[发明专利]显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示装置，特别涉及使用来自照明装置的光进行显示 的非发光型显示装置。

背景技术

在非发光型显示装置中，有液晶显示装置、电致发光显示装置、 电泳显示装置等，其中，液晶显示装置在例如个人计算机、便携式电 话等中被广泛的利用。

液晶显示装置构成为，通过向以矩阵状有规则地排列的像素电极 分别施加驱动电压，使像素开口部的液晶层的光学特性变化，显示图 像、文字等。在液晶显示装置中，为了个别地控制多个像素，例如在 每个像素上均设置有作为开关元件的例如薄膜晶体管(TFT：Thin Film transistor)。此外，针对开关元件，设置有用于供给规定的信号的配线。

当在每个像素上设置晶体管时，存在像素的面积减少，亮度降低 的问题。进一步，开关元件和配线由于其电性能和制造技术等的制约， 难以以一定程度以下的大小形成。例如，光刻法中的蚀刻精度存在1 μm～10μm左右的限度。因此，存在以下问题，即，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， 亮度降低。

为了解决亮度低这个问题，有在液晶显示装置与照明装置之间设 置聚光元件，使来自照明装置的光聚光至像素的方法。

例如，在专利文献1中公开有一种液晶显示装置，其在具备透过 区域和反射区域的半透过型(透过反射两用型)液晶显示装置上，设 置有微透镜等聚光元件。

半透过型液晶显示装置在近年来，例如如便携式电话那样，作为 在明亮的环境下也能够便利地使用的液晶显示装置被开发而成。半透 过型液晶显示装置在一个像素上具有使用来自设置在背面的面状的照 明装置(称作“背光源”)的光在透过模式下进行显示的透过区域，和 使用周围光进行反射模式显示的反射区域，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，或利用这2个显示模式 进行显示。

在半透过型液晶显示装置中，因为必须一定程度地较宽地确保反 射区域，所以存在透过区域相对于像素的面积比率降低，透过模式下 的亮度降低的问题。

于是，在专利文献2中公开有以下方法，其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，将反射板和微透镜配置在基板的同一面侧且液晶侧， 由此，使入射微透镜的来自背光源的光以高效率聚光至设置在反射板 上的开口部。

此外，在专利文献3中公开有以下方法，其使微透镜的底边为圆 形或六边形，以千鸟格子状(锯齿状)排列微透镜和像素的透过区域， 并使微透镜和像素的透过区域以1∶1对应，并且以微透镜的焦点位于 像素的透过区域的中心的方式配置，由此，能够提高微透镜的聚光效 率(从照明装置入射的光的利用效率)。

为了使用聚光元件高效率地聚光，优选使从照明装置射出且入射 聚光元件的光的平行度(也称为“指向性”)较高。但是，在中小型的 液晶显示装置、特别是装载在移动设备上的液晶显示装置中，为了实 现薄型轻量化，使用所谓的边光型的背光源，难以获得平行度高的光。 边光型的背光源构成为，包括导光板和向导光板的侧面射出光的光源 (发光二极管、荧光管等)，在反复进行全反射的同时在导光板内传播 的光一部分向显示面板侧射出。为了使在导光板内传播的光向显示面 板侧射出，在导光板上形成有凹部或凸部。当在导光板内传播的光入 射凹部或凸部时，被凹部或凸部的斜面(导光板与外部的界面)反射， 行进方向被改变，该光的一部分相对于导光板的出射面(显示面板侧 的主面)以比临界角小的角度入射，结果，向导光板外射出。而且， 为了使从导光板的背面射出的光再次入射导光板，也有在导光板的背 面设置反射层的情况。

在专利文献4和非专利文献1中，记载有能够射出指向性高的光 的边光方式的背光源。但是，从记载在这些文献中的边光型的背光源 射出的光的指向性虽然比其之前的方式高，但是不能够获得在例如投 影型液晶显示装置中使用的光源那样的高的指向性(例如，半值宽度 为±2°)。此外，存在从背光源射出的光的指向性根据方位(液晶面 板面内的方位)而不同的问题。例如，在非专利文献1所记载的背光 源中，亮度的角度分布(极角)，与在作为以配置在导光板的侧面的光 源为中心的圆的半径方向的Y方向上相比，在与Y方向正交的X方向 更小。例如，X方向的亮度的半值宽度为约±3°，与此相对，Y方向 的亮度的半值宽度为约±15°。