[发明专利]显示装置和液晶显示装置

说明书

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1μm～10μm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交错格子状，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11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。