專(zhuān)利名稱(chēng)：：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及顯示裝置，特別涉及使用來(lái)自照明裝置的光進(jìn)行顯示的非發(fā)光型顯示裝置。
背景技術(shù)：
：在非發(fā)光型顯示裝置中，有液晶顯示裝置、電致發(fā)光顯示裝置、電泳顯示裝置等，其中，液晶顯示裝置在例如個(gè)人計(jì)算機(jī)、便攜式電話等中被廣泛的利用。液晶顯示裝置構(gòu)成為，通過(guò)向以矩陣狀有規(guī)則地排列的像素電極分別施加驅(qū)動(dòng)電壓，使像素開(kāi)口部的液晶層的光學(xué)特性變化，顯示圖像、文字等。在液晶顯示裝置中，為了個(gè)別地控制多個(gè)像素，例如在每個(gè)像素上均設(shè)置有作為開(kāi)關(guān)元件的例如薄膜晶體管(TFT:ThinFilmtransistor)。此外，針對(duì)開(kāi)關(guān)元件，設(shè)置有用于供給規(guī)定的信號(hào)的配線。當(dāng)在每個(gè)像素上設(shè)置晶體管時(shí)，存在像素的面積減少，亮度降低的問(wèn)題。進(jìn)一步，開(kāi)關(guān)元件和配線由于其電性能和制造技術(shù)等的制約，難以以一定程度以下的大小形成。例如，光刻法中的蝕刻精度存在1/im10jum左右的限度。因此，存在以下問(wèn)題，即，隨著液晶顯示裝置的高精細(xì)化、小型化，像素的間距變得越小，則開(kāi)口率進(jìn)一步降低，亮度降低。為了解決亮度低這個(gè)問(wèn)題，有在液晶顯示裝置與照明裝置之間設(shè)置聚光元件，使來(lái)自照明裝置的光聚光至像素的方法。例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)有一種液晶顯示裝置，其在具備透過(guò)區(qū)域和反射區(qū)域的半透過(guò)型(透過(guò)反射兩用型)液晶顯示裝置上，設(shè)置有微透鏡等聚光元件。半透過(guò)型液晶顯示裝置在近年來(lái)，例如如便攜式電話那樣，作為在明亮的環(huán)境下也能夠便利地使用的液晶顯示裝置被開(kāi)發(fā)而成。半透過(guò)型液晶顯示裝置在一個(gè)像素上具有使用來(lái)自設(shè)置在背面的面狀的照明裝置(稱(chēng)作"背光源")的光在透過(guò)模式下進(jìn)行顯示的透過(guò)區(qū)域，和使用周?chē)膺M(jìn)行反射模式顯示的反射區(qū)域，根據(jù)使用環(huán)境，能夠切換利用透過(guò)模式的顯示和利用反射模式的顯示，或利用這2個(gè)顯示模式進(jìn)行顯示。在半透過(guò)型液晶顯示裝置中，因?yàn)楸仨氁欢ǔ潭鹊剌^寬地確保反射區(qū)域，所以存在透過(guò)區(qū)域相對(duì)于像素的面積比率降低，透過(guò)模式下的亮度降低的問(wèn)題。于是，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)有以下方法，其在配置于背光源側(cè)的基板上設(shè)置有具有開(kāi)口部的反射板和微透鏡等聚光元件的半透過(guò)型液晶顯示裝置中，將反射板和微透鏡配置在基板的同一面?zhèn)惹乙壕?cè)，由此，使入射微透鏡的來(lái)自背光源的光以高效率聚光至設(shè)置在反射板上的開(kāi)口部。此外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中公開(kāi)有以下方法，其使微透鏡的底邊為圓形或六邊形，以千鳥(niǎo)格子狀(鋸齒狀)排列微透鏡和像素的透過(guò)區(qū)域，并使微透鏡和像素的透過(guò)區(qū)域以i:i對(duì)應(yīng)，并且以微透鏡的焦點(diǎn)位于像素的透過(guò)區(qū)域的中心的方式配置，由此，能夠提高微透鏡的聚光效率(從照明裝置入射的光的利用效率)。為了使用聚光元件高效率地聚光，優(yōu)選使從照明裝置射出且入射聚光元件的光的平行度(也稱(chēng)為"指向性")較高。但是，在中小型的液晶顯示裝置、特別是裝載在移動(dòng)設(shè)備上的液晶顯示裝置中，為了實(shí)現(xiàn)薄型輕量化，使用所謂的邊光型的背光源，難以獲得平行度高的光。邊光型的背光源構(gòu)成為，包括導(dǎo)光板和向?qū)Ч獍宓膫?cè)面射出光的光源(發(fā)光二極管、熒光管等)，在反復(fù)進(jìn)行全反射的同時(shí)在導(dǎo)光板內(nèi)傳播的光一部分向顯示面板側(cè)射出。為了使在導(dǎo)光板內(nèi)傳播的光向顯示面板側(cè)射出，在導(dǎo)光板上形成有凹部或凸部。當(dāng)在導(dǎo)光板內(nèi)傳播的光入射凹部或凸部時(shí)，被凹部或凸部的斜面(導(dǎo)光板與外部的界面)反射，行進(jìn)方向被改變，該光的一部分相對(duì)于導(dǎo)光板的出射面(顯示面板側(cè)的主面)以比臨界角小的角度入射，結(jié)果，向?qū)Ч獍逋馍涑?。而且，為了使從?dǎo)光板的背面射出的光再次入射導(dǎo)光板，也有在導(dǎo)光板的背面設(shè)置反射層的情況。在專(zhuān)利文獻(xiàn)4和非專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，記載有能夠射出指向性高的光的邊光方式的背光源。但是，從記載在這些文獻(xiàn)中的邊光型的背光源射出的光的指向性雖然比其之前的方式高，但是不能夠獲得在例如投影型液晶顯示裝置中使用的光源那樣的高的指向性(例如，半值寬度為±2°)。此外，存在從背光源射出的光的指向性根據(jù)方位(液晶面板面內(nèi)的方位)而不同的問(wèn)題。例如，在非專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的背光源中，亮度的角度分布(極角)，與在作為以配置在導(dǎo)光板的側(cè)面的光源為中心的圓的半徑方向的Y方向上相比，在與Y方向正交的X方向更小。例如，X方向的亮度的半值寬度為約土3。，與此相對(duì)，Y方向的亮度的半值寬度為約±15°。本申請(qǐng)人在專(zhuān)利文獻(xiàn)5中公開(kāi)了一種在使用如非專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載的射出根據(jù)方位而指向性不同的光的背光源的顯示裝置中，用于使通過(guò)像素的光量增加(提高顯示亮度)的結(jié)構(gòu)。具體而言，公開(kāi)有以下結(jié)構(gòu)，即，配置聚光元件，使得收聚點(diǎn)相比于顯示介質(zhì)層更位于觀察者側(cè)，由此，與在顯示介質(zhì)層的背光源側(cè)的面(入射側(cè)的面)上形成收聚點(diǎn)相比，能夠增大透過(guò)光量。而且，為了參考，在本說(shuō)明書(shū)中引用專(zhuān)利文獻(xiàn)4和5、以及非專(zhuān)利文獻(xiàn)l的全部公開(kāi)內(nèi)容。專(zhuān)利文獻(xiàn)l:日本特開(kāi)平11-109417號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2002-333619號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2003-255318號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本專(zhuān)利第3151830號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)5:日本特開(kāi)2006-126732號(hào)公報(bào)非專(zhuān)利文獻(xiàn)h力，乂夕少力y少等，IDW'02，第509頁(yè)512頁(yè)。
發(fā)明內(nèi)容但是，經(jīng)本發(fā)明人的研究得知，在使用非專(zhuān)利文獻(xiàn)1和專(zhuān)利文獻(xiàn)4所記載的高指向性的邊光型背光源和聚光元件的顯示裝置中，存在亮度的面內(nèi)分布變得不均勻的問(wèn)題?，F(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)用于使從邊光型背光源射出的亮度的面內(nèi)分布均勻的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多種研究，只要為了使顯示面板的正面亮度的面內(nèi)分布均勻，使與顯示面板面內(nèi)的位置對(duì)應(yīng)的照明裝置的各位置的峰值亮度為一定，但是在具備聚光元件的顯示裝置中，在通過(guò)聚光元件使從照明裝置射出的光折射，并聚光至像素的開(kāi)口部的原理上，因?yàn)轱@示面板的亮度分布與照明裝置的亮度分布不同，所以即使使用被這樣調(diào)整后的照明裝置，具備聚光元件的顯示裝置的亮度的面內(nèi)分布也不會(huì)均勻。本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而完成的，其主要目的在于使具備高指向性的邊光型背光源和聚光元件的顯示裝置的亮度的面內(nèi)分布均勻。本發(fā)明的顯示裝置的特征在于，包括具備以矩陣狀排列的多個(gè)像素的顯示面板；照明裝置，其從背面向上述顯示面板照射光，具備光源和接收來(lái)自上述光源的光的導(dǎo)光板，向前面射出光；和配置在上述顯示面板與上述照明裝置之間的多個(gè)聚光元件，從上述照明裝置射出并向上述多個(gè)聚光元件入射的光的指向性按上述顯示面板面內(nèi)的位置而不同，使從上述照明裝置射出并向上述多個(gè)聚光元件入射的光的以上述顯示面板面法線為基準(zhǔn)的極角為±15°的范圍內(nèi)的光通量為015,將與上述顯示面板面的顯示區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域9等分，9個(gè)區(qū)域的各自的中心的光通量0>15內(nèi)的最小值為最大值的70%以上。在一個(gè)實(shí)施方式中，從上述照明裝置射出并向上述多個(gè)聚光元件入射的光的指向性依賴于上述顯示面板的面內(nèi)的方位而不同。在一個(gè)實(shí)施方式中，上述導(dǎo)光板在其背面具有以上述光源為中心的同心圓狀地配置的凹部(線狀的槽或被離散地設(shè)置的凹陷)或凸部(線狀的山或被離散地設(shè)置的突起)，從上述照明裝置射出并向上述多個(gè)聚光元件入射的光的指向性，與作為以上述光源為中心的圓的半徑方向的Y方向相比，在與Y方向正交的X方向上更小。在一個(gè)實(shí)施方式中，上述照明裝置還具有配置在上述導(dǎo)光板的前面的棱鏡片，上述棱鏡片具有以上述光源為中心的同心圓狀地配置的凹凸圖案。使從某照明裝置射出并向上述多個(gè)聚光元件入射的光的峰值亮度為L(zhǎng)p，將與上述顯示面板面的顯示區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域9等分，9個(gè)區(qū)域的各自的峰值亮度內(nèi)的最小值不到最大值的70。/。。在一個(gè)實(shí)施方式中，上述多個(gè)聚光元件相對(duì)于上述顯示面板的上述多個(gè)像素，一對(duì)一對(duì)應(yīng)地配置。在一個(gè)實(shí)施方式中，上述顯示面板具有第一基板、第二基板和設(shè)置在第一基板與第二基板之間的液晶層，第一基板配置在液晶層的照明裝置側(cè)，第二基板配置在液晶層的觀察者側(cè)，上述多個(gè)像素分別具有利用從上述照明裝置入射的光以透過(guò)模式進(jìn)行顯示的透過(guò)區(qū)域、和利用從觀察者側(cè)入射的光以反射模式進(jìn)行顯示的反射區(qū)域，上述第一基板在上述液晶層側(cè)具有規(guī)定上述透過(guò)區(qū)域的透明電極區(qū)域和規(guī)定上述反射區(qū)域的反射電極區(qū)域，上述多個(gè)聚光元件分別與上述多個(gè)像素各自的上述透過(guò)區(qū)域?qū)?yīng)地配置。利用本發(fā)明，能夠使具備高指向性的邊光型背光源和聚光元件的顯示裝置的亮度的分布均勻。圖1是示意地表示基于本發(fā)明的實(shí)施方式的半透過(guò)型液晶顯示裝置100的立體圖。圖2是示意地表示從高指向性的邊光型背光源射出的光經(jīng)微透鏡向顯示面板100a入射的情況的圖。圖3是示意地表示液晶顯示裝置100中的微透鏡54a和聚光點(diǎn)的中心41C與對(duì)應(yīng)的透過(guò)區(qū)域Tr的位置關(guān)系的一例的平面圖。圖4是示意地表示適當(dāng)?shù)赜糜谝壕э@示裝置100的高指向性的邊光型的背光源40的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖5是沿著適當(dāng)?shù)赜糜谝壕э@示裝置100的高指向性的邊光型的背光源40的圖4中的X1、X2和X3的線的示意的截面圖。圖6(a)是示意地表示從背光源40射出的光的亮度分布的圖，(b)是用于說(shuō)明從背光源40射出的光的角度分布的示意圖，(c)是表示對(duì)從背光源40射出的光的亮度的面內(nèi)分布進(jìn)行測(cè)定的點(diǎn)的示意圖。圖7是表示用于實(shí)施例的液晶顯示裝置100的背光源40的亮度分布的測(cè)定結(jié)果的圖。圖8(a)是用于對(duì)在基于本發(fā)明的實(shí)施方式的液晶顯示裝置中使用的背光源的亮度的面內(nèi)分布進(jìn)行說(shuō)明的圖，(b)是用于說(shuō)明現(xiàn)有的背光源的亮度的面內(nèi)分布的9(a)(c)是用于對(duì)用于獲得在基于本發(fā)明的實(shí)施方式的液晶顯示裝置中使用的背光源的面內(nèi)亮度分布的方法進(jìn)行說(shuō)明的示意圖。符號(hào)的說(shuō)明10第一基板(TFT基板)11第二基板(彩色濾光片基板)13透明電極15反射電極23液晶層33透明電極區(qū)域35反射電極區(qū)域41光50照明裝置54微透鏡陣列54a微透鏡100a顯示面板100半透過(guò)型液晶顯示裝置Tr透過(guò)區(qū)域Rf反射區(qū)域Px像素具體實(shí)施例方式參照附圖，對(duì)基于本發(fā)明的實(shí)施方式的顯示裝置進(jìn)行說(shuō)明。以下，以具有以透過(guò)模式進(jìn)行顯示的透過(guò)區(qū)域和以反射模式進(jìn)行顯示的反射區(qū)域的半透過(guò)型液晶顯示裝置為例，對(duì)基于本發(fā)明的實(shí)施方式的液晶顯示裝置進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明不限于此，在至少能夠以透過(guò)模式進(jìn)行顯示的顯示裝置中也能夠廣泛地應(yīng)用。圖1是示意地表示本實(shí)施方式的半透過(guò)型液晶顯示裝置100的立體圖。如圖1所示，半透過(guò)型液晶顯示裝置100具有照明裝置(未圖示)；設(shè)置有以矩陣狀排列的多個(gè)像素Px的顯示面板100a;和設(shè)置在照明裝置與顯示面板100a之間的聚光元件組54。顯示面板100a具有配置在照明裝置側(cè)的有源矩陣基板等第一基板10;配置在觀察者側(cè)的彩色濾光片基板等第二基板11;和設(shè)置在第一基板10與第二基板11之間的液晶層23。第一基板10具有透過(guò)從照明裝置射出的光41的透明電極區(qū)域33(參照?qǐng)D2);和反射從第二基板11入射的光(周?chē)猓磮D示)的反射電極區(qū)域35(參照?qǐng)D2)。第一基板10具有設(shè)置在液晶層23側(cè)的透明電極13和反射電極15(參照?qǐng)D2)，反射電極區(qū)域35由反射電極15規(guī)定，透明電極區(qū)域33在形成有透明電極13的區(qū)域內(nèi)作為與反射電極15的開(kāi)口部對(duì)應(yīng)的區(qū)域而被規(guī)定。透明電極13也可以僅設(shè)置于透過(guò)電極區(qū)域，但是如例示那樣，也可以設(shè)置在像素內(nèi)的幾乎整個(gè)面內(nèi)，由此，能夠獲得能夠穩(wěn)定地進(jìn)行之后的處理的優(yōu)點(diǎn)。顯示面板100a還具有包含未圖示的紅(R)彩色濾光片、綠(G)彩色濾光片和藍(lán)(B)彩色濾光片的彩色濾光片層，上述R、G和B彩色濾光片例如以條狀排列。在行方向上相鄰的3個(gè)像素Px與上述彩色濾光片對(duì)應(yīng)地分別射出R、G和B顏色的光，由上述3個(gè)像素構(gòu)成一個(gè)彩色顯示像素。各像素Px具有進(jìn)行透過(guò)模式顯示的透過(guò)區(qū)域Tr，和進(jìn)行反射模式顯示的反射區(qū)域Rf，能夠以透過(guò)模式和反射模式進(jìn)行顯示。能夠以透過(guò)模式和顯示模式中的任一個(gè)模式進(jìn)行顯示，也能夠以2個(gè)模式進(jìn)行顯示。多個(gè)像素Px配置成矩陣狀，包含分別射出R、G、B顏色的光的像素。各像素Px由在行方向上延伸的遮光層BL1和在列方向上延伸的遮光層BL2規(guī)定。遮光層BL1例如能夠由掃描信號(hào)線構(gòu)成，遮光層BL2例如能夠由數(shù)據(jù)信號(hào)線構(gòu)成。在本說(shuō)明書(shū)中，透明電極區(qū)域33和反射電極區(qū)域35被定義為T(mén)FT基板等有源矩陣基板的區(qū)域，像素Px、透過(guò)區(qū)域Tr和反射區(qū)域Rf被定義為半透過(guò)型液晶顯示裝置100的區(qū)域。半透過(guò)型液晶顯示裝置100所具備的聚光元件組54由多個(gè)聚光元件54a構(gòu)成，聚光元件54a相對(duì)于各像素Px的透過(guò)區(qū)域Tr以一對(duì)一的方式設(shè)置。在本實(shí)施方式中，作為聚光元件組54，使用具有多個(gè)微透鏡(聚光元件)54a的微透鏡陣列54。微透鏡陣列54所具有的多個(gè)微透鏡54a相對(duì)于各透過(guò)區(qū)域Tr一對(duì)一地設(shè)置，透過(guò)微透鏡54a的光41在由多個(gè)像素的液晶層規(guī)定的面(以下，也有稱(chēng)為"像素面"的情況，像素面與基板面平行。)中的聚光點(diǎn)的中心被分別形成在對(duì)應(yīng)的透過(guò)區(qū)域Tr的液晶層內(nèi)。在本說(shuō)明書(shū)中，與光束的截面積為最小的點(diǎn)，即收聚點(diǎn)(例如與微透鏡的焦點(diǎn)對(duì)應(yīng))區(qū)別，使用"聚光點(diǎn)"這個(gè)詞。"聚光點(diǎn)"與像素面中的光的截面輪廓對(duì)應(yīng)，不要求與收聚點(diǎn)一致。此外，"聚光點(diǎn)的中心"是考慮像素面中的光的亮度分布的中心，具有與聚光點(diǎn)的截面輪廓對(duì)應(yīng)的外形，并且，與具有對(duì)應(yīng)于光的亮度分布的密度分布的紙的重心對(duì)應(yīng)。在光的亮度分布相對(duì)于聚光點(diǎn)的截面輪廓的幾何學(xué)的重心對(duì)稱(chēng)的情況下，"聚光點(diǎn)的中心"與幾何學(xué)的重心一致，但是在由于微透鏡的像差等的影響而具有非對(duì)稱(chēng)的亮度分布的情況下，存在從幾何學(xué)的重心偏離的情況。圖3是示意地表示液晶顯示裝置100中的微透鏡54a和聚光點(diǎn)的中心41C、與對(duì)應(yīng)的透過(guò)區(qū)域Tr的位置關(guān)系的一例的平面圖。多個(gè)像素以條狀排列，行方向的間距是P1，列方向的間距是P2。在行方向上相鄰的3個(gè)像素Px分別射出R、G禾QB顏色的光，由上述3個(gè)像素構(gòu)成1個(gè)像素。多個(gè)微透鏡54a以各自的聚光點(diǎn)的中心41C形成在透過(guò)區(qū)域Tr內(nèi)、并且透過(guò)區(qū)域Tr的中心與聚光點(diǎn)41C的中心大致一致的方式配置。圖3表示相對(duì)于條狀排列的像素，最密地填充排列微透鏡的例子。因?yàn)榫酃恻c(diǎn)的中心41C在各像素Px上各形成有1個(gè)，所以聚光點(diǎn)的中心41C與聚光點(diǎn)的重心一致。聚光點(diǎn)的中心41C在像素行中以鋸齒狀配置。分別形成于在行方向上相鄰的任意的2個(gè)像素Px上的聚光點(diǎn)的中心41C在列方向的位置相互不同，在列方向的位置一致的位置，不存在聚光點(diǎn)的中心41C。這樣，通過(guò)使與在像素行內(nèi)相互相鄰的像素對(duì)應(yīng)的微透鏡的中心(聚光點(diǎn)的中心)在列方向上不同，對(duì)于條狀排列的像素也能夠以最密的填充排列微透鏡。如圖3所示，各個(gè)聚光點(diǎn)的中心41C以在1個(gè)像素行上形成列方向的位置不同的2行的方式鋸齒狀排列。聚光點(diǎn)的中心41C所形成的各行中的聚光點(diǎn)的中心41C的行方向的間距Mx是2P1，相同像素行內(nèi)的聚光點(diǎn)的中心41C所形成的2行間距偏離(1/2)Mx(-Pl)。此夕卜，此處，因?yàn)橄袼氐牧蟹较虻拈g距P2與聚光點(diǎn)的中心41C的列方向的間距My以滿足P2=2My的關(guān)系的方式配置，所以與顯示面平行的面內(nèi)的截面為圓形的微透鏡54a為理想的最密填充排列。關(guān)于圖3所示的微透鏡54a，其Mx與My的比滿足Mx:My=2:W的關(guān)系，微透鏡陣列平面(與顯示面平行的面)內(nèi)的微透鏡54a的填充率為兀^/6=0.906，為最大。因此，對(duì)從照明裝置50向顯示面板100a入射的光量的90.6%進(jìn)行聚光，并能夠?qū)⑵湟龑?dǎo)至對(duì)應(yīng)的透過(guò)區(qū)域，用于顯示。從而，例如，伴隨著液晶面板的高精細(xì)化，即使透過(guò)區(qū)域的面積變小，也能夠?qū)崿F(xiàn)明亮的透過(guò)模式顯示?；蛘撸瑸榱颂岣叻瓷淠Ｊ降牧炼?，即使在使在像素Px中占有的透過(guò)區(qū)域的面積比率較小的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)明亮的透過(guò)模式顯示。此外，通過(guò)透鏡的設(shè)計(jì)，能夠不變更形成反射電極和透過(guò)電極的面積比率地變更反射模式的顯示亮度與透過(guò)模式的顯示亮度之比。此外，在液晶顯示裝置100中，為了提高來(lái)自照明裝置的光的利用效率，如專(zhuān)利文獻(xiàn)5所記載的那樣，優(yōu)選構(gòu)成為，通過(guò)第一基板IO的透明電極區(qū)域33的光的收聚點(diǎn)相比于液晶層23，形成在觀察者側(cè)。但是，本發(fā)明人研究的結(jié)果可知，當(dāng)采用專(zhuān)利文獻(xiàn)5所記載的結(jié)構(gòu)時(shí)，亮度雖然提高，但是存在亮度的顯示面內(nèi)的分布不能充分變均勻的問(wèn)題。接著，與現(xiàn)有的高指向性的邊光型背光源進(jìn)行對(duì)比，對(duì)在本發(fā)明的液晶顯示裝置100中被適當(dāng)?shù)厥褂玫母咧赶蛐缘倪吂庑捅彻庠吹奶卣鬟M(jìn)行說(shuō)明。圖4和圖5是示意地表示適當(dāng)?shù)赜糜谝壕э@示裝置100的高指向性的邊光型的背光源40的結(jié)構(gòu)的圖，圖4是背光源40的立體圖，圖5是沿圖4中的X1、X2和X3的線的示意的截面圖。其中，因?yàn)楝F(xiàn)有的高指向性的邊光型的背光源與背光源40的基本的結(jié)構(gòu)相同，所以為了說(shuō)明現(xiàn)有的背光源，也參照?qǐng)D4和圖5。背光源40包括光源(例如LED)30;接收來(lái)自光源30的光的導(dǎo)光板31;配置在導(dǎo)光板31的背面?zhèn)鹊姆瓷浒?3;和配置在導(dǎo)光板31的前面?zhèn)鹊睦忡R片34。導(dǎo)光板31具有光出射面(前面)31a，與光出射面31a相對(duì)的背面31b，和位于它們之間的至少4個(gè)側(cè)面。在一個(gè)側(cè)面(光入射面31c)的寬度方向的中央配置有光源30。在導(dǎo)光板31的背面31b形成有以光源為中心的同心圓狀地配置的凹部(槽或凹陷)32。此處，雖然表示形成有凹部32的例子，但是不限于凹部，也可以形成凸部。此外，各個(gè)凹部32既可以是線狀的槽，也可以是離散地設(shè)置的凹陷。同樣，在為凸部的情況下，也可以是線狀的山或離散地設(shè)置的突起。當(dāng)在導(dǎo)光板31內(nèi)傳播的光入射凹部32時(shí)，被凹部32的斜面(導(dǎo)光板31與外部的界面)反射而改變行進(jìn)方向，該光的一部分相對(duì)于導(dǎo)光板31的光出射面31a以比臨界角小的角度入射，結(jié)果，向?qū)Ч獍?1外射出。棱鏡片34在導(dǎo)光板31的光出射面31a側(cè)的面上具有以光源為中心的同心圓狀地配置的凹凸圖案(棱鏡)35，修正從導(dǎo)光板31的光出射面31a射出的光的角度分布。例如，以使得正面亮度變高的方式修正出射光的角度分布。設(shè)置在導(dǎo)光板31的背面?zhèn)鹊姆瓷浒?3使從導(dǎo)光板31的背面31b射出的光再次向?qū)Ч獍?1內(nèi)入射，有助于提高利用效率。導(dǎo)光板31由丙烯酸等透明材料形成。其中，凹部32和凹凸圖案35"同心圓狀地配置"是指，各個(gè)凹部32和凹凸圖案35不是一定需要形成圓，各個(gè)凹部32和凹凸圖案35也可以是圓的一部分(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)4的圖9、圖26)。在具有上述那樣的結(jié)構(gòu)的背光源40中，因?yàn)閺墓庠?0射出并向?qū)Ч獍?1入射，在導(dǎo)光板31中呈放射狀地傳播的光的大部分，垂直地向以光源30為中心以同心圓狀地配置的凹部32和棱鏡片34的凹凸圖案35入射，所以容易有效地向光出射面31a的法線方向射出，雖然不是完全的平行光，但是具有接近平行光的指向性(窄的亮度分布)。圖6(a)示意地表示從背光源40射出的光的亮度分布。圖6(b)是用于說(shuō)明從背光源40射出的光的角度分布的示意圖。如圖6(a)所示，從背光源40射出的光的亮度分布(角度分布)在以光源30的位置為中心的同心圓的半徑方向(使其為Y方向。)上廣，在與其正交的方向(使其為X方向。)上狹窄。即，顯示面板面內(nèi)的方位在Y方向上平行度較低，在X方向上平行度較高，出射光的指向性依賴于顯示面板的面內(nèi)的方位而不同。如圖6(b)所示，從背光源40的顯示面板面內(nèi)的某一點(diǎn)射出的光的角度分布，通過(guò)使極角小的(a)方位和極角大的(^)方位分別為短軸和長(zhǎng)軸的橢圓，能夠確立特征。圖6(a)表示使該橢圓與背光源40的光出射面31a上的位置對(duì)應(yīng)。橢圓的長(zhǎng)軸與以光源30為中心的同心圓的半徑方向平行(Y方向)，短軸和與之正交的方向平行(X方向)。而且，此處，如圖6(b)所示，使與導(dǎo)光板31的光入射面31c平行的方向(圖中朝下)的方位角為0。，使逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?。因此，由從光?0向光入射面31c引的垂線確定的方位的方位角是90°。如圖6(a)所示，出射光的指向性依賴于顯示面板面內(nèi)的方位而不同，不僅如此，也因顯示面板面內(nèi)的位置而不同(存在面內(nèi)分布)。即，可知在圖6(a)中，隨著與光源30相距的距離變長(zhǎng)，橢圓的短軸的長(zhǎng)度變短，換言之，X方向的指向性變高。該出射光的指向性的位置依賴性(與光源的距離依賴性)基于以下的原因。隨著與光源30相距的距離變長(zhǎng)，向?qū)Ч獍?1的凹部32、棱鏡片34的凹凸圖案35入射的光，因?yàn)槠淙肷浣墙咏?0。的部分增加，所以與其相應(yīng)地，X方向的指向性變高(半值寬度變窄)。當(dāng)從背光源射出的光的指向性不同時(shí)，例如峰值亮度(最高亮度)即使相同，聚光元件的聚光效率也存在差異。指向性(平行度)高的光被高效地聚光，與此相對(duì)，指向性(平行度)低的光的聚光效率低。因此，由于入射聚光元件的光的指向性的不同，通過(guò)聚光元件的光的亮度分布(例如峰值亮度)不同。根據(jù)專(zhuān)利文獻(xiàn)5記載的技術(shù)，在利用指向性根據(jù)方位而不同的光(例如X方向的半值寬度超過(guò)土5。，Y方向的半值寬度在5。以上)的情況下，相比于液晶層，將光的收聚點(diǎn)配置在觀察者側(cè)，由此，能夠使通過(guò)像素的光量增加(提高顯示亮度)。利用專(zhuān)利文獻(xiàn)5記載的技術(shù)，雖然能夠提高指向性根據(jù)方位而不同的光的利用效率，但是不能夠消除由于光的指向性根據(jù)位置而不同所導(dǎo)致的亮度的面內(nèi)分布的不均勻性。關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式的液晶顯示裝置100所具備的背光源40，以使得通過(guò)聚光元件(微透鏡)后的亮度的面內(nèi)分布變得均勻的方式，調(diào)整從背光源40射出的光的亮度分布。具體而言，調(diào)整為在背光源40的出射面內(nèi)，在出射光的平行度低的區(qū)域(接近光源30的區(qū)域)使亮度較低，在平行度高的區(qū)域(遠(yuǎn)離光源30的區(qū)域)使亮度較高。參照?qǐng)D2，以下進(jìn)行具體的說(shuō)明。在圖2中，使第一基板10的厚度為d，使從微透鏡54a的基板法線方向看時(shí)的半徑為p，使透過(guò)電極區(qū)域33為半徑r的圓形。微透鏡54a以使得從基板法線方向入射的平行光收聚于透過(guò)區(qū)域33的中心的方式被形成。當(dāng)然，為了提高光的利用效率，優(yōu)選采用專(zhuān)利文獻(xiàn)5記載的技術(shù)，但是在此處為了使說(shuō)明簡(jiǎn)單，以上述的方式進(jìn)行設(shè)定。從上述的高指向性的邊光型背光源40射出的光，從基板法線方向以若干的擴(kuò)展(由極角表示)向微透鏡54a入射，因此，入射微透鏡54a的光以透過(guò)區(qū)域33的中央為中心，具有一定擴(kuò)展地被聚光。在圖2中，光線41a是通過(guò)微透鏡54a的邊緣0，朝向透過(guò)區(qū)域33的邊緣F行進(jìn)的光。光線41b是通過(guò)微透鏡54a的邊緣O，朝向透過(guò)區(qū)域33的中心E行進(jìn)的光。光線41c是通過(guò)微透鏡54a的邊緣0，朝向透過(guò)區(qū)域33的邊緣D行進(jìn)的光。根據(jù)幾何光學(xué)，從圖2可知，在使用微透鏡54a的液晶顯示裝置100中，通過(guò)微透鏡54a后透過(guò)透過(guò)區(qū)域33而被用于顯示的光，是從背光源40射出的光中以ZAOC內(nèi)的角度射出的光。因此可知，在使用聚光元件的顯示裝置中，為了使亮度的面內(nèi)分布均勻，以基板法線方向?yàn)橹行?，使在ZAOC內(nèi)射出的光的亮度的面內(nèi)分布均勻即可?，F(xiàn)有技術(shù)中，主要為了使顯示面板的正面亮度均勻，使與顯示面板面內(nèi)的位置對(duì)應(yīng)的照明裝置的各位置的峰值亮度均勻，因此，設(shè)置有聚光元件的顯示裝置的亮度的面內(nèi)分布不可能均勻。而且，當(dāng)使第一基板的折射率為n時(shí)，根據(jù)幾何光學(xué)，ZAOC能夠通過(guò)以下的式(1)近似地進(jìn)行計(jì)算。ZAOC^nXsin"(ZDOF)(1)此外，從背光源射出并向聚光元件入射的光的擴(kuò)展的程度，能夠由以顯示面板面法線為基準(zhǔn)的極角表示。也有將ZAOC表示為2co(或±co)的情況。此處，使co的單位為[。(度)〗。特定的極角的范圍內(nèi)的光的強(qiáng)度以光通量(luminousflux)①表示。具體而言，利用亮度計(jì)(ELDIM公司EZContrast)測(cè)定亮度(luminance)的角度分布，將得到的亮度數(shù)據(jù)變換成光通量數(shù)據(jù)(亮度/cos6X立體角q，e:極角)，求得特定的極角的范圍內(nèi)的光通量①。其中，立體角Q與極角e具有Q[s中2Ti(l-cos0)的關(guān)系。試制具有上述的結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置ioo，以下，對(duì)評(píng)價(jià)亮度的顯示面板面內(nèi)分布所得的結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。以下表示試制的液晶顯示裝置的基本結(jié)構(gòu)。，照明裝置使用1個(gè)LED的高指向性的邊光型背光源(圖4)微透鏡折射率1.5，曲率半徑60/xm，從基板法線方向看時(shí)的半徑p51"m.第一基板折射率1.5(玻璃)，厚度0.12mm*第二基板折射率1.5(玻璃)，厚度0.7mm*像素行方向的間距51jum，列方向的間距153Mm*透過(guò)電極區(qū)域2F42Mm的圓形(透過(guò)電極區(qū)域的開(kāi)口率約腦)在具有上述的基本結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置中，利用幾何光學(xué)的計(jì)算，ZDOF計(jì)算出為17°，根據(jù)式(l)，能夠得到ZAOC^nXsin-1(ZDOF)=1.5Xsin"(17°)=26。。在實(shí)施例的液晶顯示裝置100中，使用背光源40，該背光源40以使得在以顯示面法線為中心的極角為±13°(總共26°)范圍內(nèi)射出的光的光通量013在顯示面內(nèi)變得均勻的方式對(duì)高指向性的照明裝置的光亮度分布進(jìn)行了調(diào)整。此外，在比較例的液晶顯示裝置中，使用以使得峰值亮度在顯示面內(nèi)變得均勻的方式被調(diào)整過(guò)的現(xiàn)有的背光源。將與顯示區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域9等分，測(cè)定9個(gè)區(qū)域的各自的中心的光通量^3和峰值亮度，如果各自的最小值為最大值的70%以上則顯示面內(nèi)的均勻性為均勻。70%這個(gè)評(píng)價(jià)基準(zhǔn)是通過(guò)主觀評(píng)價(jià)而被判斷為沒(méi)有問(wèn)題的級(jí)別，是目前為止的市售品中有實(shí)效的級(jí)別。圖7表示使用亮度計(jì)(ELDIM公司EZContrast)對(duì)在實(shí)施例的液晶顯示裝置100中使用的背光源40的亮度分布進(jìn)行測(cè)定所得的結(jié)果。如圖6(c)示意地所示，將背光源40的出射面的與顯示區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域9等分，測(cè)定點(diǎn)ala3、blb3、和clc3是9個(gè)區(qū)域的各自的中心。在表示亮度分布的各圖中，半徑方向是極角e，圓周方向表示方位角。方位角0。的方向是如圖6(a)所示，與導(dǎo)光板31的光入射面31c平行的方向。從圖7明顯可知，各點(diǎn)的亮度的角度分布如上所述具有方位角依賴性，并且具有位置依賴性。例如，觀看導(dǎo)光板31的中央部的測(cè)定點(diǎn)a2、b2和c2的亮度的X方向的角度分布時(shí)，與光源30相距的距離最長(zhǎng)的a2處的亮度分布最窄，與光源30相距的距離最短的c2處的亮度分布最廣，這2點(diǎn)的中間的b2處的亮度分布具有中間的擴(kuò)展度。對(duì)比較例的背光源也同樣地測(cè)定亮度分布。將這些結(jié)果歸納表示在表1中。此外，表1還一并表示使用各個(gè)背光源制作的液晶顯示裝置(透過(guò)帶透鏡的面板后)的峰值亮度(正面亮度)和全部光通量。[表1]<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>其中，表1中的"分布"表示相對(duì)于各自的最大值的最小值的百分率。此外，關(guān)于光通量，除了極角為±15°的光通量0>13之外還表示全部光通量。此處，表示的是光束015，但極角為±13°的光通量0>13的分布也在70%以上，透過(guò)帶透鏡的面板后的峰值亮度和全部光通量均為70%以上。使射出的光的光通量為一定的極角co-ZAOC/2是根據(jù)顯示面板的開(kāi)口部(透過(guò)區(qū)域)的大小和形狀以及第一基板的厚度通過(guò)式(1)而適當(dāng)?shù)厍笕?。因此，根?jù)顯示面板的規(guī)格制作出射光的極角土(D的光通量(D①均勻的背光源即可。但是，因?yàn)閷?duì)各種高指向性的邊光型背光源的亮度分布進(jìn)行研究的結(jié)果是，可知如果《=15°的光通量0>15的分布為70%以上，則透過(guò)帶透鏡的面板后的峰值亮度和全部光通量均能夠得到70%以上，所以即使不準(zhǔn)備嚴(yán)格符合式(1)的背光源，僅通過(guò)應(yīng)用光通量015的分布為70%以上的背光源，也能夠得到能夠進(jìn)行比較均勻的亮度的顯示的液晶顯示裝置。這在降低背光源的開(kāi)發(fā)成本方面尤其有利。首先，關(guān)注表1中的比較例?，F(xiàn)有的高指向性的邊光型背光源以使峰值亮度的面內(nèi)分布均勻的方式被調(diào)整，結(jié)果，峰值亮度的面內(nèi)分布是74%,具有足夠的均勻性。但是，透過(guò)帶透鏡的面板后的峰值亮度的分布是41%，全部光通量只得到42%這樣低的值，被觀察者識(shí)別為顯示亮度的面內(nèi)分布的不均勻性。該現(xiàn)有的高指向性的邊光型背光源的0)15的分布為45%這樣非常低的值，該不均勻性成為透過(guò)透鏡后的亮度的不均勻性的原因。與此相對(duì)，觀看表l中的實(shí)施例可知，邊光型背光源的0>15的面內(nèi)分布為74%，較高，結(jié)果，透過(guò)帶透鏡的面板后的峰值亮度的分布能夠得到77%，全部光通量能夠得到79%這樣非常高的值。這樣，通過(guò)使邊光型背光源的015的面內(nèi)分布為70%以上，能夠使透過(guò)帶透鏡的面板后的峰值亮度的分布和全部光通量為70%以上。這樣調(diào)整后的邊光型背光源的的峰值亮度的面內(nèi)分布是48%，成為非常小的值。參照?qǐng)D8(a)和(b)，在概念上說(shuō)明實(shí)施例和比較例的背光源的亮度的面內(nèi)分布的不同。如圖8(a)示意地所示，在實(shí)施例的液晶顯示裝置中使用的背光源以使得極角為土13。(共26°)以內(nèi)的光通量0>13在顯示區(qū)域內(nèi)為一定的方式被調(diào)整。因此，觀察峰值亮度，在接近光源的區(qū)域(圖6(c)中的clc3)中變得較小，在距離光源較遠(yuǎn)的區(qū)域(圖6(c)中的a1a3)中變得較大。另一方面，如圖8(b)示意地所示，在比較例的液晶顯示裝置中使用的現(xiàn)有的背光源使亮度一定。即，在本發(fā)明的實(shí)施方式的液晶顯示裝置中使用的背光源與現(xiàn)有的技術(shù)常識(shí)相反，積極地使峰值亮度不同，通過(guò)使峰值亮度隨著與光源相距的距離變長(zhǎng)而增大，由此初次被獲得。接著，參照?qǐng)D9(a)(c)，對(duì)用于實(shí)現(xiàn)表1、表8所示的亮度的面內(nèi)分布的方法進(jìn)行說(shuō)明。其中，在本發(fā)明的實(shí)施方式的液晶顯示裝置中使用的高指向性的邊光型背光源在亮度的面內(nèi)分布上有特征，因?yàn)樽鳛檎{(diào)整亮度的面內(nèi)分布的各種方法能夠使用公知的方法，所以簡(jiǎn)單地進(jìn)行說(shuō)明。如圖9(a)所示，隨著與光源30相距的距離變長(zhǎng)，使形成在導(dǎo)光板31的背面的凹部32的圖案的密度與現(xiàn)有技術(shù)相比急劇增大。艮口，隨著與光源30相距的距離變長(zhǎng)，使每單位長(zhǎng)度包含的凹部32的個(gè)數(shù)所增大的程度與現(xiàn)有技術(shù)相比更大。如圖9(b)所示，隨著與光源30相距的距離變長(zhǎng)，使形成在導(dǎo)光板31的背面的凹部32的圖案增大。如圖9(c)所示，隨著與光源30相距的距離變長(zhǎng)，使形成在導(dǎo)光板31的背面的凹部32的光源30側(cè)的傾斜面(作為反射面發(fā)揮作用)的傾斜角增大。當(dāng)然，也能夠任意地組合圖9(a)(c)所示的方法，而且，也可以使導(dǎo)光板31的厚度隨著與光源30相距的距離變長(zhǎng)而變薄。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于例如半透過(guò)型液晶顯示裝置等中小型的液晶顯示裝置中。權(quán)利要求1.一種顯示裝置，其特征在于，包括具備以矩陣狀排列的多個(gè)像素的顯示面板；照明裝置，其從背面向所述顯示面板照射光，具備光源和接收來(lái)自所述光源的光的導(dǎo)光板，向前面射出光；和配置在所述顯示面板與所述照明裝置之間的多個(gè)聚光元件，從所述照明裝置射出并向所述多個(gè)聚光元件入射的光的指向性按所述顯示面板面內(nèi)的位置而不同，從所述照明裝置射出并向所述多個(gè)聚光元件入射的光中，通過(guò)所述多個(gè)聚光元件之后透過(guò)所述顯示面板而用于顯示的光的、根據(jù)幾何光學(xué)求得的以所述顯示面板面法線為基準(zhǔn)的極角的范圍為±ω以下，當(dāng)使極角為±ω的范圍內(nèi)的光通量為Φω時(shí)，將與所述顯示面板面的顯示區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域9等分，9個(gè)區(qū)域的各自的中心的光通量Φω內(nèi)的最小值為最大值的70％以上。2.—種顯示裝置，其特征在于，包括具備以矩陣狀排列的多個(gè)像素的顯示面板；照明裝置，其從背面向所述顯示面板照射光，具備光源和接收來(lái)自所述光源的光的導(dǎo)光板，向前面射出光；禾口配置在所述顯示面板與所述照明裝置之間的多個(gè)聚光元件，從所述照明裝置射出并向所述多個(gè)聚光元件入射的光的指向性按所述顯示面板面內(nèi)的位置而不同，使從所述照明裝置射出并向所述多個(gè)聚光元件入射的光的以所述顯示面板面法線為基準(zhǔn)的極角為士15。的范圍內(nèi)的光通量為015，將與所述顯示面板面的顯示區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域9等分，9個(gè)區(qū)域的各自的中心的光通量0>15內(nèi)的最小值為最大值的70°/。以上。3.如權(quán)利要求1或2所述的顯示裝置，其特征在于從所述照明裝置射出并向所述多個(gè)聚光元件入射的光的指向性依賴于所述顯示面板的面內(nèi)的方位而不同。4.如權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其特征在于所述導(dǎo)光板在其背面具有以所述光源為中心的同心圓狀地配置的凹部或凸部，從所述照明裝置射出并向所述多個(gè)聚光元件入射的光的指向性，與作為以所述光源為中心的圓的半徑方向的Y方向相比，在與Y方向正交的X方向上更小。5.如權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其特征在于所述照明裝置還具有配置在所述導(dǎo)光板的前面的棱鏡片，所述棱鏡片具有以所述光源為中心的同心圓狀地配置的凹凸圖案。6.如權(quán)利要求15中任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征在于使從所述照明裝置射出并向所述多個(gè)聚光元件入射的光的峰值亮度為L(zhǎng)p，將與所述顯示面板面的顯示區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域9等分，9個(gè)區(qū)域的各自的峰值亮度內(nèi)的最小值不到最大值的70%。7.如權(quán)利要求16中任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征在于所述多個(gè)聚光元件相對(duì)于所述顯示面板的所述多個(gè)像素，一對(duì)一對(duì)應(yīng)地配置。8.如權(quán)利要求17中任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征在于所述顯示面板具有第一基板、第二基板和設(shè)置在第一基板與第二基板之間的液晶層，第一基板配置在液晶層的照明裝置側(cè)，第二基板配置在液晶層的觀察者側(cè)，所述多個(gè)像素分別具有利用從所述照明裝置入射的光以透過(guò)模式進(jìn)行顯示的透過(guò)區(qū)域、和利用從觀察者側(cè)入射的光以反射模式進(jìn)行顯示的反射區(qū)域，所述第一基板在所述液晶層側(cè)具有規(guī)定所述透過(guò)區(qū)域的透明電極區(qū)域和規(guī)定所述反射區(qū)域的反射電極區(qū)域，所述多個(gè)聚光元件分別與所述多個(gè)像素各自的所述透過(guò)區(qū)域?qū)?yīng)地配置。全文摘要本發(fā)明提供顯示裝置。該顯示裝置包括具備以矩陣狀排列的多個(gè)像素的顯示面板(100a)；具備光源(30)和導(dǎo)光板(31)并向前面射出光的照明裝置(50)；和配置在顯示面板與照明裝置之間的多個(gè)聚光元件(54a)。從照明裝置射出并向聚光元件入射的光的指向性按顯示面板面內(nèi)的位置而不同，從照明裝置射出并向聚光元件入射的光中，通過(guò)聚光元件之后透過(guò)顯示面板而用于顯示的光的、根據(jù)幾何光學(xué)求得的以顯示面板面法線為基準(zhǔn)的極角的范圍為±ω以下，當(dāng)使極角為±ω的范圍內(nèi)(∠AOC內(nèi))的光通量為Φω時(shí)，將與顯示面板面的顯示區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域9等分，9個(gè)區(qū)域的各自的中心的光通量Φω內(nèi)的最小值為最大值的70％以上。文檔編號(hào)G02F1/13357GK101542365SQ200780042828公開(kāi)日2009年9月23日申請(qǐng)日期2007年11月9日優(yōu)先權(quán)日2006年11月20日發(fā)明者佐藤孝,渡邊壽史申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社