ、前記緑色のカラーフィルタ、及び前記青色のカラーフィルタの色に応じて異なる、請求項１に記載の表示装置。

【請求項6】

前記複数のスイッチング素子に接続される、複数の画素電極と、
前記複数の画素電極に対向する共通電極と、
を備え、
前記複数の金属層は、前記共通電極と接する、請求項１に記載の表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

レンズを用いて画素単位で集光させることにより、高輝度化が実現可能な表示装置が開発されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－３０４５２３号公報

【特許文献2】特開２００３－３３７３２７号公報

【特許文献3】特開２００７－０２５１０９号公報

【特許文献4】特開２００８－２１６６４９号公報

【特許文献5】特開２００５－１９６１３９号公報

【特許文献6】特開２００４－２５１９９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本実施形態は、高輝度化及び高コントラスト化が可能な表示装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一実施形態に係る表示装置は、
複数のスイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子に接続される、複数の信号線と、
隣り合う前記複数の信号線との間に設けられる、複数のカラーフィルタと、
前記複数の信号線に対向する、複数の金属層と、
を有する第１基板と、
複数のレンズを有するレンズアレイと、
前記レンズアレイを覆う絶縁層と、
を有する第２基板と、
前記第１基板及び前記第２基板の間に設けられる液晶層と、
を備え、
前記複数のレンズは、前記絶縁層より高い屈折率を有する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、実施形態に係る表示装置の構成例を概略的に示す斜視図である。

【図2】図２は、表示装置の等価回路の一例を概略的に示す図である。

【図3】図３は、実施形態に係る表示装置の概略的な構成の一例を示す断面図である。

【図4】図４は、実施形態に係る表示装置の概略的な構成の一例を示す断面図である。

【図5】図５は、スペーサに隣接する副画素の平面図である。

【図6】図６は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。

【図7】図７は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
以下、図面を参照しながら一実施形態に係る表示装置について詳細に説明する。

【0008】

本実施形態においては、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚは、互いに直交しているが、９０度以外の角度で交差していてもよい。第３方向Ｚの矢印の先端に向かう方向を上又は上方と定義し、第３方向Ｚの矢印の先端に向かう方向とは反対側の方向を下又は下方と定義する。なお第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚを、それぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向、及び、Ｚ方向と呼ぶこともある。

【0009】

また、「第１部材の上方の第２部材」及び「第１部材の下方の第２部材」とした場合、第２部材は、第１部材に接していてもよく、又は第１部材から離れて位置していてもよい。後者の場合、第１部材と第２部材との間に、第３の部材が介在していてもよい。一方、「第１部材の上の第２部材」及び「第１部材の下の第２部材」とした場合、第２部材は第１部材に接している。

【0010】

また、第３方向Ｚの矢印の先端側に表示装置を観察する観察位置があるものとし、この観察位置から、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙで規定されるＸ－Ｙ平面に向かって見ることを平面視という。第１方向Ｘ及び第３方向Ｚによって規定されるＸ－Ｚ平面、あるいは第２方向Ｙ及び第３方向Ｚによって規定されるＹ－Ｚ平面における表示装置の断面を見ることを断面視という。

【0011】

図１は、実施形態に係る表示装置の構成例を概略的に示す斜視図である。表示装置ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬと、表示パネルＰＮＬに対向する照明装置ＩＬＤと、表示パネルＰＮＬを駆動する駆動素子ＩＣと、表示パネルＰＮＬおよび照明装置ＩＬＤの動作を制御する制御モジュールＤＲＶと、フレキシブル回路基板ＦＰＣ１と、フレキシブル回路基板ＦＰＣ２とを備えている。照明装置ＩＬＤは、コリメート光を照射する照明装置であってもよい。
なお詳細は後述するが、図１に示す表示装置ＤＳＰは、上下逆さま、すなわち第３方向Ｚが図１に示す方向と逆方向の状態で用いられる（例えば図４参照）。

【0012】

図１に示す表示装置ＤＳＰにおいて、表示パネルＰＮＬの平面視における形状は、第１方向Ｘと平行な短辺と、第２方向Ｙと平行な長辺とを有する長方形状である。表示パネルＰＮＬの平面形状は、例えば正方形、正円形または楕円形などの他の形状であってもよい。

【0013】

表示パネルＰＮＬは、基板ＳＵＢ１と、基板ＳＵＢ１に対向する基板ＳＵＢ２と、これら基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２の間に位置する液晶層（後述する液晶層ＬＣ）とを備えている。

【0014】

表示パネルＰＮＬは、表示領域ＤＡおよび非表示領域ＮＤＡを有している。表示領域ＤＡは、画像を表示する領域である。非表示領域ＮＤＡは、画像が表示されない領域である。図１の例においては、非表示領域ＮＤＡが表示領域ＤＡを囲っている。非表示領域ＮＤＡは、周辺領域や額縁領域と呼ぶこともできる。表示パネルＰＮＬは、例えば、表示領域ＤＡにおいてマトリクス状に並ぶ複数の画素ＰＸを備えている。

【0015】

駆動素子ＩＣは、非表示領域ＮＤＡに位置している。図１の例において、駆動素子ＩＣは、基板ＳＵＢ１の実装部ＭＴに実装されている。実装部ＭＴは、基板ＳＵＢ１のうち第２基板ＳＵＢ２と重なっていない部分である。なお、駆動素子ＩＣは、フレキシブル回路基板ＦＰＣ１などの他の位置に実装されてもよい。

【0016】

フレキシブル回路基板ＦＰＣ１は、表示パネルＰＮＬと制御モジュールＤＲＶとを電気的に接続している。フレキシブル回路基板ＦＰＣ２は、照明装置ＢＬと制御モジュールＤＲＶとを電気的に接続している。フレキシブル回路基板ＦＰＣ１は、制御モジュールＤＲＶから出力される信号を表示パネルＰＮＬに伝達する。フレキシブル回路基板ＦＰＣ２は、制御モジュールＤＲＶから出力される信号を照明装置ＩＬＤに伝達する。

【0017】

図２は、表示装置の等価回路の一例を概略的に示す図である。表示装置ＤＳＰは、走査線駆動回路ＤＲ１と、信号線駆動回路ＤＲ２と、走査線駆動回路ＤＲ１に接続された複数の走査線ＧＬと、信号線駆動回路ＤＲ２に接続された複数の信号線ＳＬとを備えている。複数の走査線ＧＬは、それぞれ、表示領域ＤＡにおいて第１方向Ｘに延伸すると共に、第２方向Ｙに間隔を置いて並んでいる。複数の信号線ＳＬは、それぞれ、表示領域ＤＡにおいて第２方向Ｙに延伸すると共に、第１方向Ｘに間隔を置いて並び、走査線ＧＬのそれぞれと交差している。

【0018】

画素ＰＸは、複数の副画素ＳＰを有している。例えば、本実施形態においては、１つの画素ＰＸが赤色の副画素ＳＰＲ、緑色の副画素ＳＰＧ、青色の副画素ＳＰＢを１つずつ含む場合を想定する。但し、画素ＰＸは、白色を表示する副画素ＳＰなどをさらに含んでもよいし、同一の色に対応する複数の副画素ＳＰを含んでもよい。なお、副画素を画素と称する場合もある。

【0019】

図２において、副画素ＳＰは、第１方向Ｘに隣り合う２本の走査線ＧＬと、第２方向Ｙに隣り合う２本の信号線ＳＬとで区画される領域に相当する。副画素ＳＰそれぞれに対してスイッチング素子ＳＷと画素電極ＰＥが配置されている。また、複数の副画素ＳＰに亘って共通電極ＣＥが形成されている。共通電極ＣＥは、画素電極ＰＥに対向して配置される。共通電極ＣＥには共通電圧が印加される。スイッチング素子ＳＷは、例えば薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）によって構成され、走査線ＧＬ、信号線ＳＬ、及び画素電極ＰＥと接続されている。

【0020】

走査線ＧＬは、第１方向Ｘに並んだ副画素ＳＰの各々におけるスイッチング素子ＳＷと接続されている。信号線ＳＬは、第２方向Ｙに並んだ副画素ＳＰの各々におけるスイッチング素子ＳＷと接続されている。例えば、共通電極ＣＥと画素電極ＰＥとの間には保持容量が形成される。

【0021】

走査線駆動回路ＤＲ１は、複数の走査線ＧＬそれぞれに対して走査信号を順次供給する。信号線駆動回路ＤＲ２は、複数の信号線ＳＬそれぞれに対して映像信号を選択的に供給する。あるスイッチング素子ＳＷに対応する走査線ＧＬに走査信号が供給され、かつこのスイッチング素子ＳＷに接続された信号線ＳＬに映像信号が供給されると、この映像信号に応じた画素電圧が画素電極ＰＥに印加される。このとき、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に生じる電界によって、液晶層ＬＣの液晶分子の配向が電圧の印加されていない初期配向状態から変化する。このような動作により、表示領域ＤＡに画像が表示される。

【0022】

図３は、実施形態に係る表示装置の概略的な構成の一例を示す断面図である。図３に示す基板ＳＵＢ１は、基材ＢＡ１を備えている。基材ＢＡ１は、例えばガラスやポリイミドなどの樹脂材料で形成することができる。

【0023】

基板ＳＵＢ１は、絶縁層ＩＮＳ１と、絶縁層ＩＮＳ２と、絶縁層ＩＮＳ３と、カラーフィルタＣＦＲと、カラーフィルタＣＦＧと、カラーフィルタＣＦＢと、金属層ＭＬと、を備えている。図３に示す断面には、信号線ＳＬ、画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥも示されている。カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、及びＣＦＢは、それぞれ、赤色のカラーフィルタ、緑色のカラーフィルタ、及び青色のカラーフィルタである。

【0024】

絶縁層ＩＮＳ１は、基材ＢＡ１の上に順に積層されている。信号線ＳＬは、第１方向Ｘに隣り合う副画素の境界において、絶縁層ＩＮＳ１の上に配置されている。絶縁層ＩＮＳ２は、信号線ＳＬおよび絶縁層ＩＮＳ１を覆っている。

【0025】

カラーフィルタＣＦＲは、副画素ＳＰＲにおいて絶縁層ＩＮＳ２の上に配置されている。カラーフィルタＣＦＧは、副画素ＳＰＧにおいて絶縁層ＩＮＳ２の上に配置されている。カラーフィルタＣＦＢは、副画素ＳＰＢにおいて絶縁層ＩＮＳ２の上に配置されている。照明装置ＩＬＤからの光がカラーフィルタＣＦＲを透過すると赤色の透過光が生成され、当該光がカラーフィルタＣＦＧを透過すると緑色の透過光が生成され、当該光がカラーフィルタＣＦＢを透過すると青色の透過光が生成される。カラーフィルタＣＦＲ、ＣＲＧ、及びＣＦＢを区別する必要がない場合は、カラーフィルタＣＦと呼ぶこともある。

【0026】

隣り合う信号線ＳＬとの間には、副画素ＳＰの開口領域が設けられている。当該開口領域に平面視で重畳して、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＥ、カラーフィルタＣＦが設けられている。当該開口領域に、照明装置ＩＬＤから出射された光が通過する。当該光は、カラーフィルタＣＦを通過することにより、副画素ＳＰに応じた色の光に変化する。当該色の光は、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥとの間に形成された電界により駆動される液晶分子により、変調される。

【0027】

絶縁層ＩＮＳ３は、カラーフィルタＣＦＲ、カラーフィルタＣＦＧ、カラーフィルタＣＦＢ、及び絶縁層ＩＮＳ２を覆っている。絶縁層ＩＮＳ３は、カラーフィルタＣＦＲ、カラーフィルタＣＦＧ、カラーフィルタＣＦＢ等により生じる凹凸を平坦化する平坦化層としての役割を担う。

【0028】

画素電極ＰＥは、副画素ＳＰＲ、副画素ＳＰＧ、副画素ＳＰＢのそれぞれにおいて、絶縁層ＩＮＳ３の上に配置されている。絶縁層ＩＮＳ４は、画素電極ＰＥおよび絶縁層ＩＮＳ３を覆っている。金属層ＭＬは、第１方向Ｘに隣り合う副画素の境界において絶縁層ＩＮＳ４の上に配置され、信号線ＳＬと対向している。共通電極ＣＥは、絶縁層ＩＮＳ４及び金属層ＭＬを覆っている。金属層ＭＬは、共通電極と接しており、金属層ＭＬには共通電極ＣＥと同じ共通電圧が印加される。金属層ＭＬは、共通電極ＣＥを低抵抗化する。

【0029】

図３の断面には表れていないが、共通電極ＣＥは、副画素ＳＰＲ、副画素ＳＰＧ、副画素ＳＰＢのそれぞれにおいてスリットを有している。このスリットを通じて画素電極ＰＥと共通電極ＣＥの間に液晶層ＬＣに作用する電界が形成される。なお、図３に示す表示装置ＤＳＰでは、共通電極ＣＥが画素電極ＰＥの上方に配置される構成を有しているが、本実施形態はこれに限定されない。画素電極ＰＥが共通電極ＣＥの上方に配置されていてもよい。

【0030】

絶縁層ＩＮＳ１、ＩＮＳ２、及びＩＮＳ４は、窒化シリコンや酸化シリコンなどの無機材料で形成することができる。絶縁層ＩＮＳ３は、アクリル樹脂などの有機材料で形成された有機絶縁層の一例である。配向膜ＡＬ１は、ポリイミドで形成することができる。カラーフィルタＣＦＲ、Ｃ
ＦＧ、及びＣＦＢは、例えばネガ型のレジストで形成することができる。

【0031】

画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥは、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの透明導電材料で形成することができる。信号線ＳＬ、金属層ＭＬおよび図１に示した走査線ＧＬは、金属材料で形成することができる。信号線ＳＬ、金属層ＭＬおよび走査線ＧＬは、単一の金属材料で形成された単層構造を有してもよいし、異なる種類の金属材料が積層された多層構造を有してもよい。

【0032】

基板ＳＵＢ１の構造は、図３の例に限られない。例えば、金属層ＭＬは、共通電極ＣＥと絶縁層ＩＮＳ４の間に配置されてもよい。また、画素電極ＰＥは、共通電極ＣＥよりも上方（液晶層ＬＣ側）に配置されてもよい。また信号線ＳＬ及び走査線ＧＬの下方に、低反射材料層を用いて形成してもよい。これにより、外光反射を低減することが可能である。

【0033】

基板ＳＵＢ２は、基板ＳＵＢ１と同様の基材および配向膜を有している。好ましくは、基板ＳＵＢ２は、いわゆるブラックマトリクス等の遮光層を有していない。これにより、基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２を貼り合わせる際にずれが生じた場合であっても、表示装置ＤＳＰの表示品位を良好に保つことができる。

【0034】

図４は、実施形態に係る表示装置の概略的な構成の一例を示す断面図である。図４に示す表示装置ＤＳＰでは、基板ＳＵＢ２にレンズアレイＬＡＲを備えている。レンズアレイＬＡＲは、複数のレンズＬＮＳを有している。

【0035】

図４に示す表示装置ＤＳＰでは、照明装置ＩＬＤ及び表示パネルＰＮＬが、第３方向Ｚに沿って、この順に配置されている。表示パネルＰＮＬは、基板ＳＵＢ２及びＳＵＢ１が、第３方向Ｚに沿ってこの順に配置されている、図４に示す基板ＳＵＢ１は、図３に示す基板ＳＵＢ１が上下逆さまに配置されたものである。

【0036】

基板ＳＵＢ２は、第３方向Ｚに沿って、偏光板ＰＬ２と、基材ＢＡ２と、レンズアレイＬＡＲと、絶縁層ＩＮＳ５と、を備えている。基板ＳＵＢ１は、第３方向Ｚと逆方向に沿って、偏光板ＰＬ
１と、基材ＢＡ１と、アレイ層ＡＲＹと、信号線ＳＬと、カラーフィルタＣＦと、絶縁層ＩＮＳ３と、共通電極ＣＥと、配向膜ＡＬ１と、を備えている。基板ＳＵＢ１及びＳＵＢ２の間には、液晶層ＬＣが設けられている。絶縁層ＩＮＳ３上には、図３に示す絶縁層ＩＮＳ４が形成されていてもよい。

【0037】

基板ＳＵＢ２の基材ＢＡ２は、基材ＢＡ１と同様、例えばガラスやポリイミドなどの樹脂材料で形成されている。
基板ＳＵＢ１のアレイ層ＡＲＹは、上述した走査線ＧＬやスイッチング素子ＳＷ等を含んでいる。
偏光板ＰＬ１及びＰＬ２は、それぞれの偏光軸が互いに直交するクロスニコルの関係にある。

【0038】

レンズアレイＬＡＲを構成する複数のレンズＬＮＳは、副画素ＳＰごとに対応して設けられている。照明装置ＩＬＤから基板ＳＵＢ２に入射した光は、レンズＬＮＳにより集光され、液晶層ＬＣを通り、基板ＳＵＢ１に入射する。

【0039】

基板ＳＵＢ１には、上述のように、金属層ＭＬが設けられている。しかしながら、基板ＳＵＢ１に入射する光は、レンズＬＮＳで集光されているので、高い輝度で基板ＳＵＢ１を通過する。よって、輝度の高い画像を表示可能な表示装置ＤＳＰを提供することができる。

【0040】

基板ＳＵＢ２のレンズＬＮＳは、レンズＬＮＳ（レンズアレイＬＡＲ）を覆う絶縁層ＩＮＳ５より高い屈折率を有していることが好適である。例えば、絶縁層ＩＮＳ５は、アクリル系樹脂を用いて形成され、屈折率１．５であってもよい。一方、レンズＬＮＳはシロキサン樹脂を用いて形成され、屈折率１．８であればよい。レンズＬＮＳにより、照明装置ＩＬＤから出射される光を集光させることが可能となる。

【0041】

絶縁層ＩＮＳ５の膜厚により、レンズＬＮＳを通過する光を、図４に示す構成要素のどの位置に集光させるかの調整が可能である。例えば、絶縁層ＩＮＳ５の膜厚は、５５０ｎｍ、レンズＬＮＳ（レンズアレイＬＡＲ）の膜厚は、５５０ｎｍであればよい。絶縁層ＩＮＳ５の膜厚で制御することにより、浅い距離から深い距離での位置での集光させることが可能である。例えば、レンズＬＮＳ及び液晶層ＬＣを通過する光は、基板ＳＵＢ１に設けられる共通電極ＣＥに集光させてもよい。この場合、絶縁層ＩＮＳ５の膜厚は、例えば、１０μｍ以上１００μｍ以下であればよい。

【0042】

なお、レンズＬＮＳを有するレンズアレイＬＡＲに代えて、副画素ＳＰごとに対応するレンチキュラーレンズを設けてもよい。当該レンチキュラーレンズは、第１方向Ｘ又は第２方向Ｙに沿って並んで配置されればよい。これにより、表示装置ＤＳＰにおいて高輝度化の効果を得ることが可能である。

【0043】

また他の例として、副画素ＳＰＲ、ＳＰＧ、及びＳＰＢごとに、つまり、カラーフィルタの色に応じて、レンズＬＮＳの曲率半径を変えてもよい。つまり、カラーフィルタの色に応じて、異なる曲率半径を有するレンズＬＮＳを設けてもよい。曲率半径を変えることにより、各色の波長による集光点の差を補正することが可能である。

【0044】

また、レンズＬＮＳを通過する光は、副画素ＳＰの占める領域のうち、光漏れ領域とは異なる領域に集光させることが好ましい。表示領域ＤＡには、液晶層ＬＣ間の距離を維持するため、複数のスペーサが設けられている。当該複数のスペーサは、所定の数の副画素ＳＰごとに設けられている。

【0045】

図５は、スペーサに隣接する副画素の平面図である。副画素ＳＰには、画素電極ＰＥが設けられる領域に対応する開口領域ＯＰを有している。スペーサＰＳ周辺の液晶分子の配向が乱れる領域ＤＳＴが副画素ＳＰの開口領域ＯＰと重畳してしまうと、開口領域ＯＰの一部が光漏れしてしまう。しかし、本実施形態の表示装置ＤＳＰは、レンズＬＮＳを有しているので、このような光漏れ領域ＬＫとは異なる領域に集光させることが可能になる。これにより、光漏れ領域ＬＫが発生したとしても、輝度の高い表示を行うことができる。

【0046】

また、レンズＬＮＳを通過する光は、副画素ＳＰの占める領域のうち、液晶変調率の高い領域に集光させてもよい。液晶層ＬＣの液晶分子は、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥとの間に生成される電界によって駆動される。ここで、液晶分子は、電界密度や電界の方向に応じて、変調度が変化する。液晶変調率の高い領域に集光させることにより、表示装置ＤＳＰの高輝度化及び高コントラスト化を実現することができる。

【0047】

図５において、開口領域ＯＰ内の領域ＭＲｒは、レンズＬＮＳ（レンズアレイＬＡＲ）を設けない場合の液晶変調率の高い領域である。一方、領域ＭＲは、レンズＬＮＳ（レンズアレイＬＡＲ）を設ける場合の液晶層ＬＣ又は共通電極ＣＥを通過する光の領域である。このように、レンズＬＮＳ（レンズアレイＬＡＲ）を設けることにより、液晶変調率の高い領域に集光点を合わせることにより、表示装置ＤＳＰの高輝度化及び高コントラスト化を実現可能である。

【0048】

また、レンズＬＮＳより下方のレンズＬＮＳが形成されていない領域に、金属層を形成し、照明装置ＩＬＤから出射された光を再利用してもよい。これにより、表示装置ＤＳＰの高輝度化が可能となる。

【0049】

図６は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。図６に示した構成例では、図４に示した構成例と比較して、レンズアレイを覆う絶縁層が二層である、という点で異なっている。

【0050】

図６に示す絶縁層ＩＮＳ５は、絶縁層ＩＮＳ５１及びＩＮＳ５２の二層の積層膜で形成されている。下層の絶縁層ＩＮＳ５１は、レンズアレイＬＡＲを覆う絶縁層である。上層の絶縁層ＩＮＳ５２は、レンズＬＮＳを通過する光の集光点を調整する機能を有する。絶縁層ＩＮＳ５１及びＩＮＳ５２は、異なる絶縁材料を用いて形成されていてもよい。

【0051】

また他の構成例として、基板ＳＵＢ１のアレイ層ＡＲＹより上方に拡散層やレンズアレイＬＡＲとは異なるレンズアレイを設けることにより、表示装置ＤＳＰの広視野角化を図ってもよい。

【0052】

図７は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。図７に示した構成例では、図４に示した構成例と比較して、カラーフィルタをレンズアレイの上に形成する、という点で異なっている。

【0053】

図７に示す基板ＳＵＢ１では、カラーフィルタＣＦが設けられておらず、信号線ＳＬは絶縁層ＩＮＳ３により覆われている。基板ＳＵＢ２では、絶縁層ＩＮＳ５上にカラーフィルタＣＦが設けられている。隣り合う異なる色のカラーフィルタＣＦの間には、混色を防ぐために、遮光層ＬＢが設けられている。カラーフィルタＣＦ上には、絶縁層ＩＮＳ６が設けられている。絶縁層ＩＮＳ６は、絶縁層ＩＮＳ３と同様、有機絶縁層を用いて形成すればよい。

【0054】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0055】

ＣＦ…カラーフィルタ、ＤＳＰ…表示装置、ＩＬＤ…照明装置、ＩＮＳ１…絶縁層、ＩＮＳ２…絶縁層、ＩＮＳ３…絶縁層、ＩＮＳ４…絶縁層、ＩＮＳ５…絶縁層、ＩＮＳ６…絶縁層、ＩＮＳ５１…絶縁層、ＩＮＳ５２…絶縁層、ＬＡＲ…レンズアレイ、ＬＮＳ…レンズ、ＯＰ…開口領域、ＰＥ…画素電極、ＰＳ…スペーサ、ＰＸ…画素、ＳＰ…副画素。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】