特開 2025-8896 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】P2025008896

(43)【公開日】2025-01-20

(54)【発明の名称】表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/13357 20060101AFI20250109BHJP

   G02F 1/1335 20060101ALI20250109BHJP

   G02F 1/1334 20060101ALI20250109BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20250109BHJP

   G09F 9/35 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

G02F1/13357

G02F1/1335

G02F1/1334

G09F9/30 338

G09F9/30 349Z

G09F9/35

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023111503

(22)【出願日】2023-07-06

(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】中村 天風

(72)【発明者】

【氏名】多胡 恵二

(72)【発明者】

【氏名】田中 良典

【テーマコード（参考）】

2H189

2H291

2H391

5C094

【Ｆターム（参考）】

2H189AA04

2H189LA10

2H189LA19

2H189LA20

2H189LA22

2H291FA60X

2H291FA71X

2H291FA85X

2H291FD04

2H291GA19

2H291JA02

2H291LA28

2H391AA23

2H391AB05

2H391AD29

2H391AD44

2H391AD45

2H391EA26

5C094AA02

5C094BA43

5C094DB01

5C094EA04

5C094EA07

5C094JA08

5C094JA13

(57)【要約】

【課題】 表示品位の低下を抑制することが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】 導光素子は、第３基材と、前記第３透基材の屈折率より低い屈折率を有する、透明層と、を備え、前記透明層は、前記第１方向に並んで配列される、複数の帯部を有し、前記複数の帯部それぞれは、第１辺、第２辺、及び第３辺を有する三角形状を有し、前記第１辺は、前記第２辺及び前記第３辺より短く、前記第２辺は、前記第３辺より短く、前記第１辺は、第１方向に沿って延伸し、前記第１辺の中心の第１点、及び、前記第２辺及び前記第３辺が交差する第２点を結ぶ仮想線の延伸方向を、前記複数の帯部それぞれの延伸方向とし、前記延伸方向は、第２方向に対して４°傾いており、前記第１辺の長さは、複数の信号線の間隔より短い。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１基板と、第２基板と、高分子分散液晶を有する液晶層と、を備える、表示パネルと、
複数の発光素子と、
導光素子と、
を備え、
前記第１基板は、
第１基材と、
前記第１基材上に設けられ、第１方向に沿って延伸し、前記第１方向に交差する第２方向に沿って並んで配列される、複数の走査線と、
前記第１基材上に設けられ、前記第２方向に沿って延伸し、前記第１方向に沿って並んで配列される、複数の信号線と、
前記複数の走査線及び前記複数の信号線と電気的に接続された、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と電気的に接続された、複数の画素電極と、
を備え、
前記第２基板は、
第２基材と、
前記複数の画素電極と対向する、共通電極と、
を備え、
前記導光素子は、
第３基材と、
前記第３基材の屈折率より低い屈折率を有する、透明層と、
を備え、
前記透明層は、前記第１方向に並んで配列される、複数の帯部を有し、
前記複数の帯部それぞれは、第１辺、第２辺、及び第３辺を有する三角形状を有し、
前記第１辺は、前記第２辺及び前記第３辺より短く、
前記第２辺は、前記第３辺より短く、
前記第１辺は、前記第１方向に沿って延伸し、
前記第１辺の中心の第１点、及び、前記第２辺及び前記第３辺が交差する第２点を結ぶ仮想線の延伸方向を、前記複数の帯部それぞれの延伸方向とし、
前記延伸方向は、前記第２方向に対して４°傾いており、
前記第１辺の長さは、前記複数の信号線の間隔より短い、表示装置。

【請求項2】

前記第１辺の長さは、１３３．２μｍであり、
前記複数の信号線の間隔は、３６０μｍである、請求項１に記載の表示装置。

【請求項3】

前記透明層は、シロキサン系樹脂又はフッ素系樹脂である、請求項１に記載の表示装置。

【請求項4】

前記第３基材の屈折率は１．５であり、前記透明層の屈折率は１．０乃至１．４である、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】

高分子分散液晶（ＰＤＬＣ；Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）を用いて入射光を散乱する散乱状態と入射光を透過する透過状態とを切り替え可能な表示装置が提案されている。ＰＤＬＣを使用した透明な表示装置には、導光板の端部に光源を配置するエッジライト方式が採用されている。しかし、エッジライト方式をＰＤＬＣ表示装置に用いると、光源から離れるにつれて表示面の輝度が低下するという問題があった。

【0003】

このような問題を解決するために、二等辺三角形形状に設けられた低屈折率の透明層を有する導光素子を、液晶パネル上に設ける表示装置が開発されている（特許文献３及び特許文献４参照）。

【0004】

しかしながら、特許文献３及び特許文献４に示される表示装置では、当該二等辺三角形形状の透明層及び画素の間でモアレを起こしてしまうという、新たな問題が発生している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１９－０３２４１１号公報

【特許文献2】特開２０２０－０１６７２４号公報

【特許文献3】特開２０２２－１７４５５６号公報

【特許文献4】国際公開第２０２２／１５８４７７号

【特許文献5】国際公開第２０２２／１５８４７８号

【特許文献6】国際公開第２０２０／０２２１１２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本実施形態の目的は、表示品位の低下を抑制することが可能な表示装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一実施形態に係る表示装置は、
第１基板と、第２基板と、高分子分散液晶を有する液晶層と、を備える、表示パネルと、
複数の発光素子と、
導光素子と、
を備え、
前記第１基板は、
第１基材と、
前記第１基材上に設けられ、第１方向に沿って延伸し、前記第１方向に交差する第２方向に沿って並んで配列される、複数の走査線と、
前記第１基材上に設けられ、前記第２方向に沿って延伸し、前記第１方向に沿って並んで配列される、複数の信号線と、
前記複数の走査線及び前記複数の信号線と電気的に接続された、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と電気的に接続された、複数の画素電極と、
を備え、
前記第２基板は、
第２基材と、
前記複数の画素電極と対向する、共通電極と、
を備え、
前記導光素子は、
第３基材と、
前記第３基材の屈折率より低い屈折率を有する、透明層と、
を備え、
前記透明層は、前記第１方向に並んで配列される、複数の帯部を有し、
前記複数の帯部それぞれは、第１辺、第２辺、及び第３辺を有する三角形状を有し、
前記第１辺は、前記第２辺及び前記第３辺より短く、
前記第２辺は、前記第３辺より短く、
前記第１辺は、前記第１方向に沿って延伸し、
前記第１辺の中心の第１点、及び、前記第２辺及び前記第３辺が交差する第２点を結ぶ仮想線の延伸方向を、前記複数の帯部それぞれの延伸方向とし、
前記延伸方向は、前記第２方向に対して４°傾いており、
前記第１辺の長さは、前記複数の信号線の間隔より短い。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態の表示装置の概略的な構成を示す平面図である。

【図2】図２は、図１に示した表示パネルの概略的な構成を示す断面図である。

【図3】図３は、表示装置の主要部を示す分解斜視図である。

【図4】図４は、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、導光素子の概略的な構成の一例を示す平面図である。

【図6】図６は、導光素子の概略的な構成の一例を示す平面図である。

【図7】図７は、帯部のピッチを変化させたときのモアレの強度及びピッチのシミュレーション結果である。

【図8】図８は、帯部の延伸する方向が傾いているとき、モアレが発生しないことを示す図である。

【図9】図９は、帯部の延伸する方向が傾いていないとき、モアレが発生することを示す図である。

【図10】図１０は、帯部のピッチを変化させたとき、及び、帯部の延伸方向を変えたときに、モアレの発生の様子を示すシミュレーション結果である。

【図11】図１１は、帯部のピッチを変化させたとき、及び、帯部の延伸方向を変えたときに、モアレの発生の様子を示すシミュレーション結果である。

【図12】図１２は、帯部のピッチを変化させたとき、及び、帯部の延伸方向を変えたときに、モアレの発生の様子を示すシミュレーション結果である。

【図13】図１３は、帯部のピッチを変化させたとき、及び、帯部の延伸方向を変えたときに、モアレの発生の様子を示すシミュレーション結果である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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。

【0010】

本明細書で述べる実施形態は、一般的なものでなく、本発明の同一又は対応する特別な技術的特徴について説明する実施形態である。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。

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【0014】

［実施形態］
図１は、実施形態の表示装置の概略的な構成を示す平面図である。
本実施形態においては、表示装置ＤＳＰの一例として、高分子分散型液晶を適用した液晶表示装置について説明する。表示装置ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬと、ＩＣチップＩＣＰと、配線基板ＦＰＣ１と、を備えている。

【0015】

表示パネルＰＮＬは、基板ＳＵＢ１と、基板ＳＵＢ２と、液晶層ＬＣと、シールＳＡＬと、を備えている。基板ＳＵＢ１及び基板ＳＵＢ２は、Ｘ－Ｙ平面と平行な平板状に形成されている。基板ＳＵＢ１及び基板ＳＵＢ２は、平面視で、重畳している。基板ＳＵＢ１及び基板ＳＵＢ２は、シールＳＡＬによって接着されている。液晶層ＬＣは、基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２との間に保持され、シールＳＡＬによって封止されている。

【0016】

図１において拡大して模式的に示すように、液晶層ＬＣは、ポリマーＰＬＭと、液晶分子ＬＣＭと、を含む高分子分散型液晶を備えている。一例では、ポリマーＰＬＭは、液晶性ポリマーである。ポリマーＰＬＭは、第１方向Ｘに沿って延出した筋状に形成されている。液晶分子ＬＣＭは、ポリマーＰＬＭの隙間に分散され、その長軸が第１方向Ｘに沿うように配向される。ポリマーＰＬＭ及び液晶分子ＬＣＭのそれぞれは、光学異方性あるいは屈折率異方性を有している。ポリマーＰＬＭの電界に対する応答性は、液晶分子ＬＣＭの電界に対する応答性より低い。

【0017】

一例では、ポリマーＰＬＭの配向方向は、電界の有無にかかわらずほとんど変化しない。一方、液晶分子ＬＣＭの配向方向は、液晶層ＬＣにしきい値以上の高い電圧が印加された状態では、電界に応じて変化する。液晶層ＬＣに電圧が印加されていない状態では、ポリマーＰＬＭ及び液晶分子ＬＣＭのそれぞれの光軸は互いに平行であり、液晶層ＬＣに入射した光は、液晶層ＬＣ内でほとんど散乱されることなく透過する（透明状態）。液晶層ＬＣに電圧が印加された状態では、ポリマーＰＬＭ及び液晶分子ＬＣＭのそれぞれの光軸は互いに交差し、液晶層ＬＣに入射した光は、液晶層ＬＣ内で散乱される（散乱状態）。

【0018】

表示パネルＰＮＬは、画像を表示する表示領域ＤＡと、表示領域ＤＡを囲む額縁状の非表示領域ＮＤＡと、を備えている。シールＳＡＬは、非表示領域ＮＤＡに位置している。表示領域ＤＡは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配列された画素ＰＸを備えている。

【0019】

図１において拡大して示すように、画素ＰＸのそれぞれは、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＥ、液晶層ＬＣ等を備えている。スイッチング素子ＳＷは、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成され、走査線ＧＬ及び信号線ＳＬと電気的に接続されている。

【0020】

複数の走査線ＧＬは、第１方向Ｘに沿って延伸し、第２方向Ｙに沿って並んで配列されている（後述する図６参照）。１つの走査線ＧＬは、第１方向Ｘに並んだ画素ＰＸのそれぞれにおけるスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。

【0021】

複数の信号線ＳＬは、第２方向Ｙに平行な方向に沿って延伸し、第１方向Ｘに沿って並んで配列されている（後述する図６参照）。１つの信号線ＳＬは、第２方向Ｙに並んだ画素ＰＸのそれぞれにおけるスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。信号線ＳＬは、走査線ＧＬと交差している。

【0022】

図１及び後述する図６に示すように、複数の画素ＰＸのそれぞれは、隣り合う２つの信号線ＳＬ及び隣り合う２つの走査線ＧＬで区画された領域を占めている。つまり、複数の画素ＰＸは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙそれぞれに沿って、所定のピッチで配列されている。第１方向Ｘに沿う画素ＰＸのピッチは、信号線ＳＬのピッチに等しい。第２方向Ｙに沿う画素ＰＸのピッチは、走査線ＧＬのピッチに等しい。

【0023】

画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。画素電極ＰＥのそれぞれは、共通電極ＣＥと対向し、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（特に、液晶分子ＬＣＭ）を駆動している。

【0024】

走査線ＧＬ、信号線ＳＬ、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥは、基板ＳＵＢ１に備えられている。容量ＣＳは、例えば、共通電極ＣＥと同電位の電極、及び、画素電極ＰＥと同電位の電極の間に形成される。

【0025】

基板ＳＵＢ１は、第１方向Ｘに沿って延伸する端部Ｅ１１及び端部Ｅ１４、第２方向Ｙに沿って延伸する端部Ｅ１２及び端部Ｅ１３を有している。基板ＳＵＢ２は、第１方向Ｘに沿って延伸する端部Ｅ２１及び端部Ｅ２４、第２方向Ｙに沿って延伸する端部Ｅ２２及び端部Ｅ２３を有している。

【0026】

図１に示した例では、平面視で、端部Ｅ１２及び端部Ｅ２２、端部Ｅ１３及び端部Ｅ２３、並びに、端部Ｅ１４及び端部Ｅ２４は、それぞれ重畳しているが、重畳していなくてもよい。端部Ｅ２１は、平面視で、端部Ｅ１１及び表示領域ＤＡの間に位置している。基板ＳＵＢ１は、端部Ｅ１１及び端部Ｅ２１の間に延伸領域Ｅｘを有している。

【0027】

ＩＣチップＩＣＰ及び配線基板ＦＰＣ１は、それぞれ延伸領域Ｅｘに接続されている。ＩＣチップＩＣＰは、例えば、画像表示に必要な信号を出力するディスプレイドライバなどを内蔵している。配線基板ＦＰＣ１は、折り曲げ可能なフレキシブルプリント回路基板である。なお、ＩＣチップＩＣＰは、配線基板ＦＰＣ１に接続されていてもよい。ＩＣチップＩＣＰ及び配線基板ＦＰＣ１は、表示パネルＰＮＬからの信号を読み出す場合もあるが、主として表示パネルＰＮＬに信号を供給する信号源として機能する。

【0028】

図２は、図１に示した表示パネルの概略的な構成を示す断面図である。
基板ＳＵＢ１は、基材ＢＡ１と、絶縁層ＩＮＳ１と、絶縁層ＩＮＳ２と、容量電極ＣＳＥと、スイッチング素子ＳＷと、画素電極ＰＥと、配向膜ＡＬ１と、を備えている。基板ＳＵＢ１は、さらに、図１に示した走査線ＧＬ及び信号線ＳＬを備えている。

【0029】

基材ＢＡ１は、透光性を有する材料で形成されている。基材ＢＡ１は、主面（下面）Ｂ１Ａと、主面１０Ａの反対側の主面（上面）Ｂ１Ｂと、を備えている。スイッチング素子ＳＷは、主面Ｂ１Ｂに配置されている。

【0030】

絶縁層ＩＮＳ１は、スイッチング素子ＳＷを覆っている。容量電極ＣＳＥは、絶縁層ＩＮＳ１及び絶縁層ＩＮＳ２の間に位置している。画素電極ＰＥは、絶縁層ＩＮＳ２の上において、画素ＰＸ毎に配置されている。画素電極ＰＥは、容量電極ＣＳＥの開口部ＯＰを介してスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。画素電極ＰＥは、絶縁層ＩＮＳ２を挟んで、容量電極ＣＳＥと重畳し、画素ＰＸの容量ＣＳを形成している。配向膜ＡＬ１は、画素電極ＰＥを覆っている。

【0031】

基板ＳＵＢ２は、基材ＢＡ２と、遮光層ＢＭと、共通電極ＣＥと、配向膜ＡＬ２と、を備えている。

【0032】

基材ＢＡ２は、透光性を有する材料で形成されている。基材ＢＡ２は、主面（下面）Ｂ２Ａと、主面Ｂ２Ａの反対側の主面（上面）Ｂ２Ｂと、を備えている。基材ＢＡ２の主面Ｂ２Ａは、基材ＢＡ１の主面Ｂ２Ｂと向かい合っている。遮光層ＢＭ及び共通電極ＣＥは、主面Ｂ２Ａに配置されている。遮光層ＢＭは、例えば、スイッチング素子ＳＷの直上、及び、図示しない走査線ＧＬ及び信号線ＳＬの直上にそれぞれ位置している。

【0033】

共通電極ＣＥは、複数の画素ＰＸに亘って配置され、遮光層ＢＭを直接覆っている。共通電極ＣＥは、画素電極ＰＥと対向している。共通電極ＣＥは、容量電極ＣＳＥと電気的に接続されており、容量電極ＣＳＥとは同電位である。配向膜ＡＬ２は、共通電極ＣＥを覆っている。液晶層ＬＣは、主面Ｂ１Ｂと主面Ｂ２Ａとの間に位置し、配向膜ＡＬ１及び配向膜ＡＬ２に接している。

【0034】

基材ＢＡ１及び基材ＢＡ２は、ガラスやプラスチックなどの絶縁基材である。主面Ｂ１Ａ、主面Ｂ１Ｂ、主面Ｂ２Ａ、及び主面Ｂ２Ｂは、Ｘ－Ｙ平面とほぼ平行な面である。

【0035】

絶縁層ＩＮＳ１は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物、アクリル樹脂などの透明な絶縁材料によって形成されている。一例では、絶縁層ＩＮＳ１は、無機絶縁層及び有機絶縁層を含んでいる。絶縁層ＩＮＳ２は、シリコン窒化物などの無機絶縁層である。

【0036】

容量電極ＣＳＥ、画素電極ＰＥ、及び、共通電極ＣＥは、インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯ）などの透明導電材料によって形成された透明電極である。

【0037】

遮光層ＢＭは、例えば、共通電極ＣＥよりも低抵抗な導電層である。一例では、遮光層ＢＭは、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）などの不透明な金属材料によって形成されている。

【0038】

配向膜ＡＬ１及び配向膜ＡＬ２は、Ｘ－Ｙ平面に略平行な配向規制力を有する水平配向膜である。一例では、配向膜ＡＬ１及び配向膜ＡＬ２は、第１方向Ｘに沿って配向処理されている。なお、配向処理とは、ラビング処理であってもよいし、光配向処理であってもよい。

【0039】

図３は、表示装置の主要部を示す分解斜視図である。
表示装置ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬの他に、複数の発光素子ＬＤと、導光素子ＬＧと、を備えている。基板ＳＵＢ１、基板ＳＵＢ２、及び、導光素子ＬＧは、この順に第３方向Ｚに沿って並んでいる。

【0040】

複数の発光素子ＬＤは、第１方向Ｘに間隔をおいて並んでいる。複数の発光素子ＬＤは、配線基板ＦＰＣ２に接続されている。発光素子ＬＤは、例えば、発光ダイオードである。発光素子ＬＤは、詳述しないが、赤発光素子、緑発光素子、及び、青発光素子を備えている。発光素子ＬＤから出射される光は、第２方向Ｙを示す矢印の向きに沿って進行する。

【0041】

導光素子ＬＧは、基材ＢＡ３と、透明層ＬＲＩと、を備えている。
基材ＢＡ３は、透光性を有する材料で形成されている。基材ＢＡ３は、ガラスやプラスチックなどの絶縁基材であり、屈折率ｎ１を有している。一例では、基材ＢＡ３は、複数の基材を貼り合わせたものではなく、単一基材である。

【0042】

基材ＢＡ３は、主面（下面）Ｂ３Ａと、主面Ｂ３Ａの反対側の主面（上面）Ｂ３Ｂと、第１側面ＳＳ１と、第２側面ＳＳ２と、第３側面ＳＳ３と、第４側面ＳＳ４と、を備えている。主面Ｂ３Ａ及び主面Ｂ３Ｂは、Ｘ－Ｙ平面とほぼ平行な面である。主面Ｂ３Ａは、基材ＢＡ２の主面Ｂ２Ｂと対向している。

【0043】

第１側面ＳＳ１は、複数の発光素子ＬＤと対向している。第１側面ＳＳ１及び第４側面ＳＳ４は、第１方向Ｘに延出している。第２側面ＳＳ２及び第３側面ＳＳ３は、第２方向Ｙに延出している。第１側面ＳＳ１及び第４側面ＳＳ４は、互いに対向している。第２側面ＳＳ２及び第３側面ＳＳ３は、互いに対向している。第２側面ＳＳ２及び第３側面ＳＳ３は、第１側面ＳＳ１と交差している。

【0044】

基材ＢＡ３は、後述するように、透明層ＬＲＩを挟んで基材ＢＡ２に接着される。なお、図３に示す例では、第１側面ＳＳ１は、基板ＳＵＢ２の端部Ｅ２１の直上に位置しているが、延伸領域Ｅｘの直上に位置していてもよいし、端部Ｅ１１よりもさらに外側に位置していてもよい。

【0045】

透明層ＬＲＩは、主面Ｂ３Ａに配置されている。透明層ＬＲＩは、基材ＢＡ３の屈折率ｎ１より低い屈折率ｎ２を有している。透明層ＬＲＩは、間隔をおいて並んだ複数の帯部ＢＮＤを備えている。帯部ＢＮＤのそれぞれは、所定の方向に沿って延伸している。隣接する帯部ＢＮＤの間では、主面Ｂ３Ａが露出している。また、透明層ＬＲＩは、複数の帯部ＢＮＤを囲む枠部ＦＲＭを備えている。

【0046】

主面Ｂ３Ａのうち、複数の帯部ＢＮＤが占める領域は、表示領域ＤＡと重畳している。なお、透明層ＬＲＩの詳細な形状については後述する。

【0047】

基材ＢＡ３は、例えば、ガラスや、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート(ＰＣ)などの有機材料によって形成されている。透明層ＬＲＩは、例えば、シロキサン系樹脂や、フッ素系樹脂などの有機材料によって形成されている。また、基材ＢＡ３の屈折率ｎ１は約１．５程度であり、透明層ＬＲＩの屈折率ｎ２は１．０乃至１．４程度である。

【0048】

図４は、表示装置の概略的な構成の一例を示す断面図である。
発光素子ＬＤから出射した光ＬＴは、基材ＢＡ３の第１側面ＳＳ１に入射する。第１側面ＳＳ１に入射した光ＬＴは、主面Ｂ３Ｂ及び透明層ＬＲＩで反射しながら、基材ＢＡ３内部を導光する。主面Ｂ３Ｂは、基材ＢＡ３及び空気層との界面である。

【0049】

上述の通り、光ＬＴは、主面Ｂ３Ｂ及び透明層ＬＲＩで反射する。しかし、主面Ｂ３Ａのうち、透明層ＬＲＩが設けられていない領域ＮＬＲを通る場合は、領域ＮＬＲを通って表示パネルＰＮＬに入射する。なお光ＬＴは、透明層ＬＲＩを通って表示パネルＰＮＬに入射することもある。

【0050】

透明層ＬＲＩで反射することにより、光ＬＴを、入射面である第１側面ＳＳ１から、第１側面ＳＳ１に対向する第４側面ＳＳ４まで導光させることができる。領域ＮＬＲで表示パネルＰＮＬに入射した光ＬＴは、表示パネルＰＮＬの液晶層ＬＣで拡散又は透過する。これにより、表示装置ＤＳＰに画像が表示される。

【0051】

発光素子ＬＤからの距離に応じて、透明層ＬＲＩの密度を変化させる。具体的には、発光素子ＬＤに近ければ近いほど、透明層ＬＲＩの面積が大きくする。これにより、発光素子ＬＤに近い領域では、透明層ＬＲＩで反射する光ＬＴの量が、表示パネルＰＮＬに入射する光ＬＴの量より大きくなる。

【0052】

一方、上述の通り、発光素子ＬＤから遠い領域では、透明層ＬＲＩの面積が小さくなる。これにより、発光素子ＬＤから遠い領域では、表示パネルＰＮＬに入射する光ＬＴの量の方が、透明層ＬＲＩにより反射する光ＬＴの量より大きくなる。

【0053】

これを実現するためには、図３に示すように、透明層ＬＲＩを、三角形状の帯部ＢＮＤとして設けることが好適である。発光素子ＬＤに近い領域に、当該三角形の底辺を配置する。発光素子ＬＤに遠い領域に、当該三角形の頂点を配置する。

【0054】

上記の構成により、発光素子ＬＤに遠い領域にまで、光ＬＴを導光することができ、表示装置ＤＳＰに表示される画像の輝度を均一にすることができる。

【0055】

しかしながら、上述の通り、透明層ＬＲＩ及び画素ＰＸの間でモアレが発生するという、新たな問題が生じている。以下に図面を参照して詳述する。

【0056】

図５及び図６は、導光素子の概略的な構成の一例を示す平面図である。
導光素子ＬＧに設けられた透明層ＬＲＩは、上述したように、複数の帯部ＢＮＤと、複数の帯部ＢＮＤを囲む枠部ＦＲＭと、を備えている。図５には、複数の帯部ＢＮＤのみを示している。図６には、複数の帯部ＢＮＤ、複数の画素ＰＸ、複数の信号線ＳＬ、及び複数の走査線ＧＬのみを示している。図６において、斜線が付されている領域は、１つの画素ＰＸを示している。

【0057】

複数の帯部ＢＮＤのそれぞれの形状は、三角形である。当該三角形状の帯部ＢＮＤは、点ＬＰ、点ＲＰ、及び点ＣＰを有している。点ＬＰ及び点ＲＰが成す辺を辺ＴＨとする。点ＣＰ及び点ＬＰが成す辺を辺ＮＨとする。点ＣＰ及び点ＲＰが成す辺を辺ＭＨとする。辺ＴＨにおいて、点ＬＰ及び点ＲＰから等距離にある点を、点ＨＰとする。

【0058】

複数の帯部ＢＮＤが第１方向Ｘに沿って並んで配列されている。複数の帯部ＢＮＤの辺ＴＨは、第１方向Ｘに沿って延伸する直線を構成する。図４では、複数の帯部ＢＮＤの辺ＴＨが成す直線は、第１側面ＳＳ１と一致する。ただし、複数の帯部ＢＮＤの辺ＴＨが成す直線及び第１側面ＳＳ１の間に、間隙があっていてもよい。

【0059】

辺ＮＨの長さは、辺ＭＨの長さより長い。辺ＴＨの長さは、辺ＮＨ及び辺ＭＨの長さより短い。すなわち、辺ＮＨ、辺ＭＨ、辺ＴＨの長さを、それぞれ、長さｎｈ、長さｍｈ、長さｔｈとすると、ｎｈ＞ｍｈ＞ｔｈが成り立つ。

【0060】

上記より、帯部ＢＮＤの形状は、三角形ではあるが、二等辺三角形ではない。点ＨＰ及び点ＣＰを結ぶ仮想線を、仮想線ＥＳとする。仮想線ＥＳの延伸する方向を、帯部ＢＮＤの延伸する方向とする。帯部ＢＮＤの延伸する方向は、第２方向Ｙに対して角度θで傾いている。

【0061】

点ＨＰを通り、第２方向Ｙに沿って延伸する仮想線ＭＳは、点ＣＰを通らない。また、頂点である点ＣＰを通り、第２方向Ｙに沿って延伸する仮想線ＫＳは、点ＨＰを通らない。

【0062】

帯部ＢＮＤの延伸する方向が第２方向Ｙと平行である場合を考える。複数の信号線ＳＬの延伸する方向も第２方向Ｙに平行な方向である。帯部ＢＮＤの延伸する方向及び信号線ＳＬする方向が同じであると、信号線ＳＬ及び帯部ＢＮＤとの間にモアレが生じる。

【0063】

しかしながら、実施形態の帯部ＢＮＤは、第２方向Ｙに対して角度θ傾いている。これにより、帯部ＢＮＤ及び信号線ＳＬの間に干渉が生じず、モアレが生じない。

【0064】

また本実施形態において、帯部ＢＮＤのピッチ及び信号線ＳＬのピッチは、異なっていることが好ましい。帯部ＢＮＤのピッチ及び信号線ＳＬのピッチが同じである場合、モアレが発生しやすいからである。

【0065】

本実施形態において、帯部ＢＮＤのピッチは、辺ＴＨの長さｔｈに相当する。複数の信号線ＳＬのピッチは、信号線ＳＬ間の間隔である。

【0066】

本実施形態では、帯部ＢＮＤのピッチは、信号線ＳＬのピッチより小さいことが好適である。帯部ＢＮＤのピッチ、すなわち辺ＴＨの長さｔｈは、例えば、１３３．２μｍが好ましい。一方、複数の信号線ＳＬのピッチ（信号線ＳＬの間隔）は、例えば、３６０μｍである。

【0067】

本実施形態では、帯部ＢＮＤのピッチ及び信号線ＳＬのピッチも異なるので、複数の信号線ＳＬ及び複数の帯部ＢＮＤの間モアレが生じる可能性がより低くなる。帯部ＢＮＤの延伸する方向及びピッチを、信号線ＳＬの延伸する方向及びピッチと異ならせることにより、モアレの発生を抑制することが可能である。

【0068】

なお、複数の走査線ＧＬは、第２方向Ｙに沿って、３６０μｍの間隔で並んで配置されている。つまり、複数の走査線ＧＬのピッチ（走査線ＧＬ間の間隔）は、複数の信号線ＳＬのピッチ（信号線ＳＬ間の間隔）は、同じである。

【0069】

走査線ＧＬ及び帯部ＢＮＤの干渉については、信号線ＳＬ及び帯部ＢＮＤの干渉よりも影響が小さい。走査線ＧＬが延伸する方向は、第１方向Ｘに平行な方向である。複数の帯部ＢＮＤの辺ＴＨが成す直線の延伸する方向が、第１方向Ｘに平行な方向である。しかしながら、帯部ＢＮＤの辺ＴＨは、第１側面ＳＳ１の近傍にのみ存在する。したがって、走査線ＧＬ及び帯部ＢＮＤの干渉に起因するモアレは生じにくい。

【0070】

図５及び図６に示す複数の帯部ＢＮＤの占める領域は、上述の通り、表示領域ＤＡと重畳している。帯部ＢＮＤの占める領域は、表示領域ＤＡより大きくてもよい。つまり、複数の帯部ＢＮＤそれぞれの第２方向Ｙに沿う長さは、表示領域ＤＡの第２方向Ｙに沿う長さ以上である。

【0071】

図７は、帯部のピッチを変化させたときのモアレの強度及びピッチのシミュレーション結果である。上述のように、帯部ＢＮＤのピッチは、辺ＴＨの長さｔｈに等しい。図７に示すシミュレーションにおいて、上述のように、画素ＰＸのピッチ、すなわち信号線ＳＬどうしの間隔及び走査線ＧＬどうしの間隔を、３６０μｍとする。帯部ＢＮＤが延伸する方向は、図５に示すように、第２方向Ｙに対して、４°傾いている（４° ｔｉｌｔ）。

【0072】

図７の横軸は、帯部ＢＮＤのピッチ（μｍ）、左の縦軸は、モアレピッチ（Ｍｏｉｒｅ Ｐｉｔｃｈ）（μｍ）、右の縦軸は、モアレの規格化強度（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）とする。図７において、実線はモアレピッチ、点線はモアレの規格化強度を示している。

【0073】

モアレピッチ（実線）は、０μｍに近いほどモアレが視認されない。モアレの規格化強度（点線）も、０に近いほどモアレが視認されない。図７において、モアレピッチ（実線）及びモアレの規格化強度（点線）の両方が０に近いのは、帯部ＢＮＤのピッチが１３３．２μｍのときである。したがって、帯部ＢＮＤのピッチは、１３３．２μｍが好適である。

【0074】

図８は、帯部の延伸する方向が傾いているとき、モアレが発生しないことを示す図である。図９は、帯部の延伸する方向が傾いていないとき、モアレが発生することを示す図である。図８及び図９は、それぞれ、表示装置ＤＳＰを上面から見たときの写真である。

【0075】

図８及び図９において、帯部ＢＮＤのピッチは、いずれも１３３．２μｍである。図８において、帯部ＢＮＤの延伸する方向は、第２方向Ｙに対して４°傾いている。一方、図９では、帯部ＢＮＤの延伸する方向は、第２方向Ｙに平行な方向である。すなわち、帯部ＢＮＤの延伸する方向が、第２方向Ｙに対して傾いていない。

【0076】

図８にはモアレが見られない。一方、図９では、複数のスジが確認される。図９には、スジを見易くするために、複数のスジのうちの２つに点線を付している。図８及び図９から、帯部ＢＮＤの延伸方向を第２方向Ｙに対して４°傾けることにより、モアレの発生が抑制されることが分かる。

【0077】

帯部ＢＮＤの延伸方向が第２方向Ｙに対して４°傾いているということは、帯部ＢＮＤが成す三角形が、二等辺三角形ではないということである。帯部ＢＮＤが二等辺三角形である場合が、図９である。

【0078】

図１０乃至図１３は、帯部のピッチを変化させたとき、及び、帯部の延伸方向を変えたときに、モアレの発生の様子を示すシミュレーション結果である。図１０では、帯部ＢＮＤのピッチ１３３．２μｍであり、帯部ＢＮＤの延伸方向は、第２方向Ｙに対して４°傾いている。図１１、図１２、及び図１３では、帯部ＢＮＤのピッチは、それぞれ、１３３．２μｍ、１９２μｍ、及び３６０μｍである。図１１乃至図１３において、帯部ＢＮＤの延伸方向は、第２方向Ｙに平行な方向である。

【0079】

図１０及び図１１を比較すると、図１１には、白い輝点又は白いスジが視認されるが、図１０では、そのようなスジは確認されない。すなわち、図１０及び図１１から、帯部ＢＮＤの延伸方向が第２方向Ｙに対して傾いていると、白いスジ（モアレ）の発生が抑制されることを示している。

【0080】

図１１乃至図１３を比較すると、図１３には、第１方向Ｘに概略平行な方向に延伸する、幅の広いスジが視認される。図１１及び図１２を比較すると、図１２には、斜めに伸びる白いスジが、一定の間隔をおいて形成されている。図１２に示される白いスジは、図１１に示される白いスジより、よりはっきりと視認される。

【0081】

図１０乃至図１３に示されるように、図１０において白いスジ（モアレ）の発生は、図１１乃至図１３よりも抑えられている。つまり、帯部ＢＮＤのピッチ１３３．２μｍ及び第２方向Ｙから４°傾いた延伸方向が、モアレの抑制に効果的であることを示している。

【0082】

本発明の表示装置ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬと、導光素子ＬＧと、を備えている。導光素子ＬＧは、低屈折率の透明層ＬＲＩを有している。透明層ＬＲＩは、複数の帯部ＢＮＤを有している。複数の帯部ＢＮＤそれぞれは、二等辺三角形ではない三角形状に形成されている。

【0083】

帯部ＢＮＤの底辺である辺ＴＨの中心点である点ＨＰ、及び、帯部ＢＮＤの頂点である点ＣＰを通る仮想線ＥＳの延伸方向を、帯部ＢＮＤの延伸方向とする。帯部ＢＮＤの延伸方向は、第２方向Ｙに対して４°傾いていることが好適である。

【0084】

信号線ＳＬの延伸する方向は、第２方向Ｙと平行な方向である。よって、帯部ＢＮＤの延伸方向は、信号線ＳＬの延伸する方向に対して４°傾いているともいえる。

【0085】

帯部ＢＮＤのピッチは、信号線ＳＬのピッチと異なることが好ましい。帯部ＢＮＤのピッチは、信号線ＳＬのピッチより小さいことが、より好適である。

【0086】

帯部ＢＮＤのピッチは、例えば、１３３．２μｍである。信号線ＳＬのピッチは、例えば、３６０μｍである。走査線ＧＬのピッチは、例えば、３６０μｍである。よって、画素ＰＸの第１方向Ｘ及び第２方向Ｙそれぞれにおけるピッチは、例えば、３６０μｍである。

【0087】

帯部ＢＮＤを上記のように設けることにより、帯部ＢＮＤ及び信号線ＳＬ、換言すると、帯部ＢＮＤ及び画素ＰＸの間に生じるモアレを抑制することが可能である。これにより、表示品質の向上した表示装置ＤＳＰを得ることができる。

【0088】

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】

【0089】

ＢＡ３…基材、ＢＮＤ…帯部、ＣＰ…点、ＭＳ…仮想線、ＤＳＰ…表示装置、ＥＳ…仮想線、ＧＬ…走査線、ＨＰ…点、ＫＳ…仮想線、ＬＧ…導光素子、ＬＰ…点、ＬＲＩ…透明層、ＬＴ…光、ＭＨ…辺、ＮＨ…辺、ＮＬＲ…領域、ＰＮＬ…表示パネル、ＰＸ…画素、ＲＰ…点、ＳＬ…信号線、ＳＳ１…第１側面、ＳＳ２…第２側面、ＳＳ３…第３側面、ＳＳ４…第４側面、ＴＨ…辺。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】