JP2019082594A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】映込み写像性を低減することができ、しかも、外光コントラストの低下が生じ難い構成、構造を有する表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、積層構造体30によって覆われた複数の光出射部21が配列されて成り;積層構造体30は、複数の層が積層されて成り、光出射面30Aは平坦であり;積層構造体30の内部に位置する少なくとも1層(凹凸部賦形層51)の界面には、複数の凹凸部52が形成されている。【選択図】 図1
Description
本開示は、表示装置に関する。
発光素子、具体的には、発光ダイオード(LED)が2次元マトリックス状に配列されて成る発光ダイオード表示装置が周知である。そして、高いコントラストを得るために、屡々、LEDを保護層で被覆し、保護層上に光を通過させない材料から成る層(ブラックマトリクス層)を形成し、ブラックマトリクス層上に反射防止膜を形成する構造が採用されている。しかしながら、このような構造を有する発光ダイオード表示装置にあっても、強い外光のもとでは、発光ダイオード表示装置の表面に、例えば、発光ダイオード表示装置の表面近傍の環境が映り込み、発光ダイオード表示装置の表面において視認されてしまうといった問題がある。尚、このような現象を、便宜上、「映込み」と呼び、映込みによって視認される像の鮮鋭度合を「写像性」と表現し、『映込みの写像性』が高いとは、この像の鮮鋭度が高いことを意味し、『映込みの写像性』が低いとは、この像の鮮鋭度が低いことを意味する。
このような問題を解決する手段が、即ち、映込みの写像性を低減させる手段が、例えば、特開2015−034948号公報に開示されている。具体的には、特開2015−034948号公報に開示された表示装置は、
複数の発光部、
複数の発光部のそれぞれを取り囲む光吸収部、
発光部及び光吸収部の両表面に設けられた低反射層、
を含み、
光吸収部の表面は光を拡散する凹凸面であり、
低反射層は凹凸面に倣って設けられている、
といった構造を有する。
複数の発光部、
複数の発光部のそれぞれを取り囲む光吸収部、
発光部及び光吸収部の両表面に設けられた低反射層、
を含み、
光吸収部の表面は光を拡散する凹凸面であり、
低反射層は凹凸面に倣って設けられている、
といった構造を有する。
この特許公開公報に開示された技術にあっては、映込みの写像性を低減することができる。しかしながら、表示装置の最表面に位置する低反射層が凹凸状となっているが故に、発光部からの光が低反射層によって散乱され、外光コントラストの低下が生じ易い。発光ダイオード表示装置の表面を観察したとき、黒く沈んだ状態に見えることが画像品質の向上といった観点から望ましい。然るに、外光コントラストが低下すると、黒く沈んだ状態には見えなくなる。云い換えれば、所謂黒浮きが発生する。
従って、本開示の目的は、映込みの写像性を低減することができ、しかも、外光コントラストの低下が生じ難い構成、構造を有する表示装置を提供することにある。
上記の目的を達成するための本開示の表示装置は、積層構造体によって覆われた複数の光出射部が配列されて成る表示装置であって、
積層構造体は、複数の層が積層されて成り、光出射面は平坦であり、
積層構造体の内部に位置する少なくとも1層の界面には、複数の凹凸部が形成されている。
積層構造体は、複数の層が積層されて成り、光出射面は平坦であり、
積層構造体の内部に位置する少なくとも1層の界面には、複数の凹凸部が形成されている。
本開示の表示装置において、積層構造体の光出射面は平坦であり、積層構造体の内部に位置する少なくとも1層の界面に複数の凹凸部が形成されている。その結果、積層構造体の光出射面によって反射された外光と、界面に複数の凹凸部が形成された層(便宜上、『凹凸部賦形層』と呼ぶ)によって反射された外光とは、相互に平行ではなくなるので、映込みの写像性が低減され、且つ、外光コントラストの低下が生じ難い(即ち、黒浮きが発生し難い)。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
1.本開示の表示装置、全般に関する説明
2.実施例1(本開示の表示装置)
3.その他
1.本開示の表示装置、全般に関する説明
2.実施例1(本開示の表示装置)
3.その他
〈本開示の表示装置、全般に関する説明〉
本開示の表示装置において、積層構造体は、各光出射部から出射された光が通過する光通過領域、及び、光通過領域の外側に位置し、光出射部から出射された光を通過させない光非通過領域を有し;積層構造体の内部に位置する少なくとも1層(凹凸部賦形層)は光非通過領域に位置し、積層構造体の内部に位置する少なくとも1層(凹凸部賦形層)の光出射側の界面には凹凸部が形成されている形態とすることができる。そして、この場合、複数の凹凸部が形成された層(凹凸部賦形層)は、光を通過させない材料から成る形態とすることができる。ここで、光を通過させない材料として、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂又はシアノアクリレート系樹脂に、例えば、粉状のカーボンを添加した材料を例示することができる。そして、このような凹凸部賦形層の形成方法として、これらの材料に適した方法、例えば、塗布法や印刷法を挙げることができる。凹凸部の形成方法として、スタンパーを用いたスタンプ法や、レジスト・エッチバック法を例示することができる。尚、光非通過領域は、厚さが薄い場合、光出射部から出射された光を僅かだが通過する場合がある。しかしながら、このような場合も、「光非通過領域は光出射部から出射された光を通過させない」とする。
本開示の表示装置において、積層構造体は、各光出射部から出射された光が通過する光通過領域、及び、光通過領域の外側に位置し、光出射部から出射された光を通過させない光非通過領域を有し;積層構造体の内部に位置する少なくとも1層(凹凸部賦形層)は光非通過領域に位置し、積層構造体の内部に位置する少なくとも1層(凹凸部賦形層)の光出射側の界面には凹凸部が形成されている形態とすることができる。そして、この場合、複数の凹凸部が形成された層(凹凸部賦形層)は、光を通過させない材料から成る形態とすることができる。ここで、光を通過させない材料として、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂又はシアノアクリレート系樹脂に、例えば、粉状のカーボンを添加した材料を例示することができる。そして、このような凹凸部賦形層の形成方法として、これらの材料に適した方法、例えば、塗布法や印刷法を挙げることができる。凹凸部の形成方法として、スタンパーを用いたスタンプ法や、レジスト・エッチバック法を例示することができる。尚、光非通過領域は、厚さが薄い場合、光出射部から出射された光を僅かだが通過する場合がある。しかしながら、このような場合も、「光非通過領域は光出射部から出射された光を通過させない」とする。
上記の好ましい形態を含む本開示の表示装置にあっては、複数の凹凸部が形成された層(凹凸部賦形層)と光出射側で接する層(便宜上、『隣接層』と呼ぶ場合がある)を構成する材料の空気に対する臨界角をθc、各凹凸部の斜面の最大傾斜角をαとしたとき、0<α≦θc/2を満足することが好ましく、αの値として、限定するものではないが、具体的には、1度乃至2度を挙げることができる。更には、この場合、各凹凸部の軸線を含む仮想平面で斜面を切断したときの斜面の断面(以下、単に『斜面の断面』と呼ぶ場合がある)は曲線から構成されていることが好ましい。曲線として、例えば、斜面の下端から斜面の上端に亙り、下に凸の滑らかな曲線、変曲点、及び、上に凸の滑らかな曲線の組み合わせ(例えば、釣り鐘型や紡錘型に近似・類似した形状)を挙げることができる。尚、斜面を微細に観察したとき、斜面の形成方法等に依存して斜面に細かい凸凹が生じる場合があるが、斜面を巨視的に観察したとき滑らかであれば、斜面の断面は曲線から構成されていると云える。また、凹凸部の頂面の断面形状は、上に凸の滑らかな曲線から構成されていることが好ましいが、これに限定するものではない。同様に、平坦な光出射面を微細に観察したとき、光出射面の形成方法等に依存して光出射面に細かい凸凹が生じる場合があるが、光出射面を巨視的に観察したとき滑らかであれば、光出射面は平坦であると云える。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の表示装置において、積層構造体の光出射面には反射防止膜が形成されている形態とすることができる。反射防止膜を、例えば、反射防止フィルム(ARフィルム)から構成し、反射防止フィルム(ARフィルム)を光出射面に貼り合わせることで、積層構造体の光出射面に反射防止膜を形成することができる。あるいは又、積層構造体の光出射面に、低屈折率材料と高屈折率材料とから成る誘電体多層膜から構成された反射防止膜を、各種の塗布法やスパッタリング法等の物理的気相成長法(PVD法)によって形成してもよい。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の表示装置において、各凹凸部の平面形状は、複数の同心円、複数の同心の矩形、複数の同心の多角形、複数の放射光に延びる線分の集合、規則的に配列された複数のドット、及び、線対称ではなく、且つ、点対称ではなく、且つ、回転対称ではない線分の集合(ランダムに配置された線分の集合)から成る群から選択された少なくとも1種類の形状から構成されている形態とすることができるし、これらの形状の任意の組み合わせとすることもできる。各凹凸部と光出射部との位置関係は、本質的に任意である。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の表示装置において、複数の凹凸部のそれぞれは、矩形の頂点上に配置されており、又は、六角形の頂点上に配置されており、又は、放射状に配置されており、又は、ランダムに配置されている形態とすることができるし、これらの配置の任意の組み合わせとすることもできる。あるいは又、複数の凹凸部は、線対称に配置されていてもよいし、点対称に配置されていてもよいし、回転対称に配置されていてもよいし、非対称に配置されていてもよい。複数の凹凸部のそれぞれの配置位置と光出射部の配置位置との関係は、本質的に任意である。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の表示装置において、積層構造体の光出射面から入射した外光は、積層構造体や凹凸部賦形層によって吸収される部分を除き、複数の凹凸部が形成された層において反射され、積層構造体の光出射面から出射される形態とすることができる。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の表示装置において、光出射部は、発光ダイオード(LED)から成り、又は、半導体レーザ素子から成る構成とすることができる。そして、これらの構成において、発光ダイオードあるいは半導体レーザ素子から成る発光素子から構成された光出射部は、基体に取り付けられている(実装されている)構成とすることができる。具体的には、光出射部は、例えば、ガラス基板やプリント配線板から成る基体上に形成された配線層に取り付けられている(実装されている)構成とすることができる。
あるいは又、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の表示装置において、光出射部は、エレクトロルミネッセンス素子(EL素子)から成り、又は、液晶表示素子から成る構成とすることができる。尚、これらの構成において、積層構造体は、各光出射部から出射された光が通過する光通過領域、及び、光通過領域の外側に位置し、光出射部から出射された光を通過させない光非通過領域を有する構成とすることもできるし、積層構造体は、全体として、光出射部から出射された光に対して透明な材料から成る層が積層された構造とすることもできる。後者の場合には、複数の凹凸部が形成された層(凹凸部賦形層)を、光を通過させない材料から構成する必要はない。ここで、光出射部がエレクトロルミネッセンス素子(EL素子)あるいは液晶表示素子から成る構成にあっては、表示装置を、エレクトロルミネッセンス表示装置あるいは液晶表示装置から構成することができる。
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の表示装置(以下、これらを総称して、『本開示の表示装置等』と呼ぶ場合がある)において、発光ダイオードや半導体レーザ素子から光出射部を構成する場合、光出射部の大きさ(例えばチップサイズ)は特に制限されないが、典型的には微小なものであり、具体的には、例えば1mm以下、あるいは、例えば0.3mm以下、あるいは、例えば0.1mm以下、より具体的には0.03mm以下の大きさのものである。表示装置等の用途や機能、表示装置等に要求される仕様等に応じて、表示装置等を構成する光出射部の数、種類、実装(配置)、間隔等が決められる。光出射部は、赤色を発光する赤色光出射部から構成されていてもよいし、緑色を発光する緑色光出射部から構成されていてもよいし、青色を発光する青色光出射部から構成されていてもよいし、赤色光出射部と緑色光出射部と青色光出射部との組み合わせから構成されていてもよい。即ち、光出射部は、赤色光出射部がパッケージされたものから構成されていてもよいし、緑色光出射部がパッケージされたものから構成されていてもよいし、青色光出射部がパッケージされたものから構成されていてもよいし、赤色光出射部、緑色光出射部及び青色光出射部から成る発光ユニットがパッケージされたものから構成されていてもよい。パッケージを構成する材料として、セラミック、樹脂、金属等を挙げることができるし、パッケージを構成する基板上に配線を設けた構造を挙げることもできる。
複数の光出射部(複数の画素)が、例えば、第1の方向、及び、第1の方向と直交する第2の方向に2次元マトリクス状に配列されている。発光ユニットを構成する赤色光出射部の数をNR、発光ユニットを構成する緑色光出射部の数をNG、発光ユニットを構成する青色光出射部の数をNBとしたとき、NRとして1又は2以上の整数を挙げることができるし、NGとして1又は2以上の整数を挙げることができるし、NBとして1又は2以上の整数を挙げることができる。NRとNGとNBの値は、等しくともよいし、異なっていてもよい。NR,NG,NBの値が2以上の整数である場合、1つの発光ユニット内において、光出射部は直列に接続されていてもよいし、並列に接続されていてもよい。(NR,NG,NB)の値の組合せとして、限定するものではないが、(1,1,1)、(1,2,1)、(2,2,2)、(2,4,2)を例示することができる。3種類の副画素によって1画素を構成する場合、3種類の副画素の配列として、デルタ配列、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、レクタングル配列を挙げることができる。そして、光出射部を発光素子から構成する場合、発光素子を、PWM駆動法に基づき、しかも、定電流駆動すればよい。あるいは又、3つのパネルを準備し、第1のパネルを赤色光出射部から成る発光素子の複数から構成し、第2のパネルを緑色光出射部から成る発光素子の複数から構成し、第3のパネルを青色光出射部から成る発光素子の複数から構成し、これらの3つのパネルからの光を、例えば、ダイクロイック・プリズムを用いて纏めるプロジェクタへ適用することもできる。
光出射部を発光素子から構成する場合、赤色光出射部、緑色光出射部及び青色光出射部(あるいは又、緑色光出射部及び青色光出射部)の発光層を構成する材料として、例えば、III−V族化合物半導体を挙げることができ、また、赤色光出射部の発光層を構成する材料として、例えば、AlGaInP系化合物半導体を挙げることもできる。III−V族化合物半導体として、例えば、GaN系化合物半導体(AlGaN混晶あるいはAlGaInN混晶、GaInN混晶を含む)、GaInNAs系化合物半導体(GaInAs混晶あるいはGaNAs混晶を含む)、AlGaInP系化合物半導体、AlAs系化合物半導体、AlGaInAs系化合物半導体、AlGaAs系化合物半導体、GaInAs系化合物半導体、GaInAsP系化合物半導体、GaInP系化合物半導体、GaP系化合物半導体、InP系化合物半導体、InN系化合物半導体、AlN系化合物半導体を例示することができる。
積層構造体において、複数の凹凸部が形成された層(凹凸部賦形層)と光出射側で接する層(隣接層)を構成する材料として、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂を挙げることができるし、OCA(Optical Clear Adhesive)と呼ばれる材料から構成することもできる。また、積層構造体において、隣接層の上には、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)やシクロオレフィン・コポリマーフィルム(COCフィルム)から成る第2保護層が積層され、第2保護層の表面が光出射面を構成し、第2保護層の表面には反射防止膜が形成されている形態とすることができる。
また、積層構造体において、複数の凹凸部が形成された層(凹凸部賦形層)と光出射部との間には、光出射部から出射される光に対して透明であり、しかも、高い絶縁性を有する樹脂層(保護層)が形成されている形態とすることができる。樹脂層を構成する材料として、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、シアノアクリレート系樹脂を例示することができる。
実施例1は、本開示の表示装置に関する。図1Aに、実施例1の表示装置の模式的な一部断面図を示し、図1Bに、実施例1の表示装置において映込みの写像性を低減することができる原理を説明するための表示装置の模式的な一部断面図を示す。また、実施例1の表示装置における複数の凹凸部の模式的な平面図を図2Aに示し、1つの凹凸部の模式的な斜視図を図2Bに示す。尚、図2A、後述する図3A、図4、図5、図6において、凹凸部賦形層を明示するために、凹凸部賦形層に斜線を付している。
実施例1の表示装置は、積層構造体30によって覆われた複数の光出射部21が配列されて成る。そして、積層構造体30は、複数の層が積層されて成り、光出射面30Aは平坦であり、積層構造体30の内部に位置する少なくとも1層(凹凸部賦形層51)の界面には、複数の凹凸部52が形成されている。
実施例1の表示装置において、積層構造体30は、各光出射部21から出射された光が通過する光通過領域30B、及び、光通過領域30Bの外側に位置し、光出射部21から出射された光を通過させない光非通過領域30Cを有し、積層構造体30の内部に位置する少なくとも1層(凹凸部賦形層51)は光非通過領域30Cに位置し、積層構造体30の内部に位置する少なくとも1層(凹凸部賦形層51)の光出射側の界面には凹凸部52が形成されている。ここで、複数の凹凸部52が形成された層(凹凸部賦形層51)は、光を通過させない材料から成る。具体的には、例えば、アクリル系樹脂に粉状のカーボンを添加した材料から成り、塗布法や印刷法によって形成され、凹凸部52は、スタンパーを用いたスタンプ法や、レジスト・エッチバック法によって形成することができる。
また、実施例1の表示装置において、積層構造体30の光出射面30Aには、反射防止膜34が形成されている。反射防止膜34は、例えば、反射防止フィルム(ARフィルム)から構成されており、反射防止フィルム(ARフィルム)を積層構造体30の光出射面30Aに貼り合わせることで、積層構造体30の光出射面30Aに反射防止膜34を形成することができる。
実施例1の表示装置において、各凹凸部52の平面形状は規則的に配列された複数のドットであり、複数の凹凸部52のそれぞれは矩形の頂点上に配置されている。各凹凸部52と光出射部21との位置関係は本質的に任意であるし、複数の凹凸部52のそれぞれの配置位置と光出射部21の配置位置との関係も本質的に任意である。即ち、例えば、図2Aに示す例では、4×4=16の凹凸部52を図示しており、凹凸部52と凹凸部52との間には凹凸部賦形層51が認められるが、光出射部21は、例えば、この図2Aに図示した領域のどこかに形成されていればよいし、この図2Aに図示した領域の外側に形成されていてもよい。そして、前述したとおり、積層構造体30は、各光出射部21から出射された光が通過する光通過領域30B、及び、光通過領域30Bの外側に位置し、光出射部21から出射された光を通過させない光非通過領域30Cを有していればよい。凹凸部52の軸線を含む仮想平面で斜面を切断したときの斜面の断面は、図2Bに見られるように曲線である。
また、実施例1の表示装置において、光出射部21は発光ダイオード(LED)から成り、光出射部21は基体に取り付けられている(実装されている)。具体的には、光出射部21は、例えば、ガラス基板やプリント配線板から成る基体11上に形成された配線層12に取り付けられている。光出射部21を、赤色を発光する赤色光出射部、緑色を発光する緑色光出射部、及び、青色を発光する青色光出射部から成る発光ユニットがパッケージされたものから構成してもよい。赤色光出射部、緑色光出射部及び青色光出射部は、周知の構成、構造を有するし、パッケージも、周知の構成、構造を有する。そして、光出射部21を発光ユニットから構成する場合、表示装置を構成する1画素は、上述したとおり、例えば、1つの赤色光出射部、1つの緑色光出射部及び1つの青色光出射部から構成されている。即ち、NR=NG=NB=1である。
積層構造体30は、基体側から、アクリル系樹脂から成る樹脂層(保護層)31、凹凸部賦形層51、アクリル系樹脂から成るOCAから構成された隣接層32、及び、PETフィルムから成る第2保護層33が積層されて成る。表示装置の製造においては、光出射面30Aに反射防止膜34が形成された第2保護層33及び隣接層32が積層された積層材料を準備する。一方、基体11上に形成された配線層12に実装された光出射部21、配線層12及び基体11の上に樹脂層31を構成する樹脂を塗布し、硬化させて樹脂層31を得た後、樹脂層31の上に凹凸部賦形層51を構成する樹脂を塗布、露光し、硬化させ、光通過領域30B及び光非通過領域30Cを形成し、更に、凹凸部52を賦形することで、凹凸部賦形層51を得ることができる。その後、凹凸部賦形層51(光通過領域30B)及び光非通過領域30Cの上に積層材料を貼り合わせる。尚、熱可塑性紫外線硬化型の隣接層32を用いることもできる。あるいは又、隣接層32を構成する材料が液状の場合、凹凸部賦形層51(光通過領域30B)及び光非通過領域30Cの上にこの液状の材料を塗布し、必要に応じてプレキュアした後、第2保護層33を重ね合わせ、紫外線によって液状の材料を硬化させ、隣接層32と第2保護層33とを一体化してもよい。
図21に、従来の表示装置の問題点を説明するための従来の表示装置の模式的な一部断面図を示すが、図1B及び図21に図示するように、表示装置に入射する外光Aの一部は、積層構造体30の光出射面30Aにおいて、例えば、正反射される。尚、正反射された光線を、図1B及び図21において「B」で示す。表示装置に入射する外光Aの残部(光出射面の領域等で吸収された部分を除く)は、積層構造体30に侵入する。そして、図1Bに示すように、凹凸部賦形層51に衝突し、反射される。反射された光線を、図1Bにおいて「C」で示す。一方、図21に示す従来の表示装置にあっては、凹凸部が形成されていない、所謂ブラックマトリクス層51”に衝突し、反射される。反射された光線を、図21において「C”」で示す。従来の表示装置にあっては、平坦なブラックマトリクス層51”に衝突し、反射されるが故に、光線Bと光線C”とは平行である。一方、実施例1の表示装置にあっては、凹凸部賦形層51に衝突し、反射されるが故に、光線Bと光線Cとは非平行である。
説明の簡素化のために、凹凸部52が、最大傾斜角α(度)を有する正四角錐から構成されているとする。そして、正四角錐の頂点と、最大傾斜角α(度)を有する斜面の領域を含む仮想辺面で正四角錐から成る凹凸部52を含む表示装置を切断したときの模式的な一部断面図を図22Aに示す。また、従来の表示装置の模式的な一部断面図を図22Bに示す。即ち、実施例1の表示装置及び従来の表示装置における入射光及び出射光の挙動を示す表示装置の模式的な一部断面図を、図22A及び図22Bに示す。尚、図22A、図22B及び図22Cは一部断面図であるが、斜線を付すことを省略した。
図22Bにも示すように、従来の表示装置にあっては、平坦なブラックマトリクス層51”に衝突し、反射されるが故に、光線Bと光線C”とは平行である。一方、図22Aにも示すように、実施例1の表示装置にあっては、凹凸部賦形層51に衝突し、反射されるが故に、光線Bと光線Cとは非平行である。光線Cに基づき形成される像は、恰も、光線A’に基づき形成されるように観察される。即ち、実施例1の表示装置にあっては、光線Bに基づき形成される像は光線Aに基づき形成され、光線Cに基づき形成される像は光線A’に基づき形成されるように観察されるので、これらの像の基となる物体(実際の物体及び虚構の物体)が、異なる場所に位置していると視認される。それ故、光出射面30Aに映る像の明確性、明瞭性が低下し、映込みの写像性を低減することができる。
実施例1の表示装置における入射光及び出射光の挙動の詳細を示す模式的な一部断面図を図22Cに示す。実施例1の表示装置において、積層構造体30の光出射面30Aに対して入射角θ1iで光が光出射面30Aに入射するとする。また、隣接層32の屈折率をn1とする。入射角θ1iの光が隣接層32に侵入するときの屈折角θ1rは、以下の式(1)で表される。
sin(θ1i)=n1・sin(θ1r) (1)
sin(θ1i)=n1・sin(θ1r) (1)
隣接層32中を進行する光は、凹凸部52の斜面に衝突し、斜面において反射され、光出射面30Aに向かって進行する。ここで、凹凸部52が最大傾斜角α(度)を有する正四角錐から構成されているとしているので、光出射面30Aに向かって進行する光の隣接層32と第2保護層33の界面における法線との成す角度(屈折角θ2r)は、以下の式(2)のとおりとなる。
θ2r=θ1r+2α (2)
θ2r=θ1r+2α (2)
また、光出射面30Aから出射する光の光出射面30Aの法線との成す角度θ2iとθ2rとの関係は、以下の式(3)のとおりとなる。
sin(θ2i)=n1・sin(θ2r) (3)
sin(θ2i)=n1・sin(θ2r) (3)
式(3)に式(2)を代入すると、
sin(θ2i)=n1・sin{θ1r+2α}
=n1[sin(θ1r)・cos(2α)+cos(θ1r)・sin(2α)] (4)
となる。
sin(θ2i)=n1・sin{θ1r+2α}
=n1[sin(θ1r)・cos(2α)+cos(θ1r)・sin(2α)] (4)
となる。
また、
sin2(θ1r)+cos2(θ1r)=1
なので、
cos(2θ1r)={1−sin2(2θ1r)}1/2
となり、これを式(4)に代入すると、
sin(θ2i)
=n1[sin(θ1r)・cos(2α)
+{1−sin2(θ1r)}1/2・sin(2α)] (5)
となる。更に、式(5)に式(1)を代入すると、
sin(θ2i)
=cos(2α)・sin(θ1i)
+sin(2α){n2−sin2(θ1i)}1/2 (6)
となる。従って、
θ2i=sin-1[cos(2α)・sin(θ1i)
+sin(2α){n2−sin2(θ1i)}1/2] (7)
となる。
sin2(θ1r)+cos2(θ1r)=1
なので、
cos(2θ1r)={1−sin2(2θ1r)}1/2
となり、これを式(4)に代入すると、
sin(θ2i)
=n1[sin(θ1r)・cos(2α)
+{1−sin2(θ1r)}1/2・sin(2α)] (5)
となる。更に、式(5)に式(1)を代入すると、
sin(θ2i)
=cos(2α)・sin(θ1i)
+sin(2α){n2−sin2(θ1i)}1/2 (6)
となる。従って、
θ2i=sin-1[cos(2α)・sin(θ1i)
+sin(2α){n2−sin2(θ1i)}1/2] (7)
となる。
ところで、実施例1の表示装置において、積層構造体30の光出射面30Aに対して入射角θ1i=0(度)で光が入射する場合、式(6)は、以下のとおりとなる。
sin(θ2i)=n1・sin(2α) (8)
sin(θ2i)=n1・sin(2α) (8)
そして、凹凸部52の斜面において反射され、光出射面30Aに向かって進行する光が光出射面30Aにおいて全反射すると、全反射した光は、凹凸部賦形層51へと戻され、凹凸部賦形層51に再び衝突する結果、迷光が発生し、外光コントラストが低下する原因となる。
ここで、式(8)の左辺のsin(θ2i)の値が1の場合が、光出射面30Aに向かって進行する光が光出射面30Aにおいて全反射する条件となる。従って、凹凸部52が最大傾斜角α(度)が、
n1・sin(2α)<1 (9)
を満足する場合、積層構造体30の光出射面30Aに向かって進行する光が光出射面30Aにおいて全反射することなく、光出射面30Aから外部に出射される。従って、迷光の発生、外光コントラストの低下を抑制することができる。入射角θ1iの値が0度を超える場合であっても、式(9)を満足すれば、積層構造体30の光出射面30Aに向かって進行する光が光出射面30Aにおいて全反射することなく、光出射面30Aから外部に出射される。ここで、式(9)は、隣接層を構成する材料の空気に対する臨界角をθcとしたときの全反射が生じる条件に等しい。それ故、0<α≦θc/2を満足することで、光出射面30Aにおいて全反射することなく、光出射面30Aから外部に出射される。
n1・sin(2α)<1 (9)
を満足する場合、積層構造体30の光出射面30Aに向かって進行する光が光出射面30Aにおいて全反射することなく、光出射面30Aから外部に出射される。従って、迷光の発生、外光コントラストの低下を抑制することができる。入射角θ1iの値が0度を超える場合であっても、式(9)を満足すれば、積層構造体30の光出射面30Aに向かって進行する光が光出射面30Aにおいて全反射することなく、光出射面30Aから外部に出射される。ここで、式(9)は、隣接層を構成する材料の空気に対する臨界角をθcとしたときの全反射が生じる条件に等しい。それ故、0<α≦θc/2を満足することで、光出射面30Aにおいて全反射することなく、光出射面30Aから外部に出射される。
n1=1.50とした場合の、最大傾斜角(α)とΔθ{=θ2i−θ1i]との関係を求めた結果を図20に示す。尚、図20において、「A」は、入射角θ1i=0度のときのデータを示し、「B」は、入射角θ1i=20度のときのデータを示し、「C」は、入射角θ1i=40度のときのデータを示し、「D」は、入射角θ1i=60度のときのデータを示す。最大傾斜角αの値を21度以下とすることで、積層構造体30の光出射面30Aに向かって進行する光が光出射面30Aにおいて全反射することなく、光出射面30Aから外部に出射される。即ち、迷光の発生、外光コントラストの低下を抑制することができる。
以上のとおり、複数の凹凸部52が形成された層(凹凸部賦形層51)と光出射側で接する層(隣接層32)を構成する材料の空気に対する臨界角をθc、各凹凸部52の斜面の最大傾斜角をαとしたとき、0<α≦θc/2を満足することが好ましい。また、最大傾斜角αの値として、1度乃至2度を挙げることができる。積層構造体30の光出射面30Aから入射した外光は、積層構造体30や凹凸部賦形層51によって吸収される部分を除き、複数の凹凸部52が形成された層(凹凸部賦形層51)において反射され、積層構造体30の光出射面30Aから出射される。
映込みの写像性及び外光コントラストの評価のためのシミュレーションを行った。シミュレーションにおいては、図10に示す系を想定した。即ち、50mm×50mmの格子状の光源(ランバーシアン光源)から300mm離れた光出射面30Aに向けてランバーシアン光を出射し、格子状の光源が映り込む光出射面30Aの表面状態を、光出射面30Aから700mm離れて位置する輝度計にて測定することを想定した。また、実施例1の表示装置において、各凹凸部52の平面形状は、図2Aに示すように、規則的に配列された複数の直径50μmのドット(平面形状は円形)であり、複数の凹凸部52のそれぞれは、矩形の頂点上に配置されており、配置ピッチは50μmであるとした。凹凸部52の大きさ、凹凸部52の配置ピッチは、光出射部21から出射される光の波長(λ0)よりも充分に大きいことが好ましく、例えば、1×102・λ0以上であることが好ましい。また、複数の凹凸部52の配置密度は出来る限り高いことが望ましい。
図21に示したブラックマトリクス層51”を備えた従来の表示装置において、シミュレーションに基づき、積層構造体30の光出射面30Aによって反射された光(図21の光線B参照)により得られた像を図11の(A−1)に示し、ブラックマトリクス層51”によって反射された光(図21の光線C”参照)により得られた像を図11の(A−2)に示し、図11の(A−1)に示す像と図11の(A−2)に示す像とを合成した像を図11の(A−3)に示す。同様に、実施例1の表示装置において、シミュレーションに基づき、積層構造体30の光出射面30Aによって反射された光(図1Bの光線B参照)により得られた像を図11の(B−1)に示し、凹凸部賦形層51によって反射された光(図1Bの光線C参照)により得られた像を図11の(B−2)に示し、図11の(B−1)に示す像と図11の(B−2)に示す像とを合成した像を図11の(B−3)に示す。図11の(A−3)に比較して、実施例1の表示装置にあっては、図11の(B−3)に示すように、格子状の光源の像の明確性、明瞭性が低下している。即ち、従来の表示装置よりも凹凸部賦形層51を備えた実施例1の表示装置にあっては、映込みの写像性が低減している。
尚、図11、後述する図12、図13、図14B、図16、図17、図18、図19においては、積層構造体30の光出射面30Aによって反射された光に基づき得られた像を反転して示している。即ち、像の明るい部分を、これらの図面においては、黒く示しており、像の暗い部分を、これらの図面においては、白く示している。
サンドブラスト法によってブラックマトリクス層51”の表面をランダムに荒らした従来の表示装置におけるブラックマトリクス層の模式的な斜視図、並びに、格子状の光源の像及び格子状の光源の像の外側近傍に位置する領域(便宜上、『外側領域』と呼ぶ)の像の輝度測定を行った結果を、図13に示す。外側領域の輝度は「0」になってはいない。格子状の光源の像の平均輝度を100としたとき、外側領域の平均輝度は「4」であった。尚、図12及び図13において、平均輝度を規格化して示している。一方、実施例1の表示装置における凹凸部賦形層の模式的な斜視図、並びに、格子状の光源の像及び格子状の光源の像の外側近傍に位置する領域(外側領域)の像の輝度測定を行った結果を、図12の(A)に示し、後述する実施例1の変形例−1における凹凸部賦形層の模式的な斜視図、並びに、格子状の光源の像及び格子状の光源の像の外側近傍に位置する領域(外側領域)の像の輝度測定を行った結果を、図12の(B)に示すが、いずれの場合にあっても、外側領域の輝度は「0」である。即ち、ブラックマトリクス層51”の表面をランダムに荒らすことでブラックマトリクス層51”に衝突した光が四方八方に散乱・反射する従来の表示装置に比べて、規則的な凹凸部52が設けられた凹凸部賦形層51を有する実施例1の表示装置にあっては、優れた外光コントラストが得られることが判る。尚、輝度測定は、図12のA−A及び図13のA−Aで示す領域に沿って行った。
最大傾斜角αを1度及び2度としたとき、実施例1の表示装置において、格子状の光源の像がどのように視認されるかをシミュレーションした結果を、図11の(C−2)及び(C−3)に示し、平坦なブラックマトリクス層51”を備えた従来の表示装置において、格子状の光源の像がどのように視認されるかをシミュレーションした結果を、図11の(C−1)に示す。平坦なブラックマトリクス層51”を備えた従来の表示装置においては、前述したとおり、光線Bにより得られた像と光線C”により得られた像とは、重なって視認される。一方、実施例1の表示装置にあっては、光線Bにより得られた像と光線Cにより得られた像とが重なって視認されず、二重の像として視認され、図1Bに示した光線Cに基づき形成される格子状の光源の像は、最大傾斜角の値が大きくなるに従い、広がっていることが判る。
上述したとおり、実施例1の表示装置において、各凹凸部52の平面形状は、規則的に配列された複数の直径50μmのドット(平面形状は円形)であり、複数の凹凸部52のそれぞれは、矩形の頂点上に配置されており、配置ピッチは50μmであるとした。そして、凹凸部52の軸線を含む仮想平面で斜面を切断したときの斜面の断面を、直線状の斜面とした場合(図14Aの断面図を示すグラフAを参照)と、曲線とした場合(図14Aの断面図を示すグラフB及び図15を参照)とにおける映込みの写像性を、シミュレーションに基づき評価した。その結果を図14Bに示すが、各凹凸部52の軸線を含む仮想平面で斜面を切断したときの斜面の断面が曲線である場合(図14Bの右側のグラフを参照)の方が、直線状の斜面とした場合(図14Bの左側のグラフを参照)よりも、映込みの写像性が一層低減していることが判る。これは、実施例1の表示装置における各凹凸部52の斜面の断面を直線状及び曲線としたときに斜面によって反射される光の挙動を模式的に図14Cに示すように、各凹凸部52の軸線を含む仮想平面で斜面を切断したときの斜面の断面が直線状である場合、凹凸部賦形層51に衝突し、反射された光線は互いに平行であるが(図14Cの左側の模式図を参照)、各凹凸部52の軸線を含む仮想平面で斜面を切断したときの斜面の断面が曲線である場合、凹凸部賦形層51に衝突し、反射された光線は互いに平行ではなくなり(図14Cの右側の模式図を参照)、映込みの写像性が一層低減する。
反射防止膜34の有無によって映込みの写像性がどの程度変わるかをシミュレーションした結果を図16の(A)及び(B)に示すが、反射防止膜34を設けた方が(図16の(A)参照)、反射防止膜34を設けない場合(図16の(B)参照)と比較して、映込みの写像性が一層低減していることが判る。即ち、反射防止膜34を設けると光線Bの割合が相対的に小さくなる結果、光線Bにより得られた像の像全体に対する寄与が小さくなる一方、光線Cにより得られた像の像全体に対する寄与が大きくなるので、全体として、映込みの写像性が一層低減する。また、複数の凹凸部52のそれぞれが矩形の頂点上に配置されており、配置ピッチを50μmとした場合と、配置ピッチを100μmとした場合とで、映込みの写像性がどの程度変わるかをシミュレーションした結果を図16の(C)及び(D)に示すが、配置ピッチが50μmの方が(図16の(C)参照)、配置ピッチが100μmの場合(図16の(D)参照)よりも、映込みの写像性が一層低減していることが判る。即ち、複数の凹凸部52の配置密度は出来る限り高いことが望ましいことが判る。
実施例1の表示装置にあっては、積層構造体の光出射面は平坦であり、積層構造体の内部に位置する少なくとも1層の界面に複数の凹凸部が形成されている。それ故、積層構造体の光出射面によって反射された外光と、界面に複数の凹凸部が形成された層(凹凸部賦形層)によって反射された外光とは、相互に平行ではなくなるので、映込みの写像性が低減され、且つ、外光コントラストの低下が生じ難くなる。また、光出射部から出射される光が凹凸部賦形層によって影響を受けることが無く、視野角特性が悪化することもない。
以上に説明した実施例1にあっては、各凹凸部52の平面形状を、規則的に配列された複数のドットとしたが、これに限定するものではない。実施例1の表示装置における複数の凹凸部52の変形例−1の模式的な平面図及び模式的な斜視図を図3A及び図3Bに示すように、各凹凸部52の平面形状を、複数の同心円とすることもできる。凹凸部52がこのような平面形状を有する凹凸部賦形層51における映込みの写像性のシミュレーション結果の一部を、図17の(A)に示す。また、実施例1の表示装置における複数の凹凸部52の変形例−2の模式的な平面図を図4に示すように、各凹凸部52の平面形状を複数の同心の矩形とすることもできる。凹凸部52がこのような平面形状を有する凹凸部賦形層51における映込みの写像性のシミュレーション結果の一部を、図17の(B)に示す。また、実施例1の表示装置における複数の凹凸部52の変形例−3の模式的な平面図を図5に示すように、各凹凸部52の平面形状を複数の放射光に延びる線分の集合とすることもできる。凹凸部52がこのような平面形状を有する凹凸部賦形層51における映込みの写像性のシミュレーション結果の一部を、図17の(C)に示す。あるいは又、実施例1の表示装置における複数の凹凸部52の変形例−4の模式的な平面図を図6に示すように、各凹凸部52の平面形状を、線対称ではなく、且つ、点対称ではなく、且つ、回転対称ではない線分の集合(ランダムに配置された線分の集合)とすることもできる。凹凸部52がこのような平面形状を有する凹凸部賦形層51における映込みの写像性のシミュレーション結果の一部を、図17の(D)に示す。更には、実施例1の表示装置の変形例−1、変形例−2及び実施例1の表示装置における映込みの写像性のシミュレーション結果の全体を図18の上段、中段及び下段に示す。尚、各凹凸部52の平面形状を複数の同心の多角形とすることもできるし、各凹凸部52の平面形状をこれらの平面形状の任意の組合せとすることもできる。各凹凸部52と光出射部21との位置関係は、本質的に任意である。図17の(A)、(B)。(C)及び(D)から、映込みの写像性を最も低減させるためには、実施例1の表示装置における複数の凹凸部52の変形例−4を採用することが好ましいことが判った。
また、複数の凹凸部52のそれぞれは、実施例1においては、矩形の頂点上に配置されているとしたが(図2Aあるいは図7参照)、六角形の頂点上に配置されていてもよいし(図8参照)、放射状に配置されていてもよいし(図9参照)、ランダムに配置されていてもよい。複数の凹凸部52のそれぞれの配置位置と光出射部21の配置位置との関係は、本質的に任意である。複数の凹凸部52を、矩形の頂点上に配置した場合(図7参照)、六角形の頂点上に配置した場合(図8参照)、及び、放射状に配置した場合(図9参照)のそれぞれにおける映込みの写像性のシミュレーション結果の一部を、図19の(A)、(B)及び(C)に示す。図7、図8、図9において、凹凸部賦形層51を太い実線で示しているが、これらの凹凸部賦形層51の断面形状は、例えば、図2Bに図示した凹凸部52の断面形状と同じとすることができる。
以上、本開示の表示装置を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示の表示装置はこの実施例に限定するものではない。実施例において説明した表示装置の構成、構造は例示であり、適宜、変更することができるし、実施例において説明した表示装置を構成する材料も例示であり、適宜、変更することができる。複数の凹凸部賦形層が、積層構造体の内部に形成されていてもよいし、凹凸部賦形層の下方に(即ち、凹凸部賦形層と光出射部との間に)、平坦なブラックマトリクス層が形成されていてもよい。この平坦なブラックマトリクス層は、凹凸部52が形成されていない点を除き、凹凸部賦形層と同じ構成、構造を有する。
光出射部を発光ユニットから構成する場合、発光ユニットを構成する発光素子として、第1発光素子、第2発光素子、第3発光素子に、更に、第4発光素子、第5発光素子・・・を加えてもよい。このような例として、例えば、輝度向上のために白色光を発光する副画素を加えた発光ユニット、色再現範囲を拡大するために補色を発光する副画素を加えた発光ユニット、色再現範囲を拡大するためにイエローを発光する副画素を加えた発光ユニット、色再現範囲を拡大するためにイエロー及びシアンを発光する副画素を加えた発光ユニットを挙げることができる。
あるいは又、光出射部は、エレクトロルミネッセンス素子(EL素子)から成り、又は、液晶表示素子から成る構成とすることができる。尚、これらの構成にあっては、積層構造体は、各光出射部から出射された光が通過する光通過領域、及び、光通過領域の外側に位置し、光出射部から出射された光を通過させない光非通過領域を有する構成とすることもできるし、積層構造体は、全体として、光出射部から出射された光に対して透明な材料から成る層が積層された構造とすることもできる。後者の場合には、複数の凹凸部52が形成された層(凹凸部賦形層)を、光を通過させない材料から構成する必要はない。ここで、光出射部がエレクトロルミネッセンス素子(EL素子)あるいは液晶表示素子から成る構成にあっては、表示装置は、エレクトロルミネッセンス表示装置あるいは液晶表示装置から構成することができる。
具体的には、図23に模式的な一部断面図を示すように、表示装置はエレクトロルミネッセンス表示装置(有機EL表示装置)から構成されている。この有機EL表示装置は、
(A)第1電極121、例えば有機発光材料から成る発光層を備えた有機層123から構成された発光部124、及び、第2電極122が積層されて成る発光素子110が、複数、形成された第1基板111、並びに、
(B)第2電極122の上方に配された第2基板134、
を具備している。ここで、各有機EL素子110は、より具体的には、
(a)第1電極121、
(b)開口部125を有し、開口部125の底部に第1電極121が露出した第2部材152、
(c)開口部125の底部に露出した第1電極121の部分の上に少なくとも設けられ、例えば有機発光材料から成る発光層を備えた有機層123、及び、
(d)有機層123上に形成された第2電極122、
を具備している。また、第1基板111は、各発光素子110からの光を伝播して外部に出射する第1部材151を備えている。第2部材152は、第1部材151と第1部材151との間に充填されている。
(A)第1電極121、例えば有機発光材料から成る発光層を備えた有機層123から構成された発光部124、及び、第2電極122が積層されて成る発光素子110が、複数、形成された第1基板111、並びに、
(B)第2電極122の上方に配された第2基板134、
を具備している。ここで、各有機EL素子110は、より具体的には、
(a)第1電極121、
(b)開口部125を有し、開口部125の底部に第1電極121が露出した第2部材152、
(c)開口部125の底部に露出した第1電極121の部分の上に少なくとも設けられ、例えば有機発光材料から成る発光層を備えた有機層123、及び、
(d)有機層123上に形成された第2電極122、
を具備している。また、第1基板111は、各発光素子110からの光を伝播して外部に出射する第1部材151を備えている。第2部材152は、第1部材151と第1部材151との間に充填されている。
そして、1つの画素は、赤色を発光する赤色発光副画素、緑色を発光する緑色発光副画素、青色を発光する青色発光副画素の3つの副画素から構成されている。また、第2基板134はカラーフィルタ133(133R,133G,133B)を備えており、カラーフィルタ133とカラーフィルタ133との間には、複数の凹凸部52が形成された凹凸部賦形層51が形成されている。また、第1部材151及び第2電極122の上には、保護膜131及び封止材料層132が更に備えられている。封止材料層132と第2基板134の間に、カラーフィルタ133及び凹凸部賦形層51が設けられている。凹凸部賦形層51と第2基板134の間には隣接層32が形成されている。尚、場合によっては、カラーフィルタ133の形成を省略してもよい。
有機EL素子を構成する第1電極121は、層間絶縁層116上に設けられている。そして、この層間絶縁層116は、第1基板111上に形成された有機EL素子駆動部を覆っている。有機EL素子駆動部は、複数のTFTから構成されており、TFTと第1電極121とは、層間絶縁層116に設けられたコンタクトプラグ118、配線117、コンタクトプラグ117Aを介して電気的に接続されている。尚、図面においては、1つの有機EL素子駆動部につき、1つのTFTを図示した。TFTは、第1基板111上に形成されたゲート電極112、第1基板111及びゲート電極112上に形成されたゲート絶縁膜113、ゲート絶縁膜113上に形成された半導体層に設けられたソース/ドレイン領域114、並びに、ソース/ドレイン領域114の間であって、ゲート電極112の上方に位置する半導体層の部分が相当するチャネル形成領域115から構成されている。尚、図示した例にあっては、TFTをボトムゲート型としたが、トップゲート型であってもよい。TFTのゲート電極112は、走査回路(図示せず)に接続されている。
あるいは又、模式的な一部断面図を図24に示すように、液晶表示装置は複数の画素を有している。そして、液晶表示装置は、TFT(Thin Film Transistor;薄膜トランジスタ)基板220、及び、CF(Color Filter;カラーフィルタ)基板230を備えている。より具体的には、
第1基板(TFT基板)220及び第2基板(CF基板)230、
第2基板230と対向する第1基板220の対向面に形成された第1電極(画素電極)221、
第1電極(画素電極)221及び第1基板(TFT基板)220の対向面を覆う第1配向膜222、
第1基板(TFT基板)220と対向する第2基板(CF基板)230の対向面に形成された第2電極(対向電極)231、
第2電極(対向電極)231及び第2基板(CF基板)230の対向面を覆う第2配向膜232、並びに、
第1配向膜222及び第2配向膜232の間に設けられ、液晶分子251を含む液晶層250、
を有する画素が、複数、配列されて成る。
第1基板(TFT基板)220及び第2基板(CF基板)230、
第2基板230と対向する第1基板220の対向面に形成された第1電極(画素電極)221、
第1電極(画素電極)221及び第1基板(TFT基板)220の対向面を覆う第1配向膜222、
第1基板(TFT基板)220と対向する第2基板(CF基板)230の対向面に形成された第2電極(対向電極)231、
第2電極(対向電極)231及び第2基板(CF基板)230の対向面を覆う第2配向膜232、並びに、
第1配向膜222及び第2配向膜232の間に設けられ、液晶分子251を含む液晶層250、
を有する画素が、複数、配列されて成る。
更に、第1基板220には、画素電極221のそれぞれを駆動するゲート・ソース・ドレイン等を備えたTFTスイッチング素子や、これらTFTスイッチング素子に接続されるゲート線及びソース線等(図示せず)が設けられているが、これらの図示は省略した。CF基板230には、TFT基板220との対向面に、有効表示領域のほぼ全面に亙って、例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)のストライプ状フィルタにより構成されたカラーフィルタ240(240R,240G,240B)が、対向電極231と第2基板230との間に設けられている。カラーフィルタ240とカラーフィルタ240との間には、複数の凹凸部52が形成された凹凸部賦形層51が形成されている。凹凸部賦形層51と第2基板230の間には隣接層32が形成されている。
表示装置(発光素子表示装置)は、テレビジョン受像機やコンピュータ端末に代表されるカラー表示の平面型・直視型の画像表示装置だけでなく、人の網膜に画像を投影する形式の画像表示装置、プロジェクション型の画像表示装置とすることもできる。尚、これらの画像表示装置においては、限定するものではないが、例えば、第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子のそれぞれの発光/非発光状態を時分割制御することで画像を表示する、フィールドシーケンシャル方式の駆動方式を採用すればよい。
図25Aは、表示装置としてテレビジョン受像機の例を示す外観図である。テレビジョン受像機311は、筐体312と、この筐体312に収容された表示装置313とを備える。ここで、表示装置313は、上述した実施例1の表示装置、あるいは又、上述した有機EL表示装置や液晶表示装置から構成すればよい。図25Bは、表示装置としてノート型パーソナルコンピュータのディスプレイ装置を示す外観図である。ノート型パーソナルコンピュータ320は、コンピュータ本体321と表示装置323とを備える。コンピュータ本体321及び表示装置323は、それぞれ、筐体322A及び筐体322Bに収容されている。ここで、表示装置323は、上述した実施例1の表示装置、あるいは又、上述した有機EL表示装置や液晶表示装置から構成すればよい。
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
[A01]《表示装置》
積層構造体によって覆われた複数の光出射部が配列されて成る表示装置であって、
積層構造体は、複数の層が積層されて成り、光出射面は平坦であり、
積層構造体の内部に位置する少なくとも1層の界面には、複数の凹凸部が形成されている表示装置。
[A02]積層構造体は、各光出射部から出射された光が通過する光通過領域、及び、光通過領域の外側に位置し、光出射部から出射された光を通過させない光非通過領域を有し、
積層構造体の内部に位置する少なくとも1層は光非通過領域に位置し、積層構造体の内部に位置する少なくとも1層の光出射側の界面には凹凸部が形成されている[A01]に記載の表示装置。
[A03]複数の凹凸部が形成された層は、光を通過させない材料から成る[A02]に記載の表示装置。
[A04]複数の凹凸部が形成された層と光出射側で接する層を構成する材料の空気に対する臨界角をθc、各凹凸部の斜面の最大傾斜角をαとしたとき、0<α≦θc/2を満足する[A01]乃至[A03]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A05]αの値は1度乃至2度である[A04]に記載の表示装置。
[A06]各凹凸部の軸線を含む仮想平面で斜面を切断したときの斜面の断面は曲線から構成されている[A04]乃至[A05]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A07]積層構造体の光出射面には、反射防止膜が形成されている[A01]乃至[A06]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A08]各凹凸部の平面形状は、複数の同心円、複数の同心の矩形、複数の同心の多角形、複数の放射光に延びる線分の集合、規則的に配列された複数のドット、及び、線対称ではなく、且つ、点対称ではなく、且つ、回転対称ではない線分の集合から成る群から選択された少なくとも1種類の形状から構成されている[A01]乃至[A07]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A09]複数の凹凸部のそれぞれは、矩形の頂点上に配置されており、又は、六角形の頂点上に配置されており、又は、放射状に配置されている[A01]乃至[A08]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A10]積層構造体の光出射面から入射した外光は、複数の凹凸部が形成された層において反射され、積層構造体の光出射面から出射される[A01]乃至[A09]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A11]光出射部は、発光ダイオードから成る[A01]乃至[A10]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A12]光出射部は、半導体レーザ素子から成る[A01]乃至[A10]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A13]光出射部は、エレクトロルミネッセンス素子から成る[A01]乃至[A10]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A14]光出射部は、液晶表示素子から成る[A01]乃至[A10]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A01]《表示装置》
積層構造体によって覆われた複数の光出射部が配列されて成る表示装置であって、
積層構造体は、複数の層が積層されて成り、光出射面は平坦であり、
積層構造体の内部に位置する少なくとも1層の界面には、複数の凹凸部が形成されている表示装置。
[A02]積層構造体は、各光出射部から出射された光が通過する光通過領域、及び、光通過領域の外側に位置し、光出射部から出射された光を通過させない光非通過領域を有し、
積層構造体の内部に位置する少なくとも1層は光非通過領域に位置し、積層構造体の内部に位置する少なくとも1層の光出射側の界面には凹凸部が形成されている[A01]に記載の表示装置。
[A03]複数の凹凸部が形成された層は、光を通過させない材料から成る[A02]に記載の表示装置。
[A04]複数の凹凸部が形成された層と光出射側で接する層を構成する材料の空気に対する臨界角をθc、各凹凸部の斜面の最大傾斜角をαとしたとき、0<α≦θc/2を満足する[A01]乃至[A03]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A05]αの値は1度乃至2度である[A04]に記載の表示装置。
[A06]各凹凸部の軸線を含む仮想平面で斜面を切断したときの斜面の断面は曲線から構成されている[A04]乃至[A05]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A07]積層構造体の光出射面には、反射防止膜が形成されている[A01]乃至[A06]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A08]各凹凸部の平面形状は、複数の同心円、複数の同心の矩形、複数の同心の多角形、複数の放射光に延びる線分の集合、規則的に配列された複数のドット、及び、線対称ではなく、且つ、点対称ではなく、且つ、回転対称ではない線分の集合から成る群から選択された少なくとも1種類の形状から構成されている[A01]乃至[A07]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A09]複数の凹凸部のそれぞれは、矩形の頂点上に配置されており、又は、六角形の頂点上に配置されており、又は、放射状に配置されている[A01]乃至[A08]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A10]積層構造体の光出射面から入射した外光は、複数の凹凸部が形成された層において反射され、積層構造体の光出射面から出射される[A01]乃至[A09]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A11]光出射部は、発光ダイオードから成る[A01]乃至[A10]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A12]光出射部は、半導体レーザ素子から成る[A01]乃至[A10]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A13]光出射部は、エレクトロルミネッセンス素子から成る[A01]乃至[A10]のいずれか1項に記載の表示装置。
[A14]光出射部は、液晶表示素子から成る[A01]乃至[A10]のいずれか1項に記載の表示装置。
11・・・基体、12・・・配線層、21・・・光出射部、30・・・積層構造体、30A・・・光出射面、30B・・・光通過領域、30C・・・光非通過領域、31・・・樹脂層(保護層)、32・・・隣接層、33・・・第2保護層、34・・・反射防止膜、51・・・凹凸部賦形層、51”・・・ブラックマトリクス層、52・・・凹凸部、110・・・発光素子(有機EL素子)、111・・・第1基板、112・・・ゲート電極、113・・・ゲート絶縁膜、114・・・ソース/ドレイン領域、115・・・チャネル形成領域、1116・・・層間絶縁層、117A,118・・・コンタクトプラグ、117・・・配線、121・・・第1電極、122・・・第2電極、123・・・有機層、124・・・発光部、134・・・第2基板、125・・・開口部、151・・・第1部材、152・・・第2部材、131・・・保護膜、132・・・封止材料層、133,133R,133G,133B・・・カラーフィルタ、220・・・TFT(Thin Film Transistor;薄膜トランジスタ)基板、221・・・第1電極(画素電極)、222・・・第1配向膜222、230・・・CF(Color Filter;カラーフィルタ)基板、231・・・第2電極(対向電極)、232・・・第2配向膜、240,240R,240G,240B・・・カラーフィルタ、250・・・液晶層、251・・・液晶分子
Claims (14)
- 積層構造体によって覆われた複数の光出射部が配列されて成る表示装置であって、
積層構造体は、複数の層が積層されて成り、光出射面は平坦であり、
積層構造体の内部に位置する少なくとも1層の界面には、複数の凹凸部が形成されている表示装置。 - 積層構造体は、各光出射部から出射された光が通過する光通過領域、及び、光通過領域の外側に位置し、光出射部から出射された光を通過させない光非通過領域を有し、
積層構造体の内部に位置する少なくとも1層は光非通過領域に位置し、積層構造体の内部に位置する少なくとも1層の光出射側の界面には凹凸部が形成されている請求項1に記載の表示装置。 - 複数の凹凸部が形成された層は、光を通過させない材料から成る請求項2に記載の表示装置。
- 複数の凹凸部が形成された層と光出射側で接する層を構成する材料の空気に対する臨界角をθc、各凹凸部の斜面の最大傾斜角をαとしたとき、0<α≦θc/2を満足する請求項1に記載の表示装置。
- αの値は1度乃至2度である請求項4に記載の表示装置。
- 各凹凸部の軸線を含む仮想平面で斜面を切断したときの斜面の断面は曲線から構成されている請求項4に記載の表示装置。
- 積層構造体の光出射面には、反射防止膜が形成されている請求項1に記載の表示装置。
- 各凹凸部の平面形状は、複数の同心円、複数の同心の矩形、複数の同心の多角形、複数の放射光に延びる線分の集合、規則的に配列された複数のドット、及び、線対称ではなく、且つ、点対称ではなく、且つ、回転対称ではない線分の集合から成る群から選択された少なくとも1種類の形状から構成されている請求項1に記載の表示装置。
- 複数の凹凸部のそれぞれは、矩形の頂点上に配置されており、又は、六角形の頂点上に配置されており、又は、放射状に配置されている請求項1に記載の表示装置。
- 積層構造体の光出射面から入射した外光は、複数の凹凸部が形成された層において反射され、積層構造体の光出射面から出射される請求項1に記載の表示装置。
- 光出射部は、発光ダイオードから成る請求項1に記載の表示装置。
- 光出射部は、半導体レーザ素子から成る請求項1に記載の表示装置。
- 光出射部は、エレクトロルミネッセンス素子から成る請求項1に記載の表示装置。
- 光出射部は、液晶表示素子から成る請求項1に記載の表示装置。
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