显示装置和液晶显示装置的制作方法

专利名称：显示装置和液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示装置，特别是涉及使用来自照明装置(背光源) 的光进行显示的非发光型显示装置。
背景技术：
作为使用来自照明装置的光进行显示的非发光型显示装置，有液 晶显示装置、电致发光显示装置、或者电泳显示装置等。其中，液晶 显示装置被广泛利用于例如个人计算机和便携式电话等。
液晶显示装置按照通过对规则地配置为矩阵状的绘素电极分别施 加驱动电压，使绘素开口部的液晶层的光学特性改变而显示图像、文 字等的方式构成。
在液晶显示装置中，为了对多个像素进行个别控制，作为开关元
件例如在每个像素设置有薄膜晶体管(TFT: Thin Film Transistor)。此 外，在开关元件上设置有用于供给规定的信号的配线。
但是，如果在每个像素设置薄膜晶体管(开关元件)，由于像素的 面积减少，会产生亮度降低的问题。并且，开关元件或者配线，由于 其电性能或者制造技术等的制约，以某程度以下的大小形成是困难的。 作为制造技术的制约的例子，光刻法中的蚀刻精度存在lpm 10,程 度的极限。因此，伴随着液晶显示装置的高精细化、小型化，像素的 间距变得越小，则开口率进一步降低，亮度进一步降低的问题变得越 显著。
为了解决这样的亮度低的问题，有对应于液晶显示装置的各个像 素设置聚光元件，将来自照明装置的光聚光在各像素光透过区域的方 法。例如在专利文献1中公开有，在具备透过区域和反射区域的半透 过型(透过反射两用型)液晶显示装置中设置有微透镜等聚光元件的 液晶显示装置。
半透过型液晶显示装置，近年来被开发作为例如像便携式电话那
样，即使在明亮的环境中也能够适当使用的液晶显示装置。半透过型 液晶显示装置，在一个像素中，具有使用来自背光源的光以透过模式 进行显示的透过区域和使用周围光以反射模式进行显示的反射区域， 根据使用环境，能够切换利用透过模式的显示和利用反射模式的显示， 或者，进行利用两种显示模式的显示。
在这样的半透过型液晶显示装置中，为了维持反射显示中的规定 的明亮度，需要在一定程度上确保反射区域广阔。因此，存在透过区 域相对像素的面积比率下降，透过模式中的亮度下降的问题。
因此，在专利文献1和专利文献2中公开有以下方法在配置于 背光源侧的基板上设置有具有开口部的反射板和微透镜等聚光元件的 半透过型液晶显示装置中，通过将反射板和微透镜配置在基板的同一 面侧并且在液晶侧，使入射到微透镜的来自背光源的光高效率聚光于 反射板上设置的开口部。
依据上述专利文献2的结构，通过将反射板和微透镜设置在基板 的同一面侧并且在液晶侧，能够实现反射板的内置化、微透镜和反射 板的距离的最佳化、反射板的开口部与微透镜的位置对准的高精细化。
另一方面，在专利文献3中公开有以下方法使微透镜的底边为 圆形或者六角形，使微透镜和像素的透过区域配置成千鸟格状(千鳥 格子状)，并且使微透镜和像素的透过区域1 : 1对应，而且通过以微 透镜的焦点位于像素的透过区域的中心的方式配置，提高微透镜的聚 光效率(从照明装置入射的光的利用效率)。
专利文献1:日本国公开专利公报"特开平11-109417号公报(公
开日平成1999年(平成ll年)4月23日)"
专利文献2:日本国公开专利公报"特开2002-333619号公报(公 开日2002年(平成14年)11月22日)"
专利文献3:日本国公开专利公报"特开2003-255318号公报(公 开日2003年(平成15年)9月10日)"

发明内容
像这样使用微透镜等聚光元件使从照明装置入射的光聚光在各像 素，从而提高显示装置的亮度的方法，提出有各种方案。
在使用微透镜等聚光元件的显示装置的情况下，作为照明装置的 出射光需要高平行度(因为在平行度低的情况下，不能使光充分地聚 光在透过区域)。为了保持这样的高平行度，不优选在照明装置和聚光 单元之间配置扩散层。此外，在显示装置上配置光扩散层，从导致显 示图像看起来模糊的方面，或者由于导致扩散反射周围光而使显示图 像的对比度降低的方面出发，也不优选。
另一方面，为了进行没有不均匀的均一的显示，需要在照明装置 和显示装置之间配置光扩散层，在不使用光扩散层的情况下，存在照 明装置的光源作为"亮线"被看到，或者出现由照明装置的光出射图 案和显示装置的像素间距引起的"波纹"等这种显示上的问题。
关于"亮线"，其原因是由于光源的光沿着导光板内导光的方向， 在倾斜方向射出较强的光，因此在从与光源相对的方向倾斜地看显示 装置的情况下，导致强度强的光变成线而被看到。
另一方面，关于"波纹"，虽然能够通过对使从照明装置的光源发 出的光出现在显示面板侧的棱镜的间距和角度相对于显示装置的像素 间距进行最佳化而防止，但是当从各个角度看显示面板的情况下，由 于看到的像素间距、棱镜间距发生变化，很难防止在所有观察角度上 的波纹的发生。
例如，即使以防止显示装置正面方向的波纹发生的方式设计照明 装置的棱镜的间距和角度，但在斜着看显示装置的情况下，由于所看 到的像素间距和棱镜间距变小，导致设计条件偏离，出现波纹。关于 在配置有聚光元件的情况下发生的亮线和波纹的问题在上述专利文献 中没有任何记载。
本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供使来自照明装置(背 光源)的光的利用效率提高，显示装置的亮度提高，并且没有亮线和 波纹等显示上的问题的显示装置和液晶显示装置。
为了解决上述课题，本发明的显示装置包括射出光的背光源； 相互相对的第一基板和第二基板；和在这些基板中配置在背光源一侧 的第一基板的与背光源相对的相对面上设置、对来自背光源的光进行 聚光的多个聚光部，在第一基板上，行列状地配置有分别具有透过光 的透过区域和反射光的反射区域的多个像素，从背光源射出的光通过 聚光部聚光在透过区域，该显示装置的特征在于在第一基板的与背 光源相对的相对面上的相接的聚光部之间，形成有凹凸形状的凹凸部。
此外，为了解决上述课题，本发明的液晶显示装置包括射出光 的背光源；相互相对并挟持液晶而成的第一基板和第二基板；和在这 些基板中配置在背光源一侧的第一基板的与背光源相对的相对面上设 置、对来自背光源的光进行聚光的多个聚光部，在第一基板上，行列 状地配置有分别具有透过光的透过区域和发射光的反射区域的多个像 素，从背光源射出的光通过聚光部聚光在透过区域，该液晶显示装置 的特征在于在第一基板的与背光源相对的相对面上的相邻的聚光部 之间，形成有凹凸形状的凹凸部。
依据上述结构，由于凹凸部形成在第一基板的与背光源相对的相 对面的聚光部之间，所以不会降低从背光源照射并入射到聚光部的光 的平行度。由此，通过聚光部使光聚光在透过区域，能够提高光的亮 度。并且，由于凹凸部起到作为光散射面的作用，所以从背光源照射 并入射到凹凸部的光通过称为凹凸的面特性进行光扩散。也就是说， 凹凸部起到作为扩散层的作用。因此，能够对产生亮线或者波纹等的 情况进行缓和。
因而，能够提供使来自背光源的光的利用效率提高，显示装置和 液晶显示装置的亮度提高，并且没有亮线或者波纹等显示上的问题的 显示装置和液晶显示装置。
本发明的其他的目的、特征和优点，能够通过如下所示的记载充 分明白。此外，本发明的益处通过参照附图的如下的说明可以明白。


图1是表示微透镜与显示面板的像素部的结构的配置关系的图。
图2是表示本实施方式的显示装置的大致结构的截面图。
图3是示意性表示彩色滤光片层的平面图。
图4 (a)是透过性地表示微透镜和透过区域的平面图。
图4 (b)是图4 (a)的A-B截面图。
图4 (c)是图4 (a)的C-D截面图。
图4 (d)是表示微透镜和透过区域的配置的平面图。
图5是表示微透镜和透过区域的配置的平面图。 图6 (a)是表示显示装置中的微透镜和凹凸部的制造过程的图。 图6 (b)是表示显示装置中的微透镜和凹凸部的制造过程的图。 图6 (c)是表示显示装置中的微透镜和凹凸部的制造过程的图。 图6 (d)是表示显示装置中的微透镜和凹凸部的制造过程的图。 图6 (e)是表示显示装置中的微透镜和凹凸部的制造过程的图。 图7 (a)是表示与通过图6 (a) 图6 (e)的制造过程制造的显
示装置不同的显示装置中的微透镜和凹凸部的制造过程的图。
图7 (b)是表示与通过图6 (a) ~图6 (e)的制造过程制造的显
示装置不同的显示装置中的微透镜和凹凸部的制造过程的图。
图7 (c)是表示与通过图6 (a) ~图6 (e)的制造过程制造的显
示装置不同的显示装置中的微透镜和凹凸部的制造过程的图。
图7 (d)是表示与通过图6 (a) 图6 (e)的制造过程制造的显
示装置不同的显示装置中的微透镜和凹凸部的制造过程的图。
图7 (e)是表示与通过图6 (a) ~图6 (e)的制造过程制造的显
示装置不同的显示装置中的微透镜和凹凸部的制造过程的图。 图8是示意性表示照明装置的截面图。 图9是示意性表示照明装置的平面图。 图IO是示意性表示照明装置的平面图。
图11是分别表示第一方向和第二方向的亮度和极角关系的图表。 图12 (a)是表示指向性的不一致的图。 图12 (b)是表示指向性的椭圆。
图13是表示将LED设置在导光板的侧面的中心的情况下的照明 装置的立体图。
图14是表示与图5不同的平面形状的微透镜和透过区域的配置的 平面图。
图15是表示与图l不同、使用半圆柱体型(力、主li"二型)的双凸 透镜的情况下的、微透镜与显示面板的像素部的结构的配置关系的图。 图16 (a)是透过性地表示微透镜和透过区域的平面图。 图16 (b)是图16 (a)的E-F截面图。 图16 (c)是图16 (a)的G-H截面图。
图16 (d)是表示微透镜和透过区域的配置的平面图。
图17是表示在图1中，在微透镜的表面也配置有凹凸部的、微透 镜与显示面板的像素部的结构的配置关系的图。
具体实施例方式
使用

本发明的一个实施方式。
本实施方式的显示装置(本装置)是透过反射两用型(半透过型) 的液晶显示装置。本装置如图2所示，依次包括显示面板l、多个微透 镜2、和照明装置(背光源)3。
微透镜2的形状是向照明装置3的方向鼓起并且从照明装置3侧 看到的形状(平面形状)为圆形的碗型透镜，与显示面板l连接设置。 图2是表示以通过邻接的微透镜2的中心的方式切断的部分截面图。
显示面板1从靠近微透镜2和照明装置3的一边开始依次包括有 源矩阵基板(第一基板)4、液晶层5、和彩色滤光片基板(第二基板) 6。也就是说，显示面板1由两枚基板(第一基板4、第二基板6)挟 持液晶层5而构成。并且，来自照明装置3的光7从第一基板4侧照 射，另一方面，外部光(周围光；不图示)从第二基板6侧入射。
第一基板4包括透明电极8、反射电极9、层间绝缘膜IO、数据配 线16 (参照图1)、扫描配线17 (参照图1)、和薄膜晶体管(不图示)。 透明电极8在靠近第一基板4的液晶层5的一侧隔开规定的间隔而形 成。反射电极9从第一基板4比透明电极8更向液晶层5侧(第二基 板6侧)突出(隆起)，截面形状形成为梯形。反射电极9配置在相邻 的透明电极8之间。层间绝缘膜10以使透明电极8和反射电极9相互 绝缘的方式设置。
此外，如图2所示，靠近第一基板4的液晶层5 —侧的区域可以 分为由透明电极8规定的透明电极区域(后述的透过区域Tr) 11和由 反射电极9规定的反射电极区域(后述的反射区域Rf) 12。透明电极 区域11是使来自照明装置3的光7向第二基板6侧透过的区域，另一 方面，反射电极区域12是使从第二基板6入射的外部光(不图示)反 射的区域。
第二基板6如图2所示，在液晶层5侧具有彩色滤光片层13。彩
色滤光片层13如图3所示，由红(R)色滤光片、绿(G)色滤光片 和蓝(B)色滤光片条纹状排列而成。
微透镜2如图2所示，在第一基板4和照明装置3之间，与第一 基板4连接设置。并且，微透镜2使从照明装置3照射的光聚光在由 透明电极8形成的透明电极区域11。也就是说，微透镜2和透明电极 8是一对一对应，并且各微透镜2的中心与各透明电极8的中心相互对 应。进一步换言之，连接对应的微透镜2的中心和透明电极8的中心 的直线是与显示面板1的法线方向(相对于面板表面正交的方向)平 行的直线。
图1是表示微透镜2与显示面板1的像素部(像素)Px的结构的 配置关系的图。
显示面板1的像素部Px是在第一基板4上形成，由相互正交的数 据配线16和扫描配线17包围的区域，行方向(扫描配线17延伸的方 向；x方向；参照图5)上邻接的三个像素部Px与彩色滤光片层13 (参 照图3)对应，分别射出RGB颜色的光，通过与RGB三个彩色滤光片 层13对应的三个像素部Px构成一个绘素。也就是说，像素部Px也与 彩色滤光片13对应，RGB条纹状配置。但是，像素部Px的配置并不 局限于这种条纹状(条纹排列)，也可以是三角状(三角排列)或者镶 嵌(mosaic)状(镶嵌排列)。
像素部Px，配置有透明电极8 (参照图2)的部分为透过区域Tr， 配置有反射电极9 (参照图2)的部分为反射区域Rf。透过区域Tr是 与上述透明电极区域11对应的区域，反射区域Rf是与上述反射电极 区域12对应的区域。因此，透过区域Tr是反射区域Rf开口的区域(反 射区域Rf中凹陷的区域)。
透过区域Tr进行透过模式显示(使用照明装置3的光7的显示)， 而反射区域Rf进行反射模式显示(使用外部光的显示)。而且，既能 够进行透过模式和反射模式中的仅仅任一种的显示，也能够以两种模 式进行显示。此外，这样的模式的切换是通过周围环境自动地进行切 换。也就是说，例如在晴天等外部光非常强的环境中，由于背光源的 光相对于太阳光几乎没有意义，也就是说，即使消除背光源，显示也 几乎没有变化，所以在该情况下进行反射模式的显示。另一方面，在
黑暗中，没有反射光，进行透过模式的显示。
虽然是图2的说明的重复，微透镜2如图1所示，相对于透过区 域Tr是一对一设置。并且，如该图所示，微透镜2的中心、通过微透 镜2的光的聚光点、和透过区域Tr的中心都在法线方向(与数据配线 16和扫描配线17正交的方向)上延伸的同一直线上。
关于这一点，使用图4 (a) 图4 (d)进行详细的说明。图4 (a) 是透过性地表示微透镜2和透过区域Tr的平面图。如图4 (a)所示， 在平面图中，微透镜2的中心和透过区域Tr的中心一致，这些中心与 通过微透镜2的光的聚光点一致。图4 (b)是图4 (a)的A-B截面图。 图4 (c)是图4 (a)的C-D截面图。这里，微透镜2和透过区域Tr 都是平面形状为圆形，所以如图4 (b)图4 (c)所示，聚光点为点。 进一步说，并不局限于A-B截面和C-D截面，在图4(a)的任一截面 中聚光点都是点。
此外，如图4 (d)所示，微透镜2在第一基板4的与照明装置3 相对的面上设置为千鸟状(千鳥状)。同样地，如图5所示，微透镜2 在行方向和列方向(数据配线的延伸方向；y方向)上等间隔，并且千 鸟状排列。并且如该图所示，在行方向和列方向上邻接的微透镜2相 互接触。通过这样将微透镜2设置为千鸟状，能够使微透镜2在第一 基板4上以最密填充进行排列。
但是，如本实施方式所示，在为了提高亮度使用微透镜2的显示 装置中，从照明装置3发出的光需要具有高平行度。因此，作为照明 装置3，为了尽可能提高平行度，需要排除扩散层。由于该扩散层以提 高出射光的均一性的目的而配置，如果排除该扩散层，虽然平行度提 高，但是会产生以下等问题(1)面内均一性变差。(2)从光源发出 的光变成亮线被看到。(3)在与液晶面板组合的情况下容易出现波纹。
关于(1)，通过使背光源的棱镜的配置方法最佳化等，在背光源 侧想办法能够避免。另一方面，关于(2) (3)是很难避免的问题。
对此，在本实施方式中，如图l、图2、图5所示，第一基板4的 与照明装置3相对的面的没有设置微透镜2的部分为凹凸形状的凹凸 部19 (在相邻微透镜2之间形成有凹凸形状的凹凸部19)。
像这样通过设置凹凸部19，在该部分能够使从照明装置3入射的
光扩散。具体地说，在第一基板4和空气的界面上，能够使从照明装
置3入射的光散射。由于该凹凸部19设置在没有设置微透镜2的部分， 因此在从照明装置3照射到微透镜2，并聚光在透过区域的平行光的路 径上没有被配置。因此，不会降低从照明装置3射出的光的平行度。 并且，从宏观上看，微透镜2也可认为是大的凹凸，所以能够使显示 面板的背面整体近似于扩散面的形状。
此外，凹凸部19的凹凸的高度，由于在本实施方式中以算术平均 粗糙度Ra为2.5pm进行，所以能够加大光散射。此外，该算术平均粗 糙度Ra并不局限于2.5nm，也可以是3.0)im 5.(^m。此外，当算术平 均粗糙度Ra比5.0pm大时，微透镜2的形成变得困难，所以优选为 5.0pm以下。此外，光散射的程度约相当于雾值(hazevalue) 80% 。
接下来，使用图6 (a) ~图6 (e)说明微透镜2和凹凸部19的制 造方法。图6 (a) ~图6 (e)表示微透镜2的制造方法，分别表示平 面图和侧面图。
首先，如图6 (a)所示，准备第一基板4。如图6 (b)所示，在 该第一基板4的透镜形成面上通过旋涂法涂布光固化性的透明树脂 20。接下来，如图6 (c)所示，通过光刻法，以在形成微透镜的部分 剩余透明树脂20的方式进行图案化曝光、显影。之后，加热到15(TC， 如图6 (d)所示，使透明树脂20热变形为透镜状。然后，通过浸渍在 氢氟酸中，使没有透明树脂20的部分(区域)侵蚀，如图6 (e)所示， 形成凹凸部19。通过以上的程序，能够在第一基板4上形成微透镜2 和凹凸部19。
此外，微透镜2和凹凸部19的制造方法也可以是如下所述的方法。 即，首先如图7 (a)所示，准备第一基板4。使该第一基板4薄型化， 并且将形成微透镜的面浸渍在氢氟酸中，如图7 (b)所示，形成凹凸 部19。接下来，如图7 (c)所示，通过旋涂法涂布光固化性的透明树 脂20。之后，如图7 (d)所示，通过光刻法，以在形成微透镜的部分 剩余透明树脂20的方式进行图案化曝光、显影。然后加热到150。C， 如图7 (e)所示，使透明树脂20热变形为透镜状。通过以上的程序也 能够在第一基板4上形成微透镜2和凹凸部19。基于该图7 (a) ~图7 (e)的程序，能够容易地以高量产性形成具有高光学特性的微透镜和凹凸部。此外，为了使第一基板的厚度与微透镜2的焦点距离一致的 薄型化工序，可以在上述程序的氢氟酸浸渍工序中同时进行，也可以 与上述程序的氢氟酸浸渍工序分别进行。
此外，作为透明树脂20，在使用与第一基板4具有大致相同的折 射率的材料的情况下，微透镜阵列和凹凸部的边界面光学匹配，不产 生光散射而保持背光源的平行度，因此而优选。
此外，在上述内容中，凹凸部19使用氢氟酸形成。但是，凹凸部 19的形成方法并不局限于此，例如也可以使用利用喷沙器的物理研磨 法。
接下来，对照明装置3进行说明。图8是示意性表示照明装置3 的截面图。如图8所示，照明装置3包括LED21、导光板22、反射板 23、和棱镜片24。
导光板22是平面形状为矩形的板状体。反射板23设置在导光板 22的背面侧(里面侧)，棱镜片24设置在导光板22的表面侧。也就是 说，在反射板23和棱镜片24之间配置有导光板22。 LED21以与导光 板22的一角的角部25 (参照图9)相对的方式设置。
LED21具有作为光源发光的作用。导光板22例如由聚碳酸酯或者 聚甲基丙烯酸甲酯等透明材料形成，使从LED21入射到导光板22自 身的光在导光板22自身的内部导光，并均匀地向外部射出。
如图8所示，导光板22在背面(底面；下面)具有多个三角槽状 的棱镜26。各棱镜26具有形成三角槽的两个反射面27。此外，如图9 所示，棱镜26在导光板22的背面条纹状配置。棱镜26使入射到导光 板22内部的光30经由反射面27反射，向导光板22的外部射出。
此外，如图9所示，棱镜26的反射面27按照沿与以LED21为中 心的圆的半径方向(Y方向)正交的X方向延伸的方式形成。此外， 反射面27的倾斜角度是按照导光板22的内部的光沿导光板22的法线 方向效率良好地射出的方式被规定。此外，在图9中，为了简单而使 邻接的棱镜26之间的间隔表示为一定，但是实际上，随着远离LED21 ， 邻接的棱镜之间的间隔变短。
反射板23由铝膜等形成，使从导光板22射出到背面侧的光再次 向导光板22的方向反射。棱镜片24具有将在导光板22内导光的光高
效地向外部引出的作用。此外，关于该照明装置3的详细情况，在IDW '02第509页~512页(力，y夕/k 力U^ b (K"al"ant"ar K"alil et al))
中有说明。
对该照明装置3的动作进行简单的说明，从LED21射出的光入射 到导光板22，在导光板22的内部通过反射，从导光板22的出射面的 几乎整个面射出。从导光板22的下面射出的光(不图示)通过反射板 23反射，再入射到导光板从导光板22的出射面射出。从导光板22射 出的光入射到棱镜片24，通过棱镜片24折射到导光板22的法线方向。
在上述内容中，使用LED21作为光源，但并不局限于此，例如也 可以使用荧光管等。此外，关于配置有一个LED21的情况进行了说明， 但是并不局限于此，也可以设置两个以上的LED21。
接下来，如图10所示，对在导光板中的、以LED21为中心的圆 弧(该圆的半径比导光板的短边方向的边(短边)的长度小)上的三 个地点I、 J、 K上的、第一方向和第二方向各个方向上的亮度的平均 值进行研讨。该圆弧状的地点I如图IO所示，是短边上的点，地点K 是导光板的长边方向的边(长边)上的点。而且，地点J设置在连接 地点I和地点K的圆弧上。
图11是将该研讨结果分别以第一方向、第二方向分别表示的图表。 该图表纵轴表示亮度(cd/m2)，横轴表示极角(deg)。如该图表所示， 第二方向的来自导光板22的出射光的亮度的半值宽大约为±3°，与此 相对，第一方向的来自导光板22的出射光的亮度的半值宽大约为土 15°，可知第二方向比第一方向的指向性高，在第一方向和第二方向上 存在指向性差。即，第二方向的出射光比第一方向的出射光的平行度 高。因此，出射光在出射面内存在指向性的不一致。在图12 (a)中利 用椭圆示意性地表示该指向性的不一致。
在此，椭圆的形状表示出射光的指向性。也就是说，如图12 (b) 所示，椭圆的长轴方向表示指向性弱(出射光的平行度低)，而椭圆的 短轴方向表示指向性强(出射光的平行度高)。
此外，LED21的位置并不局限于角部25，如图13所示，也可以 设置在导光板22的侧面的中心。
此外，在上述内容中，从照明装置3侧看微透镜2的形状如图5
所示为圆形。但是，这仅仅是一个例子，例如如图14所示，从照明装 置3侧看微透镜2的形状也可以是六角等多角形。当微透镜2的形状 为六角形的情况下，与上述相同优选将微透镜2配置成千鸟状。但是， 当微透镜2的形状为六角形的情况下，优选使行方向和列方向上邻接 的微透镜2相互隔开规定距离，在邻接的微透镜2之间的间隙部分设 置凹凸部19。
再者，从照明装置3侧看微透镜2的形状，如图5所示为圆形， 配置成千鸟状。但是，并不局限于这样的微透镜2，也可以是如图15 所示的半圆柱体型(半圆柱体状；半圆筒状)的双凸透镜35。该双凸 透镜35，具体地说如该图所示，在行方向上被配置延伸至第一基板4 的两端，而另一方面，在列方向上空开规定的间隔设置。并且，列方 向上邻接的双凸透镜35之间设置有凹凸部19。
在使用这样的双凸透镜35的情况下，在像素部Px设置的透过区 域Tr，可以不是如图l所示那样的圆形的区域，而是如图15所示的四 角形的区域。在使用双凸透镜35的情况下，通过双凸透镜35的光的 聚光点与上述的微透镜2不同，如图16 (a)所示，变成"线"。此外， 图16 (a) ~图16 (d)是对透过区域为圆形的情况进行说明。
图16(d)表示双凸透镜35和透过区域Tr的位置关系以及聚光点。 如该图所示，双凸透镜35沿着透过区域Tr的行方向延伸，以通过在 行方向上配置的透过区域Tr的中心的方式形成直线状(线状)的聚光 点。
图16 (b)是图16 (a)的E-F截面图，图16 (c)是图16 (a)的 G-H截面图。E-F截面是在行方向上切断透过区域Tr的截面，G-H截 面是在列方向上切断透过区域Tr的截面。如图16 (b)所示，透过区 域Tr的行方向的截面上，由于双凸透镜35的形状成为矩形，所以通 过双凸透镜35的光不是聚光在1点，而是就这样通过，并被反射区域 阻挡。另一方面，如图16 (c)所示，在透过区域Tr的列方向的截面 上，由于双凸透镜35的形状是弯曲形状，所以聚光在l点。
并且，在上述内容中，如图l、图15等所示，在微透镜2和双凸 透镜35之间设置有凹凸部19。但是并不局限于此，如图17所示，也 可以在配设微透镜2的地方本身设置凹凸部19。
但是，本实施方式的显示装置，并不局限于半透过型的液晶显示 装置，也能够作为透过型的液晶显示装置使用。此外，本实施方式的 显示装置，作为显示介质层，也能够作为具有液晶层以外的电泳层的 电泳显示装置使用。
此外，作为比较例，对未形成有凹凸部19的显示装置进行了实验， 出现照明装置的光源的亮线，或者由照明装置的光出射图案和像素的 图案构成的波纹，显示不良。
本发明的显示装置包括向前面射出光的照明装置、具有排列为 行列状的多个像素的显示面板、和在上述照明装置与上述显示面板之 间设置的多个聚光元件，上述显示面板包括第一基板、第二基板、和 设置在上述第一基板和第二基板之间的显示介质层，上述第一基板配 置在上述显示介质层的上述照明装置侧，上述第二基板配置在上述显 示介质层的观察者侧，上述多个像素分别具有利用从上述照明装置入 射的光以透过模式进行显示的透过区域，上述第一基板在上述显示介 质层侧具有规定上述透过区域的透明电极区域，上述多个聚光元件分 别与上述多个像素的透过区域对应配置，并且，在上述第一基板的至 少显示区域内的、未形成有上述多个聚光元件的区域中，设置有凹凸 面。
此外，在本发明的显示装置中，聚光部为碗型的微透镜，优选按 照通过各个聚光部的光的光轴通过对应的透过区域的中心的方式，相 对于透过区域一对一设置。
依据上述结构，使用碗型的微透镜，相对于透过区域，以通过聚 光部的光的光轴通过透过区域的中心的方式一对一设置。因此，能够 提高聚光效率。此外，由于聚光部是碗型的微透镜，该微透镜从宏观 上看也为凹凸，所以与凹凸部结合，能够使第一基板的与背光源相对 的相对面整体为接近扩散面的结构。
此外，在本发明的显示装置中，优选聚光部的平面形状为圆形或 者多角形。
此外，在本发明的显示装置中，优选聚光部千鸟状地配置在第一 基板的与背光源相对的相对面上。依据上述结构，由于聚光部在相对 面上配置成千鸟状，因此能够提高填充密度。
此外，在本发明的显示装置中，聚光部为半圆柱体型的双凸透镜， 优选在同一行配置的像素中所设置的每个透过区域配置。
依据上述结构，由于使用半圆柱体型的双凸透镜，从其形状，相 对于条纹排列的像素易于利用。
此外，在本发明的显示装置中，优选在第一基板的与背光源相对 的相对面上的形成有聚光部的部分也形成有凹凸形状的凹凸部。
此外，在本发明的显示装置中，优选由像素为颜色的三原色的RGB 三个像素排列而形成一个绘素。
此外，在本发明的显示装置中，像素的排列优选为条纹排列、三 角排列或者镶嵌排列中的任一种。
此外，在本发明的显示装置中，优选凹凸部的算术平均粗糙度为 2.0(im 5.0(im。
依据上述结构，由于凹凸部的算术平均粗糙度为2.(^m 5.0^im， 在聚光元件的形成可能的范围内，能够加大光散射。此外，当凹凸部 的算术平均粗糙度过大时，聚光元件的形成变得困难。
此外，在本发明的显示装置中，优选在利用从背光源射出的光的 显示模式和利用外部光的显示模式之间能够切换。
依据上述结构，由于在利用从背光源射出的光的显示模式和利用 外部光的显示模式之间能够切换，所以能够根据周围的明亮度等的周 边环境切换成适当的模式。
本发明的显示装置包括射出光的背光源；相互相对的第一基板 和第二基板；和在这些基板中配置在背光源一侧的第一基板的与背光 源相对的相对面上设置、对来自背光源的光进行聚光的多个聚光部， 在第一基板上，行列状地配置有分别具有透过光的透过区域和反射光 的反射区域的多个像素，从背光源射出的光通过聚光部聚光在透过区 域，在该显示装置中，在第一基板的与背光源相对的相对面上的相邻 的聚光部之间，形成有凹凸形状的凹凸部。
此外，在本发明的液晶显示装置中包括射出光的背光源灯；相 互相对并挟持液晶而成的第一基板和第二基板；和在这些基板中配置 在背光源一侧的第一基板的与背光源相对的相对面上设置、对来自背 光源的光聚光的多个聚光部，在第一基板上，行列状地配置有分别具有透过光的透过区域和发射光的反射区域的多个像素，从背光源射出 的光通过聚光部聚光在透过区域，在该液晶显示装置中，在第一基板 的与背光源相对的相对面上的相邻的聚光部之间，形成有凹凸形状的 凹凸部。
因此起到如下所述的效果，能够提供使来自照明装置(背光源) 的光的利用效率提高，显示装置的亮度提高，并且没有亮线或者波纹 等显示上的问题的显示装置和液晶显示装置。
本发明并不限定于上述的实施方式，在权利要求所示范围内能够 有各种变更。即，对在权利要求所示范围内适当变更后的技术方法进 行组合而得到的实施方式也包括在本发明的技术范围内。
本发明的显示装置能够利用于液晶显示装置中，尤其是能够适合 在便携式电话或者个人计算机中使用。
权利要求
1.一种显示装置，其包括射出光的背光源；相互相对的第一基板和第二基板；和在这些基板中配置在背光源一侧的第一基板的与背光源相对的相对面上设置、对来自背光源的光进行聚光的多个聚光部，其中在第一基板上，行列状地配置有分别具有透过光的透过区域和反射光的反射区域的多个像素，从背光源射出的光通过聚光部聚光在透过区域，所述显示装置的特征在于在第一基板的与背光源相对的相对面上的相邻的聚光部之间，形成有凹凸形状的凹凸部。
2. 根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于 聚光部为碗型的微透镜，按照通过各个聚光部的光的光轴通过对应的透过区域的中心的方式，相对于透过区域一对一设置。
3. 根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于-聚光部的平面形状为圆形或者多角形。
4. 根据权利要求2或3所述的显示装置，其特征在于 聚光部千鸟状地配置在第一基板的与背光源相对的相对面上。
5. 根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于 聚光部为半圆柱体型的双凸透镜，与配置在同一行的像素中所设置的每个透过区域对应配置。
6. 根据权利要求2 5中任一项所述的显示装置，其特征在于 在第一基板的与背光源相对的相对面上的形成有聚光部的部分也形成有凹凸形状的凹凸部。
7. 根据权利要求2 6中任一项所述的显示装置，其特征在于 像素是作为颜色的三原色的RGB的三个像素排列而形成一个绘素。
8. 根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于 像素的排列为条纹排列、三角排列、或者镶嵌排列中的任一种。
9. 根据权利要求2 8中任一项所述的显示装置，其特征在于 凹凸部的算术平均粗糙度为2.0pm~5.(Hmi
10. 根据权利要求1~9中任一项所述的显示装置，其特征在于 在利用从背光源射出的光的显示模式和利用外部光的显示模式之间能够切换。
11. 一种液晶显示装置，其包括 射出光的背光源；相互相对并挟持液晶而形成的第一基板和第二基板；和在这些基板中配置在背光源一侧的第一基板的与背光源相对的相 对面上设置、对来自背光源的光进行聚光的多个聚光部，其中在第一基板上，行列状地配置有分别具有透过光的透过区域和反 射光的反射区域的多个像素，从背光源射出的光通过聚光部聚光在透 过区域，所述液晶显示装置的特征在于在第一基板的与背光源相对的相对面上的相邻的聚光部之间，形 成有凹凸形状的凹凸部。
全文摘要
本发明涉及显示装置和液晶显示装置。本发明的显示装置包括射出光的照明装置；相互相对的第一基板和第二基板；和在这些基板中配置在照明装置一侧的第一基板的与照明装置相对的相对面上设置、对来自照明装置的光(7)进行聚光的多个微透镜(2)，在第一基板上，行列状地配置有分别具有透过光的透过区域(Tr)和反射光的反射区域(Rf)的多个像素部(Px)，从照明装置射出的光(7)通过微透镜(2)聚光在透过区域(Tr)，其中，在第一基板的与照明装置(3)相对的相对面上的相邻的微透镜(2)之间，形成有凹凸形状的凹凸部(19)。因此，能够提供使来自照明装置(背光源)的光的利用效率提高，显示装置的亮度提高，并且没有亮线或波纹等显示上的问题的显示装置。
文档编号G02F1/1335GK101341438SQ20068004806
公开日2009年1月7日 申请日期2006年7月19日 优先权日2005年12月20日
发明者渡边寿史 申请人:夏普株式会社