JP2024100834A - 表示装置、モジュールおよび機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示装置の信頼性や表示品質の低下を抑制する上で有利な技術を提供する。【解決手段】 本発明の一実施形態に係る表示装置は、表示領域および前記表示領域の周辺に位置する周辺領域を有する表示デバイスと、前記表示デバイスに重なる透光板と、を備える表示装置であって、前記表示領域と前記透光板との間には空隙が設けられており、前記周辺領域と前記透光板との間には、前記表示デバイスと前記透光板とを接合する接合部材が設けられており、前記空隙は、前記接合部材に対して前記空隙とは反対側に存在する空間に連通していることを特徴する。【選択図】 図８

Description

本発明は、表示装置に関する。

表示装置では、表示デバイスに対向する透光板が設けられる。特許文献１には、カラーフィルタ層が配された半導体デバイスと透光板が接合部材で貼り合わされ、カラーフィルタ層と透光板との間に空隙を設けた表示装置が開示されている。

特開２０２０－７２１８７号公報

表示装置に空隙を設ける場合には、空隙を設けない場合に比べて、表示装置の信頼性や表示品質が低下する可能性が高まる。そこで本発明は、表示装置の信頼性や表示品質の低下を抑制する上で有利な技術を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る表示装置は、表示領域および前記表示領域の周辺に位置する周辺領域を有する表示デバイスと、前記表示デバイスに平面視で重なる透光板と、前記表示領域の上に配されたレンズと、を備え、前記表示領域と前記透光板との間には空隙が設けられ、前記空隙に配された異物を有する表示装置であって、
前記異物のサイズをＱ、前記レンズの高さをＨ、前記レンズの頂点から前記透光板までの距離をＧとするとき、式（１）を満たすことを特徴とする表示装置。
Ｑ≦Ｈ＜Ｇ （１）

本発明によれば、表示装置の信頼性や表示品質の低下を抑制する上で有利な技術を提供することができる。

モジュールおよび表示装置を説明する模式図。 表示装置を説明する模式図。 表示装置を説明する模式図。 表示装置を説明する模式図。 表示装置を説明する模式図。 表示装置を説明する模式図。 表示装置を説明する模式図。 表示装置を説明する模式図。 表示装置を説明する模式図。 機器を説明する模式図。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。なお、以下の説明および図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。

図１（ａ）は、表示装置８００を備えた表示モジュール９００の断面図である。図１（ｂ）は表示装置８００の平面図であり、図１（ｃ）は表示装置８００の断面図である。以下、表示装置８００の例示的な構成を説明するが、本発明は例示的な表示装置８００の構成の全ての特徴を兼ね備える必要はない。表示装置８００は、表示領域５００（図１（ｂ）、（ｃ）参照）を有する表示デバイス１００と、表示デバイス１００に重なる透光板３００と、を備える。透光板３００は、表示領域５００に空隙１８０を介して対向して配置されている。つまり、表示領域５００と透光板３００との間には空隙１８０が設けられている。表示装置８００は、透光板３００と表示デバイス１００とを接合する接合部材２００と、を備える。表示領域５００には複数の画素１４０が配列されている。画素１４０は発光素子、反射素子、シャッター素子などの表示素子を含む。表示デバイス１００は基板１０５を含む。基板１０５は導電体基板、絶縁体基板あるいは半導体基板のいずれでもよいが、本例ではシリコンからなる単結晶半導体基板である。画素１４０に付属する半導体素子の少なくとも一部は、基板１０５の中あるいは基板１０５の上に設けられている。表示デバイス１００は表示領域５００の周辺に位置する周辺領域６００を有する。透光板３００は、表示領域５００および周辺領域６００に対向して配置されている。接合部材２００は、透光板３００と表示デバイス１００の周辺領域６００との間に配置されており、接合部材２００は透光板３００と表示デバイス１００とに接している。

図１（ａ）、（ｃ）に示すように、表示装置８００は、画素１４０と透光板３００との間に空隙１８０が設けられる。透光板３００は、主面３１０と、主面３１０とは反対面である主面３２０と、側面３３０と、を有する。透光板３００の主面３１０は主面３２０よりも表示デバイス１００の近くに位置する面である。そして、透光板３００の２つの主面３１０、３２０のうちの主面３１０が空隙１８０に接する面である。表示デバイス１００は、表面１０１と、表面１０１とは反対面である裏面１０２と、端面１０３とを有する。表示デバイス１００の表面１０１は裏面１０２よりも透光板３００の近くに位置する。そして、表示デバイス１００の表面１０１、裏面１０２うちの表面１０１が空隙１８０に接する面である。空隙１８０は真空の空間であるか、気体が存在する空間である。空隙１８０を設けずに表示領域５００と透光板３００との間を透光部材で充填すると、光が透光部材に吸収されて、光の利用効率が低下し、輝度などの表示品質が低下する。空隙１８０を設けることで、表示デバイス１００の表面１０１と透光板３００の主面３１０との間での光の損失（吸収）を抑制できるため、光の利用効率の向上に有利である。空隙１８０に存在する気体は典型的には空気であり、空隙１８０のことをエアギャップと称することもできる。空隙１８０に存在する気体は、空気に限らず窒素やアルゴンなどの不活性ガスであってもよいし、活性ガスであってもよい。透光板３００は、表示領域５００および周辺領域６００に対向して配置されている。接合部材２００は、透光板３００の主面３１０と表示デバイス１００の表面１０１との間に配置されており、接合部材２００は透光板３００の主面３１０および表示デバイス１００の表面１０１に接している。表示領域５００に設けられた画素１４０に含まれる表示素子の少なくとも一部は、透光板３００と基板１０５との間に配置されている。

ここで、空隙１８０の厚さに相当する寸法として、表示デバイス１００の空隙１８０に接する表面１０１から透光板３００の空隙１８０に接する主面３１０までの距離Ｇを定義する。距離Ｇの詳細については後述する。本例では、透光板３００が接合部材２００を介して表示デバイス１００によって支持されているが、透光板３００と表示デバイス１００との間に接合部材２００を設けずに、表示デバイス１００に接しない別の支持部材によって透光板３００を支持してもよい。例えば表示デバイス１００を、枠部で囲まれた凹部を有する支持部材の凹部の底面に固定し、透光板３００を枠部に固定してもよい。そうすれば、枠部によって透光板３００と表示デバイス１００との間に空隙１８０を形成できる。

表示デバイス１００は、外部接続端子１９０を有する。外部接続端子１９０は、表示デバイス１００と透光板３００とが重なる方向において透光板３００に重ならない位置に配されている。図１（ｂ）に示す様に、透光板３００は表示デバイス１００よりも平面視での面積が小さくなっている。したがって、表示デバイス１００の表示領域５００を含む大部分は透光板３００に重なるものの、表示デバイス１００の残りの一部は透光板３００に重ならない。表示デバイス１００のうちの、この透光板３００に重ならない部分に外部接続端子１９０が設けられている。なお、基板１０５に貫通電極を設ければ、外部接続端子１９０を透光板３００に重なる位置に設けることも可能である。

表示モジュール９００は、表示装置８００の表示デバイス１００の外部接続端子１９０に接続されたフレキシブル配線板などの配線部材４００を備える。外部接続端子１９０を表示デバイス１００のうちの透光板３００に重ならない部分に設けたので、透光板３００が配線部材４００に干渉しない。外部接続端子１９０とフレキシブル配線板などの配線部材４００との電気的な接続部は、半田やＡＣＦ（異方性導電性フィルム）などの導電部材４１０によって構成される。表示モジュール９００は、表示装置８００に固定された遮光部材４５０と、遮光部材４５０に固定され、透光板３００を覆う透光部材４７０と、をさらに備えることができる。透光部材４７０と透光板３００との間には、遮光部材４５０で囲まれた空間４６０が位置する。遮光部材４５０が空間４６０を囲むことから、遮光部材４５０を枠部材あるいは外囲部材と称することもできる。透光部材４７０は空間４６０を塞ぐカバーとしての役割を有する。透光部材４７０はレンズやプリズムのような光学部材であってもよい。ユーザーは透光部材４７０および透光板３００を介して表示デバイス１００の表示領域５００に表示された画像を観察することができる。

図１（ｂ）は表示装置８００を表示デバイス１００の主面である表面１０１あるいは裏面１０２に対して平面視した際の平面図を示している。平面視における配置とは、表示デバイス１００の主面である表面１０１あるいは裏面１０２に対して垂直な方向（主面の法線方向）から表示装置８００を視た際の配置であり、重なっている部材については、透視可能であるものとする。表示デバイス１００の主面である表面１０１あるいは裏面１０２に対する平面視において、透光板３００が表示デバイス１００の表示領域５００に重なる。透光板３００が表示デバイス１００および画素１４０に対向する方向（対向方向）は、表示デバイス１００の主面である表面１０１あるいは裏面１０２に対して垂直な方向（主面の法線方向）である。表示デバイス１００は、有効画素が設けられた表示領域５００および表示領域５００の周辺に位置する周辺領域６００を有する。表示領域５００を有効画素領域と称することもできる。表示領域５００は四辺形であり、表示領域５００の各辺の長さは例えば１～１００ｍｍ、例えば５～５０ｍｍであり、対角長は例えば１～１００ｍｍ、例えば５～５０ｍｍである。表示領域５００の縦横比は例えば１６：Ｖ（Ｖ＝８～１３、典型的にはＶ＝９または１２）である。表示領域５００の対角長は２４ｍｍ以上であることが好ましい。成人の眼球のサイズの平均値は２４ｍｍであり、対角長が２４ｍｍ以上である表示領域５００を有するヘッドマウントディスプレイは、優れた映像体験をユーザーに提供できる。周辺領域６００は、周辺回路が配された周辺回路領域を含みうる。表示装置における周辺回路は、有効画素を駆動するための駆動回路や、有効画素に入力する信号を処理する、ＤＡＣ（デジタルアナログ変換回路）等の処理回路を含む。周辺領域６００は、周辺回路領域と表示領域５００との間に位置し、非有効画素が設けられた非有効画素領域を含みうる。非有効画素とは、有効画素としては機能しない、ダミー画素や基準画素、テスト画素、モニタ画素などである。

図１（ｃ）は表示装置８００の断面図である。表示装置８００は、表示デバイス１００に形成された外部接続端子１９０に、半田や異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）などの導電部材４１０を介してフレキシブル配線板（ＦＰＣ）などの配線部材４００が接続されている。表示デバイス１００は、基板１０５と、半導体素子１１０と、絶縁部材１２０と、配線構造１３０と、画素１４０と、外部接続端子１９０（パッドとも称する）を含む。表示デバイス１００には、接合部材２００を介して透光板３００が接合されており、画素１４０と透光板３００との間には所定の距離Ｇを有する空隙１８０が設けられる。基板１０５は単結晶シリコンなどの半導体からなる。半導体素子１１０はトランジスタやダイオードであり、その少なくとも一部は基板１０５の中に設けられている。配線構造１３０はアルミニウム層や銅層などの多層配線層と、ビアプラグやコンタクトプラグを含む。外部接続端子１９０は配線構造１３０に含まれる配線層で構成されうる。

絶縁部材１２０は、複数の層間絶縁層を含み、酸化シリコン層や窒化シリコン層、炭化シリコン層などからなる。なお、酸窒化シリコンや炭窒化シリコンは、窒素とシリコンを主たる元素とすることから、窒化シリコンの一種とみなす。表示デバイス１００の表示領域５００には画素１４０が設けられている。画素１４０に含まれる表示素子は、ＥＬＤ（エレクトロルミネッセンスディスプレイ）におけるＥＬ素子、ＬＣＤ（リキッドクリスタルディスプレイ）における液晶素子（シャッター素子）、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）における反射素子である。

画素１４０の表示素子は各々、絶縁部材１２０に設けられたビア（不図示）を介して配線構造１３０に接続し、配線構造１３０を介して半導体素子１１０と電気的に接続している。一般的には赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の画素１４０（ピクセル）が１セットとなって表示単位１４５の色をフルカラーで表現する。表示単位１４５に含まれる各色の画素１４０を副画素（サブピクセル）と称することもできる。各画素１４０は、少なくとも表示素子で構成され、画素１４０には、表示素子を駆動するための配線構造１３０、半導体素子１１０が付属する。また、各画素１４０は表示素子に対応したマイクロレンズやカラーフィルタなどの光学素子を含みうる。各画素１４０の大きさを画素サイズと呼び、本実施形態では画素サイズをＸと定義する。

図１（ｃ）の破線Ａで囲まれる表示領域５００の外周部及び周辺領域６００の拡大図を図２（ａ）に示す。図２（ｂ）には表示領域５００と空隙１８０を含む部分の拡大図を示す。

基板１０５の主面上に、半導体素子１１０と、絶縁部材１２０と、配線構造１３０と、画素１４０が設けられ、画素１４０の表示素子上には保護膜１５０が設けられる。画素１４０の表示素子は画素１４０毎に設けられており、例えば白色ＥＬ素子である。画素１４０は、表示素子である白色ＥＬ素子と、白色ＥＬ素子に対応付けられた原色のカラーフィルタと、を含んで構成される。白色ＥＬ素子から発光した白色光が原色のカラーフィルタを透過することで、画素１４０は原色を呈する。なお、画素１４０に含まれる表示素子が原色ＥＬ素子であれば、画素１４０のカラーフィルタを省略することもできるが、色純度向上のためにカラーフィルタを設けてもよい。

画素１４０のサイズをＸと定義する。画素１４０のサイズは１～１００μｍ、例えば１～５０μｍ、例えば２～２０μｍ、例えば３～１０μｍ、例えば５～１０μｍ、例えば６～８μｍである。保護膜１５０は、画素１４０への水分や酸素等の浸入を抑制するために設けられており、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機材料層からなる。保護膜１５０に用いられる無機材料層は、とりわけ保護膜１５０と基板１０５との間に存在する有機材料層への水分の侵入を抑制する上で有利である。保護膜１５０と基板１０５との間に存在する有機材料層は、例えば表示素子に含まれ、例えば有機発光層である。保護膜１５０の厚さは例えば１～５μｍ、例えば２～４μｍ、例えば３μｍである。図２では保護膜１５０は単層で記載しているが、複数の無機材料層の複層構造としてもよい。例えば、２つの窒化シリコン層が積層された構造を有してもよく、さらに２つの窒化シリコン層の間に酸化アルミニウム層が設けられた構造を有してもよい。この場合、酸化アルミニウム層は２つの窒化シリコン層よりも薄くてよい。保護膜１５０の上にはカラーフィルタアレイ１５２が設けられ、カラーフィルタアレイ１５２の上下には樹脂層１５１、１５３が適宜設けられる。樹脂層１５１は保護膜１５０の表面凹凸を平坦化するために形成され、アクリル樹脂、エポキシ樹脂など透明な樹脂を用いることができる。樹脂層１５１の厚さは例えば１００～１０００ｎｍであり、例えば５００ｎｍである。保護膜１５０の上には少なくとも１つの樹脂層が設けられている。保護膜１５０の上の樹脂層としては、樹脂層１５１、カラーフィルタアレイ１５２、樹脂層１５３、レンズアレイ１７０である。保護膜１５０の上の樹脂層１５３は、カラーフィルタアレイ１５２と空隙１８０との間に設けられている。保護膜１５０の上の樹脂層１５１は、カラーフィルタアレイ１５２と保護膜１５０に含まれる無機材料層との間に設けられている。

カラーフィルタアレイ１５２の詳細について説明する。表示領域５００におけるカラーフィルタアレイ１５２は、複数色の原色のカラーフィルタがアレイ状に配されて構成される。カラーフィルタアレイ１５２の原色は赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）であるが、シアン（Ｃ、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）などでもよい。各色のカラーフィルタの配列は、ストライプ配列、デルタ配列、ベイヤー配列などである。また、周辺領域６００の上においてカラーフィルタアレイ１５２は、複数色のカラーフィルタがアレイ状に配された部分である、複色部を有する。複色部は表示領域５００のカラーフィルタと同じ配列でアレイ状に配されてもよいし、複数色の画素サイズを変えて配してもよい。また周辺領域６００におけるカラーフィルタアレイ１５２に単色のカラーフィルタが延在する部分である、単色部を有してよい。ここで単色部における単色のカラーフィルタの幅は、表示領域５００における単色のカラーフィルタの幅（すなわち１画素分の幅）よりも大きい。また、複色部における単色のカラーフィルタの幅よりも大きい。単色部の幅は、例えば１０μｍ以上であり、例えば１００μｍ以上であり、例えば、１０００μｍ以下である。表示領域５００の外側に複色部を設け、さらに複色部の外側に単色部を設けてもよい。複色部と単色部の区別は周辺領域６００の回路の構成とは無関係に配置することもできる。単色部の色は、カラーフィルタアレイ１５２に含まれる複数色のカラーフィルタのうち、可視光うちのより長い波長の光を吸収しやすいものを用いることが好ましい。赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、シアン、マゼンタ、イエローの中では青色フィルタを単色部に用いることが好ましい。青色フィルタは緑色光や赤色光を吸収しやすいからである。カラーフィルタアレイ１５２の厚さは例えば０．５～５μｍ、例えば１～３μｍ、例えば１．５～２．５μｍである。

樹脂層１５３はカラーフィルタアレイ１５２の表面を平坦化することで、後に形成されるレンズアレイ１７０の形状を安定化することができる。樹脂層１５３の厚さは１００～１０００ｎｍ、例えば５００ｎｍである。樹脂層１５３上にはレンズアレイ１７０を設けてもよい。レンズアレイ１７０は少なくとも表示領域５００に設けられるが、周辺領域６００にも設けても構わない。レンズアレイ１７０は画素１４０の表示素子から出射される光を集光して取り出し効率を上げるために設けられ、透明なアクリル樹脂やスチレン樹脂などの樹脂を用いることができる。レンズアレイ１７０は透明であれば酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機材料であってもよい。典型的なレンズアレイ１７０は、典型的には球面、略球面または非球面を有するマイクロレンズが縦および横の２次元状に配列されたフライアレイであるが、シリンドリカルレンズを縦または横の１次元状に配列したものであってもよい。フライアレイでは、各マイクロレンズの離散的な頂点の数が画素１４０の数または表示単位１４５の数と一致しうる。本例では、レンズアレイ１７０の１つのマイクロレンズが１つの画素１４０に対応する。しかし、レンズアレイ１７０の１つのマイクロレンズが１つの表示単位に対応してもよく、例えば、レンズアレイ１７０の１つのマイクロレンズが１つの表示単位１４５に含まれる複数（例えば）３つの画素１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂに対応してもよい。表示領域５００におけるレンズアレイ１７０のマイクロレンズの頂点の数Ｃは、表示領域５００に設けられた表示単位１４５の数Ｎ以上（Ｃ≧Ｎ）であり、典型的には表示単位１４５に含まれる画素１４０の数Ｓとすると、Ｃ＝Ｎ×Ｓである。Ｓ≧２であれば、Ｃ≧２＊Ｎである。本例の様にＳ＝３であれば、Ｃ＝３×Ｎである。３色の副画素からなる表示領域５００がフルＨＤ規格の解像度（１９２０×１０８０）を有する場合、Ｎ＝２０７３６００であり、Ｃ＝６２２０８００である。勿論、フルＨＤ規格よりもさらに高解像度な表示領域５００を採用してもよい。その場合には、レンズアレイ１７０は６２２０８００個を超える数の頂点を有する。

レンズアレイ１７０の高さは例えば０．５～５μｍ、例えば１～３μｍ、例えば１．５～２．５μｍである。レンズアレイ１７０を構成する透明材料の屈折率は例えば１．４～２．０程度であり、空隙１８０の屈折率は１．０である。そのため、空隙１８０とレンズアレイ１７０の間の屈折率差を、表示領域５００と透光板３００の間を屈折率１．１～１．５程度の固体の透光部材で充填する場合に比べて、レンズアレイ１７０のレンズのパワーを高めることができる。これにより、光利用効率が向上し、表示品質を向上できる。以上のように表示デバイス１００は構成され、表示デバイス１００の周辺領域６００には接合部材２００が設けられ透光板３００が貼り合わされている。典型的な接合部材２００は主に樹脂からなる樹脂部分を有するが、接合部材２００はガラスフリットや金属ロウの様な無機材料で構成されていてもよい。接合部材２００の樹脂部分の中にはスペーサー２１０が設けられていることが望ましい。表示デバイス１００の表面１０１を構成するレンズアレイ１７０と透光板３００との間の空隙１８０の厚さ（距離Ｇ）は接合部材２００の厚さＴに応じて制御できる。さらに、接合部材２００がスペーサー２１０を含有することで、空隙１８０の厚さは、接合部材２００の中に含ませるスペーサー２１０のサイズに応じて決まりうる。先述したように、空隙１８０の厚さが距離Ｇと定義される。スペーサー２１０は樹脂ビーズやシリカビーズなどを用いることができる。スペーサー２１０はその姿勢に寄らず寸法を規定できる観点から、球状であることが望ましい。球状のスペーサー２１０の直径は例えば１０～５０μｍ、例えば２０～４０μｍ、例えば３０μｍである。距離Ｇは、スペーサー２１０が接する層（保護膜１５０の無機材料層あるいは樹脂層１５１，１５３）と透光板３００との間にある層（カラーフィルタアレイ１５２やレンズアレイ１７０）の厚さによって決まりうる。スペーサー２１０が接する層と透光板３００との間にある層の合計の厚さが５μｍ以下であれば、直径３０μｍのスペーサー２１０を用いる場合、距離Ｇは例えば２５～３０μｍでありうる。

透光板３００はガラスやアクリルなどの光透過性のある任意の材料を用いることができるが、無アルカリガラスを用いるのが好適である。透光板３００の厚さＲは特に限定はされないが、例えば０．１～１ｍｍ、例えば０．３～０．７ｍｍ、例えば０．５ｍｍが好適である。基板１０５の厚さＳは特に限定はされないが、例えば０．３～０．８ｍｍが好適である。基板１０５の厚さＳは透光板３００の厚さＲよりも厚いこと（Ｓ＞Ｒ）が好ましい。基板１０５を厚くすることで表示デバイス１００の損傷を抑制できるからである。基板１０５の厚さＳを３００μｍ未満にすると基板１０５が空隙１８０に向かって撓む可能性がある。透光板３００の表示デバイス１００と対向する主面３１０と側面３３０とに隣接する角部には、透光板３００の側面３３０から主面３１０にかけて、傾斜面３４０を設けてもよい。傾斜面３４０は側面３３０および主面３１０に対して傾斜している。傾斜面３４０は透光板３００となる基体を面取りすることで形成できる。この傾斜面３４０を設けることで、透光板３００を表示デバイス１００に貼り合わせる際に、透光板の角部が表示デバイス１００に接して表示デバイス１００が損傷するのを抑制することができる。この点において、傾斜面３４０の透光板３００の主面３１０と平行な方向における幅は、透光板３００の主面３１０に対する法線方向における幅（深さ）よりも大きくてよい。換言すると、傾斜面３４０と主面３１０とが成す角度（鈍角）は、傾斜面３４０と側面３３０とが成す角度（鈍角）よりも大きくてよい。傾斜面３４０の透光板３００の主面３１０と平行な方向における幅は、例えば５０～２５０μｍ、例えば２００μｍであり、透光板３００の主面３１０に対する法線方向における幅（深さ）は、例えば５０～２５０μｍ、例えば１５０μｍである。また透光板３００の２つの主面３１０、３２０の少なくとも一方は、透光板３００の基体の上に形成された反射防止膜（Ａｎｔｉ－Ｒｅｆｒｅｃｔｉｏｎ膜、略してＡＲ膜）で構成するのが好ましい。ＡＲ膜を形成することで、表示光が透光板３００の界面で反射し、表示デバイス１００で再反射することによって生じるゴースト（画像に複数の輪郭が視認される現象）を抑制することができる。なお、透光板３００の主面３１０は空隙１８０に接する面として定義されるのであり、透光板３００の基体が空隙１８０に接するのであれば、基体の面が主面３１０を構成する。透光板３００の基体の上に形成された反射防止膜等の機能膜が空隙１８０に接するのでれば、機能膜が透光板３００の主面３１０を構成する。反射防止膜以外の機能膜としては帯電防止膜や防曇膜、吸湿膜などが挙げられる。

実施形態の一例である有機ＥＬ表示装置について、図２を用いて説明する。図２に示すように、本実施形態による有機ＥＬ表示装置は基板１０５を含む。基板１０５は例えばシリコンなどの単結晶半導体基板を用いることができる。基板１０５の表面である主面１には、トランジスタ等の半導体素子１１０が設けられている。この他、基板１０５をガラスや樹脂などの絶縁体基板としてもよく、絶縁体基板の上に半導体素子１１０としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を配置してもよい。半導体素子１１０及び基板１０５の主面の上には、絶縁部材１２０が設けられている。絶縁部材１２０は酸化シリコン、窒化シリコン等が用いられる。絶縁部材１２０には、半導体素子１１０に電気的に接続されたコンタクトプラグ（不図示）が配されている。コンタクトプラグにはタングステン等の導電部材が埋め込まれている。絶縁部材１２０の内部には、コンタクトプラグを介して半導体素子１１０に電気的に接続された配線構造１３０が設けられている。配線構造１３０はアルミニウム、銅などの金属部材が用いられ、絶縁層への金属拡散を抑制するために絶縁層と配線構造１３０との界面にＴｉ、Ｔａ、ＴｉＮ、ＴａＮ等のバリアメタルを設けてもよい。基板１０５の周辺領域６００には配線構造１３０と同じ層で外部接続端子１９０や接地配線１３０Ｅが設けられる。図１（ｃ）に示すように、外部接続端子１９０上では絶縁部材１２０に開口が設けられ、絶縁部材１２０の開口から外部接続端子１９０が露出した状態とする。同様に、接地配線１３０Ｅ上において絶縁部材１２０に開口が設けられ、絶縁部材１２０の開口から接地配線１３０Ｅが露出した状態とし、後の工程で表示素子の対向電極と接地される。

表示領域５００における絶縁部材１２０の上には画素１４０に含まれる表示素子１４としての有機ＥＬ素子が設けられる。表示素子１４は配線構造１３０へビアプラグを介して電気的に接続された画素電極１４１、対向電極１４２、画素電極１４１と対向電極１４２との間に設けられる有機材料層１４３を含みうる。画素電極１４１はバンクなどの画素分離部（不図示）により画素毎に分離して配置され、有機ＥＬ素子（表示素子１４）における陽極（アノード）および陰極（カソード）の一方（本例では陽極）として機能する。対向電極１４２は、有機ＥＬ素子における陽極（アノード）および陰極（カソード）の他方（本例では陰極）として機能する。画素電極１４１間には画素電極１４１と対向電極１４２の短絡を抑制するために絶縁層による画素分離部（バンク）により画素電極１４１の端部を被覆する構造を採用するのが好ましい。画素電極１４１から正孔を注入、輸送しやすくするために正孔注入層、正孔輸送層を有機発光層と画素電極１４１の間に形成するのが好ましい。また対向電極１４２から電子を注入、輸送しやすくするために電子輸送層、電子注入層を有機発光層と対向電極１４２の間に形成するのが好ましい。ここでは画素電極１４１／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層／対向電極１４２の積層構造とした。正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層のぞれぞれは有機材料層であり、これらの有機材料層を構成する有機材料は、典型的には低分子有機材料であるが、高分子有機材料であってもよい。なお、典型的な樹脂は高分子有機材料である。なお、シリコーン樹脂は、無機の主骨格と側鎖の有機基とを有しており、無機と有機の両方の性質を兼ね備えたハイブリッド材料であり、有機材料に分類することも無機材料に分類することもできる。対向電極１４２は全画素共通の電極であり、周辺領域６００まで延伸配置され前述の接地配線１３０Ｅに接続される。対向電極１４２は、表示領域５００から周辺領域６００にかけて設けられた導電体膜である。対向電極１４２は、例えば銀（Ａｇ）などの金属材料、銀（Ａｇ）とマグネシム（Ｍｇ）との合金（ＡｇＭｇ）などの合金材料、ＩＴＯなどの透明導電材料などからなる導電体膜でありうる。配線構造１３０の接地配線１３０Ｅと対向電極１４２の各々は、互いの接続を行うための、カソードコンタクトと呼ばれる接触部７００を含む。有機材料層１４３や対向電極１４２はメタルマスクを用いた蒸着やスパッタリングにより表示領域５００の全面に形成されるが、メタルマスクと基板１０５との間に距離が生じるためメタルマスク開口よりも外側に回り込みが発生する。有機材料層１４３の回り込みは０．２ｍｍ以上であるため、接触部７００の位置は少なくとも表示領域５００の端部から０．２ｍｍ以上外側に設けることが好ましい。接触部７００の幅は例えば５０μｍ以上であり、例えば５００μｍ以下であり、例えば１００～２００μｍである。

この後、有機ＥＬ素子（表示素子１４）上に水分の浸透を抑制するための封止用の保護膜１５０を形成する。保護膜１５０は表示素子を保護するために設けられ、パッシベーション膜や封止膜とも称される。保護膜１５０の上に光取り出し効率を高めるためのレンズ構造を別途設けてもよい。後述のカラーフィルタアレイ１５２を形成する前に、有機ＥＬ素子の画素間段差を緩和するために平坦化用の樹脂層１５１を形成することができる。次いで少なくとも表示領域５００における表示素子１４（有機ＥＬ素子）上にカラーフィルタアレイ１５２が設けられる。カラーフィルタアレイ１５２の有効画素部は赤、緑、青色の３色のカラーフィルタからなり、例えばデルタ配列で配置される。表示領域５００の外側には主に周辺回路が配置される周辺領域６００となっており、周辺領域６００における絶縁部材１２０の上にもカラーフィルタアレイ１５２が設けられる。周辺領域６００におけるカラーフィルタアレイ１５２は、表示領域と同様に赤、緑、青色の３色並列配置でもよいし、遮光性を高めるために３色積層構造でもよいし、いずれかの色の単色配置でも構わない。単色配置の場合、有機ＥＬ表示装置のように表示領域（表示領域５００）外側の背景が暗部となる用途においては、カラーフィルタアレイ１５２の周辺回路部を青色にすると最も視認しづらいため好ましい。カラーフィルタアレイ１５２の周辺回路部は、カラーフィルタアレイのようなデルタ配置である必要はなく、任意のパターンで配置することができるが、この先の工程で形成される接合部材２００との位置関係については後述する。また前述の接触部７００の近傍は凹凸が大きいため、カラーフィルタアレイ１５２は接触部７００の内側に配置し、接触部７００上には設けないのが好ましい。よって対向電極１４２の外端部１４２Ｅはカラーフィルタアレイ１５２の外縁１５２Ｅよりも外側に配置するのが好ましい。その結果、カラーフィルタアレイ１５２の外縁１５２Ｅは対向電極１４２に重なることになる。本例では、対向電極１４２となる導電膜が接合部材２００に重なっている。カラーフィルタアレイ１５２の表面保護や平坦化の目的のため、カラーフィルタアレイ１５２の上に透明な樹脂層１５３が形成される。樹脂層１５３の上にはレンズアレイ１７０が設けられる。レンズアレイ１７０は画素１４０毎に設けられる複数のマイクロレンズで構成され、露光及び現像プロセスで形成することができる。具体的には、マイクロレンズを形成するための材料による膜（フォトレジスト膜）を形成し、連続的な階調変化を有するマスクを用いて、フォトレジスト膜を露光及び現像を行う。このようなマスクとしてはグレートーンマスク、或いは、露光装置の解像度以下の遮光膜からなるドットの密度分布を変化させることで結像面に連続した階調を有する光照射を可能とする面積階調マスクを用いることが可能である。また、露光及び現像プロセスで形成したマイクロレンズに対して、エッチバックを行うことにより、レンズ形状を調整することが可能である。本例では、レンズアレイ１７０の材料として、感光性の透明なアクリル樹脂を用いた。レンズアレイ１７０は表示領域５００だけでなく、周辺領域６００にも任意の位置に配置してもよく、周辺領域６００に配置されるレンズアレイの形状は表示領域５００に配置されるレンズアレイの形状と変えてもよい。

次いで基板１０５の周辺領域６００における外部接続端子１９０を除く領域に接合部材２００となる樹脂材料をディスペンスやスクリーン印刷等の手法で形成する。そして、透光板３００を基板１０５に貼り合わせた後に樹脂材料を硬化させ、接合部材２００を形成する。図２に示すように表示デバイス１００の最表面、つまりレンズアレイ１７０と透光板３００との距離Ｇは硬化後の接合部材２００の厚さＴによって決定される。接合部材２００はＵＶ硬化樹脂、熱硬化樹脂、２液混合型樹脂等のエポキシ、アクリル、ウレタン、ポリイミド等の任意の樹脂を用いることができ、樹脂の中に適宜スペーサーを含有するのが好ましい。スペーサーを含有することで、スペーサーのサイズによって基板１０５と透光板３００を貼り合わせた際の接合部材２００の厚さＴの制御が容易になり、レンズアレイ１７０と透光板３００との距離Ｇを精密に制御することができるので好適である。またスペーサー２１０はガラスビーズや樹脂ビーズ等任意のスペーサーを用いることができるが、基板１０５上の絶縁部材１２０や保護膜１５０が損傷しにくい樹脂ビーズを用いるのが好ましい。接合部材２００が形成される全領域において、接合部材２００の下にカラーフィルタアレイ１５２が配置されていない場合、カラーフィルタアレイ１５２及びレンズアレイ１７０の合計厚さよりも接合部材２００の厚さＴが大きくなるように設定すればよい。このようにすれば、レンズアレイ１７０と透光板３００との間の距離Ｇを規定する空隙１８０を設けることができる。距離Ｇは厚さＴと等しくてもよいが、典型的には距離Ｇは厚さＴよりも小さい（Ｇ＜Ｔ）。カラーフィルタアレイ１５２の厚さが例えば１．５μｍ、レンズアレイ１７０の厚さが２μｍである場合、接合部材２００の厚さＴは３．５μｍ以上が望ましく、接合部材２００の厚さＴは５０μｍ以下であれば十分である。したがって、距離Ｇは５０μｍ未満でありうる。本例では、透光板３００は無アルカリガラスを用いている。透光板３００の厚さは、例えば０．１～１ｍｍ、例えば０．３～０．７ｍｍ、例えば０．５ｍｍである。また透光板３００の表示デバイス１００と対向する主面３１０と側面３３０との角部には面取りによって形成された傾斜面３４０が設けられる。

なお、ウエハレベルでのパッケージングを行うこともできる。例えば、基板１０５をシリコンウエハとして用意し、シリコンウエハ上に複数の表示デバイスを形成し、表示デバイス毎にカラーフィルタアレイ１５２を形成する。そして、シリコンウエハの上に各表示デバイスを囲むように接合部材２００を形成する。透光板３００となるガラスウエハを用意し、接合部材２００を介してシリコンウエハにガラスウエハを貼り合わせる。そして、シリコンウエハとガラスウエハの接合体を、デバイス毎にダイシングする。ガラスウエハのうち、外部接続端子１９０の上方の部分は、ダイシング後に除去すればよい。

この後、ボンディングワイヤ、バンプ、異方性導電樹脂等の実装手段（不図示）を用いて外部接続端子１９０と外部電源（不図示）が接続され、本発明の有機ＥＬ表示装置が完成する。さらにあらかじめ透光部材４７０が取り付けられた遮光部材４５０を表示装置８００の透光板３００に当接させ、任意の箇所に設けられた接着剤（不図示）で固定することで表示モジュール９００が完成する。

図２（ｂ）を用いて、表示領域５００における距離Ｇについて説明する。表示デバイス１００の表面１０１は表示領域５００において、高低差Ｈを有する。高低差Ｈは例えば０．５～５μｍ、例えば１～３μｍ、例えば１．５～２．５μｍである。表面１０１のうちの相対的に高い部分を高部１７０Ｔと呼び、相対的に低い部分を低部１７０Ｂと呼ぶ。便宜的に高部１７０Ｔと低部１７０Ｂの境界は高低差Ｈの半分となる位置に設定してよい。この高低差Ｈは図２（ｂ）ではレンズアレイ１７０の形状による凹凸によって形成されうるものである。あるいは図３（ａ）に示す様に、カラーフィルタアレイ１５２の各カラーフィルタによる凹凸によって形成されうるものである。高低差Ｈにはレンズアレイ１７０とカラーフィルタアレイ１５２の両方の形状が反映されていてもよいし、保護膜１５０等の他の構成要素の形状が反映されていてもよい。

表示装置８００では、表示装置８００のユーザーが表示領域５００を光学的に観察するため、異物により表示品質が低下する場合がある。異物による光学的な表示品質の低下を信号処理などの電気的な手法で補正することは困難である。そのため、表示装置８００では異物への対策が重要である。異物に対する対策において考慮する高低差Ｈは１μｍよりも大きい。高低差Ｈが１μｍ以下である場合については、おおむね平坦であるとみなして、ここでは検討を省略する。特に、表示装置５００で利用される可視光の波長（４００～８００ｎｍ、典型的に５５０ｎｍとする）よりも小さい異物はユーザーにとっての表示品質に大きな影響を与えないと考えられる。高低差Ｈが１００ｎｍ以下であれば、表面１０１はほぼ平坦であるとみなしてよい。透光板３００の主面３１０のうちの表示領域５００に対向する領域の高低差は、表示デバイス１００の表面１０１のうちの表示領域５００における高低差Ｈよりも小さいことが好ましい。透光板３００の主面３１０のうちの表示領域５００に対向する部分の高低差は例えば１μｍ以下であり、例えば５００ｎｍ以下であり、例えば１００ｎｍである。本実施形態の特徴の１つは、表示領域５００と透光板３００との間において、距離Ｇは、高低差Ｈよりも大きいことである。

ここで、距離Ｇについて、表示領域５００と透光板３００との間に存在する異物ＤＵＳとの関係について検討する。異物ＤＵＳのサイズＱが高低差Ｈを超えない場合（Ｑ≦Ｈ）において、仮に表面１０１と主面３１０が接している状態（Ｇ＝０）であっても、異物ＤＵＳは表面１０１の低部１７０Ｂと透光板３００の間に存在できるので異物の影響は小さい。しかし、異物ＤＵＳのサイズＱが高低差Ｈ以下である場合（Ｑ≦Ｈ）において、異物ＤＵＳが高部１７０Ｔの上に付着している場合がある。この場合、距離Ｇが異物ＤＵＳのサイズ以下である（Ｇ≦Ｑ）と、異物ＤＵＳが表面１０１と主面３１０の両方に接し、異物ＤＵＳが固定されてしまいうる。さらに、透光板３００によって異物ＤＵＳが表示デバイス１００に押し付けられる可能性がある。異物ＤＵＳの固定は画質の低下を招いたり、異物ＤＵＳの押し付けは表示デバイス１００の損傷を招いたりする可能性がある。これらの問題を軽減するには、距離Ｇが異物ＤＵＳのサイズＱよりも大きければよい（Ｇ＞Ｑ）。ここで、Ｑ≦Ｈであることを考慮すると、Ｑ≦Ｈ＜Ｇとすればよい。つまり、距離Ｇは高低差Ｈよりも大きいことが、高低差Ｈよりも小さいサイズＱを有する異物ＤＵＳに対して、表示装置の信頼性や表示品質の低下を抑制する上で有利であることが分かる。高低差Ｈよりも小さいサイズＱを有する異物ＤＵＳへの対策としては、距離Ｇは１０μｍ以下であってもよい。

図２（ｂ）を用いて、本実施形態における画素サイズＸと距離Ｇとの関係について詳述する。本実施形態の特徴の１つは、表示領域５００と透光板３００との間において、距離Ｇは、画素サイズＸよりも大きいこと（Ｇ＞Ｘ）である。図３（ａ）では、表示デバイス１００における半導体素子や配線構造等は省略し、画素１４０のみを記載している。表示素子は画素１４０毎に設けられる。本例では、１つの表示単位１４５は赤色の画素１４０Ｒ、緑色の画素１４０Ｇ、青色の画素１４０Ｂから構成される。

図４（ａ）及び図４（ｂ）は表示単位１４５を表示デバイス１００の主面である表面１０１に対する法線方向から見た場合の画素１４０の平面レイアウトを示している。図４（ａ）はストライプ配列の場合、図４（ｂ）はデルタ配列の場合を示している。図４（ｂ）において１つの表示単位１４５に含まれる画素１４０を太線で囲んである。画素サイズＸは全ての色の画素１４０が周期的に並ぶ方向における画素１４０の長さを採用することが好ましい。画素１４０の輪郭の平面形状が多角形である場合、画素サイズＸは多角形の対辺間の距離で定義されうる。対辺間の距離が、対辺毎に異なる場合はより短い距離を画素サイズＸとして採用してよい。例えば図４（ａ）の例では画素１４０の輪郭は長方形であり、画素サイズＸは長方形の長辺間の距離、すなわち、短辺の長さで定義される。図４（ａ）の例では、長方形の長辺同士が並ぶ方向（図面上で横方向）に画素１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂが周期的に並ぶからである。例えば図４（ｂ）の例では画素１４０の輪郭は六角形であり、画素サイズＸは六角形の対辺間の距離で定義される。図４（ｂ）の例では、六角形の対辺同士が並ぶ方向（図面上で横方向）に画素１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂが周期的に並ぶからである。

図３（ａ）、（ｂ）および図４（ａ）、（ｂ）を用いて、表示デバイス１００と透光板３００との間、つまり空隙１８０に異物ＤＵＳが混入した場合について説明する。異物ＤＵＳはもともと表示デバイス１００または透光板３００に付着している場合もあれば、透光板３００を表示デバイス１００に貼り合わせる際に混入する場合もある。画素サイズＸを超えない小さい異物の混入を抑制するには限界がある。画素サイズＸと同じかそれよりも小さい異物が混入する場合に、表示品質を損なわない表示デバイス１００の構造について説明する。図３（ａ）に示すように、サイズＱの異物ＤＵＳは直径Ｑの球状をしているモデルを考える。異物ＤＵＳのサイズＱは画素サイズＸ以下であるのでＱ≦Ｘである。距離Ｇが異物ＤＵＳのサイズＱ以下である場合（Ｇ≦Ｑ）、透光板３００を表示デバイス１００に貼り合わせる際に異物が画素１４０に押し込まれて、画素１４０が損傷し非発光化する恐れがある。また、異物ＤＵＳが透光板３００と表示デバイス１００に挟まれて固定し、異物ＤＵＳが、画素１４０の光を遮断したり光路を変えたりする可能性がある。つまり距離Ｇが画素サイズＸよりも小さい場合、異物ＤＵＳによって表示品質を損なう恐れがある。一方、本実施形態のように、距離Ｇを異物ＤＵＳのサイズＱよりも大きくすること（Ｇ＞Ｑ）で、異物ＤＵＳが画素１４０に押し込まれることを抑制することができる。したがって、Ｑ≦ＸおよびＱ＜Ｇを満たすためにＱ≦Ｘ＜Ｇを満たすこと、つまり距離Ｇを画素サイズＸよりも大きくすること（Ｘ＜Ｇ）で、異物ＤＵＳによる表示品質の低下を抑制することができる。以上のように、画素サイズＸよりも距離Ｇを広く設計すること（Ｇ＞Ｘ）で、表示品質を向上することが可能となる。

画素サイズＸよりも大きい異物ＤＵＳが画素１４０上に存在すると、異物ＤＵＳによって出射光が遮られ、表示デバイス１００の規格によっては画素不良となり得る。図５を用いて、距離Ｇの好ましい範囲について説明する。図５において、第１色（例えば赤色）の画素１４０Ｒの画素サイズＸを定義し、第１色とは異なる第２色（例えば緑色）の画素１４０Ｇの画素サイズＹを定義し、第２色とは異なる第３色（例えば青色）の画素１４０Ｂの画素サイズＺを定義する。図５において、同色を呈する画素には同じハッチングを付しており、図５のハッチングと図４（ａ）、（ｂ）のハッチングは色毎に共通である。図５における画素１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂは、図４（ａ）および図４（ｂ）において、横方向において並ぶ画素１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂに対応する。画素サイズＸ、Ｙ、Ｚは互いに異なっていてもよい（Ｘ＜Ｙ＜ＺあるいはＸ＞Ｙ＞ＺあるいはＹ＜Ｘ＜Ｚ）し、同じであってもよい（Ｘ＝Ｙ＝Ｚ）。画素１４０Ｒと同色（例えば赤色）の画素１４０Ｒ’の画素サイズＸ’を定義し、第１色の画素１４０Ｒと同色（例えば赤色）の画素１４０Ｒ”の画素サイズＸ”を定義する。画素サイズＸ、Ｘ’、Ｘ”は互いに異なっていてもよい（Ｘ＜Ｘ’＜Ｘ”あるいはＸ＞Ｘ’＞Ｘ”あるいはＸ’＜Ｘ＜Ｘ”）し、同じであってもよい（Ｘ＝Ｘ’＝Ｘ”）。第２色の画素１４０Ｇと同色（例えば緑色）の画素１４０Ｇ’の画素サイズＹ’を定義し、第３色の画素１４０Ｂと同色（例えば青色）の画素１４０Ｂ’の画素サイズＺ’を定義する。画素サイズＹ、Ｙ’は互いに異なっていてもよい（Ｙ＜Ｙ’あるいはＹ＞Ｙ’）し、同じであってもよい（Ｙ＝Ｙ’）。画素サイズＺ、Ｚ’は互いに異なっていてもよい（Ｚ＜Ｚ’あるいはＺ＞Ｚ’）し、同じであってもよい（Ｚ＝Ｚ’）。

ここでは、画素サイズＸの画素１４０Ｒに注目する。注目する画素１４０Ｒの両隣に同色の画素１４０Ｒ’、１４０Ｒ”が位置する。画素１４０Ｒと両隣の同色の画素１４０Ｒ’及び１４０Ｒ”との間には他色の画素が配列される。図５に示すように、１つの画素が赤色、緑色、青色の３色構成で、注目する画素１４０Ｒが赤色の場合、画素１４０Ｒと両隣の同色の画素１４０Ｒ’及び画素１４０Ｒ”との間には緑色、青色の画素が配列される。画素１４０Ｒから画素１４０Ｒ’までの距離Ｄａと定義し、画素１４０Ｒから画素１４０Ｒ”までの距離Ｄｂを定義する。典型的にはＤａ＝Ｙ’＋Ｚであり、Ｄｂ＝Ｙ＋Ｚ’である。画素１４０Ｒと画素１４０Ｒ’とのピッチＰａと、画素１４０Ｒと画素１４０Ｒ”とのピッチＰｂと定義する。２つの画素のピッチとは２つの画素のそれぞれの中心間の距離である。Ｐａ＝Ｘ／２＋Ｄａ＋Ｘ’／２であり、Ｐｂ＝Ｘ／２＋Ｄｂ＋Ｘ”／２であり、典型的には、Ｐａ＝Ｘ＋Ｄａであり、Ｐｂ＝Ｘ＋Ｄｂである。

Ｇ＞Ｘについての説明では、画素サイズＸよりも小さいサイズＱの異物ＤＵＳによる、表示品質への影響について検討した。以下では、画素サイズＸよりも大きいサイズＱの異物ＤＵＳについて検討する。異物ＤＵＳが透光板３００と表示デバイス１００に挟まれ固定されることによる表示不良や、異物ＤＵＳが表示デバイス１００に押し付けられることによる表示不良は、異物ＤＵＳが大きいほど、その範囲も広くなる。従って、このような、異物ＤＵＳの固定や押付けに起因する表示不良は、注目する画素とその両隣の画素の３つの画素の範囲内に収めることが望ましい。図５において、サイズＱｃで示された範囲が、この指標で検討する異物ＤＵＳのサイズＱに相当する。第１色（例えば赤色）を呈する１つの画素１４０Ｒは第２色（例えば緑色）を呈する１つの画素１４０Ｇと第３色（例えば青色）を呈する１つの画素１４０Ｂとの間に位置する。サイズＱ＝Ｑｃ＝Ｘ＋Ｙ＋Ｚに対して、Ｇ＜Ｑであればよい。つまり、距離Ｇが、画素１４０Ｒの画素サイズＸと、画素１４０Ｇの画素サイズＹと、画素１４０Ｂの画素サイズＺと、の和よりも大きいこと（Ｇ＞Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）が好ましい。Ｇ＞Ｘ＋Ｙ＋ＺにＸ＝Ｙ＝Ｚを適用するとＧ＞３＊Ｘである。画素サイズＸが６μｍより大きければ、距離Ｇは１８μｍ以上であればよい。

次に、表示領域５００と透光板３００の間の空隙１８０の外から侵入する異物ＤＵＳについて考える。後述のように接合部材２００のパターンの一部に接合部材２００が設けられていない開口（隙間２５０）が設けられる場合において、距離Ｇが大きいほど異物が侵入しやすくなる。また、距離Ｇが広くなると、表示光の一部が透光板３００で反射して表示デバイスで再反射することで画像の輪郭が複数視認される、いわゆるゴーストが発生しやすくなるため、距離Ｇには適切な上限を設ける必要がある。表示装置８００の品質規格は製品毎の仕様によって異なるが、近接する同色または異色の複数の画素に及ぶ表示不良を抑制とすることを指標とする。

第１の指標としては、注目する１つの画素とその両側の同色画素におよぶ表示不良を抑制する。異物ＤＵＳが、画素１４０Ｒと、画素１４０Ｒ’と、画素１４０Ｒ”との合計３つの同色（例えば赤色）の画素にまたがる場合には表示不良が生じやすいとみなせる。ここで、３つの同色の画素は、図５において下記の様に例示される。第１色（例えば赤色）を呈する画素１４０Ｒが画素サイズＸを有する方向において、画素１４０Ｒは第１色（例えば赤色）を呈する２つの画素１４０Ｒ’、１４０Ｒ”の間に位置する。図５において、Ｑａで示された範囲が、この第１の指標で検討する異物ＤＵＳのサイズＱに相当する。第１色を呈する２つの画素１４０Ｒ’、１４０Ｒ”の間には、第２色（例えば緑色）を呈する２つの画素１４０Ｇ、１４０Ｇ”および第３色（例えば青色）を呈する２つの画素１４０Ｂ、１４０Ｂ’が設けられている。ここでサイズＱの異物ＤＵＳが３つの同色（例えば赤色）の画素にまたがる場合とは、Ｑ＞Ｐａ＋Ｐｂという条件をみたす場合である。このようなサイズＱの異物ＤＵＳの混入あるいは侵入を抑制するためには、Ｇ＜Ｑとすればよく、Ｇ＜Ｐａ＋Ｐｂ＜Ｑという条件を満たすことが合理的である。距離Ｇが、画素１４０Ｒと２つの画素１４０Ｒ’、１４０”の一方（画素１４０Ｒ’）とのピッチＰａと、画素１４０Ｒと２つの画素１４０Ｒ’、１４０”（画素１４０Ｒ”）とのピッチＰｂと、の和よりも小さいこと（Ｇ＜Ｐａ＋Ｐｂ）が好ましい。Ｇ＜Ｐａ＋ＰｂにＰａ＝Ｘ＋ＤａおよびＰｂ＝Ｘ＋Ｄｂを代入すると、Ｇ＜Ｘ＋Ｄａ＋Ｘ＋Ｄｂである。よってＱ＞Ｘ＋Ｄａ＋Ｘ＋Ｄｂを満たす異物ＤＵＳに起因する表示不良、つまり、３つの同色画素におよぶ表示不良を抑制するためには、Ｑ＜Ｘ＋Ｄａ＋Ｘ＋Ｄｂであればよい。異物ＤＵＳが球状であると仮定すると、距離Ｇ＜Ｑにすることで、サイズＱ以上の異物ＤＵＳが、接合部材２００に設けられた開口（隙間２５０）から侵入し、表示不良となるのを抑制することができる。つまり、Ｇ＜Ｘ＋Ｄａ＋Ｘ＋Ｄｂとすればよい。Ｇ＜Ｘ＋Ｄａ＋Ｘ＋ＤｂにＤａ＝Ｙ’＋ＺおよびＤｂ＝Ｙ＋Ｚ’を代入すると、Ｇ＜Ｘ＋Ｙ’＋Ｚ＋Ｘ＋Ｙ＋Ｚ’であり、Ｇ＜Ｘ＋Ｙ’＋Ｚ＋Ｘ＋Ｙ＋Ｚ’にＹ’＝Ｚ＝Ｘ＝Ｙ＝Ｚ’を適用すると、Ｇ＜６＊Ｘである。

Ｇ＜６＊Ｘということは、画素サイズＸが例えば８μｍより小さければ、その場合、距離Ｇは４８μｍ以下にすればよい。画素サイズＸよりも大きいサイズＱを有する異物ＤＵＳへの対策としては、距離Ｇは２０μｍ以上であることが好ましい。しかし、工業的に管理が容易な異物ＤＵＳの大きさを考慮すると、距離Ｇは５０μｍ未満であれば十分である。

第２の指標としては、注目する１つの画素とその両側の異色画素におよぶ表示不良を低減する。図５において、サイズＱｂで示された範囲が、この第２の指標で検討する異物ＤＵＳのサイズＱに相当する。サイズＱ＝Ｑｂ＝Ｄａ＋Ｘ＋Ｄｂに対して、Ｇ＜Ｑであればよい。つまり、距離Ｇが、２つの画素１４０Ｒ’、１４０”の間の距離よりも小さいこと（Ｇ＜Ｄａ＋Ｘ＋Ｄｂ）も好ましい。Ｇ＜Ｄａ＋Ｘ＋ＤｂにＤａ＝Ｙ’＋ＺおよびＤｂ＝Ｙ＋Ｚ’を代入すると、Ｇ＜Ｙ’＋Ｚ＋Ｘ＋Ｙ＋Ｚ’である。Ｇ＜Ｙ’＋Ｚ＋Ｘ＋Ｙ＋Ｚ’にＹ’＝Ｚ＝Ｘ＝Ｙ＝Ｚ’を適用すると、Ｇ＜５＊Ｘである。Ｇ＜５＊Ｘということは、画素サイズＸが８μｍより小さければ、距離Ｇは４０μｍ以下であればよい。

なお、ここでは透光板３００と表示デバイス１００の間の異物ＤＵＳについて説明したが、異物は透光板３００の主面３２０に付着する場合もある。主面３２０の上の異物はユーザーに視認される可能性がある。しかし、主面３２０上の異物が表示領域５００から大きく離れていれば、表示領域５００を見る際に主面３２０上の異物には焦点が合わないため、その異物の存在の影響を低減できる。つまり、主面３２０が表示領域５００から十分に離れているためには、主面３２０と主面３１０との間の距離、すなわち、透光板３００の厚さＲは、少なくとも距離Ｇよりも大きいこと（Ｒ＞Ｇ）が望ましい。換言すれば、距離Ｇは透光板３００の厚さＲよりも小さくてよいことになる。接合部材２００で封止された狭い空隙１８０に異物が存在する可能性は、主面３２０に異物が付着する可能性よりも小さいので、Ｒ＞Ｇの関係を満たすことは、異物対策として適切である。厚さＲが０．１～１ｍｍでありうるのに対して、距離Ｇは１００μｍ未満であってもよい。

表示領域５００の面積が大きいほど、異物の存在確率が高くなるため、異物の影響は大きくなる。表示領域５００の１辺の長さは例えば５～５０ｍｍであり、表示領域５００の面積は例えば２５～２５００ｍｍ^２でありうる。表示デバイス１００の工業的な生産を検討する場合、表示領域５００の面積は２９１２ｍｍ^２より小さいことが好ましい。２９１２ｍｍ^２より小さい表示領域５００は、市販されている半導体露光装置（キヤノン社製ｉ線ステッパー ＦＰＡ－５５１０ｉＸ 露光範囲は最大で５２ｍｍ×５６ｍｍ）を用いた一括露光で形成可能である。表示領域５００の面積は１３９２ｍｍ^２より小さいことも好ましい。１３９２ｍｍ^２より小さい表示領域５００は、市販されている半導体露光装置（キヤノン社製ＫｒＦスキャナー ＦＰＡ－６３００ＥＳＷ 露光範囲は３３ｍｍ×４２．２ｍｍ）を用いた一括露光で形成可能である。１３９２ｍｍ^２より小さい表示領域５００をＫｒＦスキャナーで形成すれば、ｉ線ステッパーを用いるよりも微細な構造を形成可能である。表示領域５００の面積は８５８ｍｍ^２より小さくてもよい。８５８ｍｍ^２より小さい表示領域５００は、市販されている半導体露光装置（キヤノン社製ＫｒＦスキャナー ＦＰＡ－６３００ＥＳ６ａ 露光範囲は２６ｍｍ×３３ｍｍ）を用いた一括露光で形成可能である。８５８ｍｍ^２より小さい表示領域５００は、市販されている半導体露光装置（ニコン社製ＡｒＦスキャナー ＮＳＲ－Ｓ３２２Ｆ 露光範囲は２６ｍｍ×３３ｍｍ）を用いた一括露光で形成可能である。８５８ｍｍ^２より小さい表示領域５００をＡｒＦスキャナーで形成すれば、ＫｒＦスキャナーを用いるよりも微細な構造を形成可能である。露光範囲が２６ｍｍ×３３ｍｍである露光装置を用いる場合、表示領域５００の面積が２１４ｍｍ^２よりも大きくても、１ショットで２つ以上のデバイスの表示領域５００を露光することができるので、生産性が高い。一方、表示領域５００の長辺が１６．５ｍｍ以上である場合、露光範囲が３３ｍｍである方向においては１ショットで１つのデバイスの表示領域５００しか並べることができず、表示デバイス１００の生産性が低くなりうる。そのため、前述した異物対策が特に有用である。表示領域５００の長辺が１６．５ｍｍ以上である場合、表示領域５００のアスペクトが１６：９であれば、対角長は１９．０ｍｍ以上であり、表示領域５００の面積は１５３ｍｍ^２以上である。表示領域５００の長辺が１６．５ｍｍ以上である場合、表示領域５００のアスペクトが４：３であれば、対角長は２０．７ｍｍ以上であり、表示領域５００の面積は２０５ｍｍ^２である。したがって、表示領域５００の対角長が１９ｍｍ以上である表示デバイス１００や、表示領域５００の面積が１５３ｍｍ^２以上である表示デバイス１００を備えた表示装置１００には、本実施形態が好適である。表示領域５００の対角長が２４ｍｍ以上である場合、表示領域５００のアスペクトが１６：９であれば、表示領域５００の面積は２４５ｍｍ^２以上であり、表示領域５００のアスペクトが４：３であれば、表示領域５００の面積は２７６ｍｍ^２以上である。なお、上記では一括露光を用いる場合を説明したが、分割露光（繋ぎ露光）を用いれば、半導体露光装置の制限なく、大面積の表示領域５００を形成可能である。露光範囲が２６ｍｍ×３３ｍｍである露光装置を用いても分割露光を用いれば、８５８ｍｍ^２より大きい表示領域５００を有する表示デバイス１００を製造可能である。８５８ｍｍ^２より大きい表示領域５００を有する表示デバイス１００はさらに生産性が低いため、前述した異物対策がさらに有用である。表示デバイス１００の製造工程に、露光範囲が２６ｍｍ×３３ｍｍである露光装置と、露光範囲が３３ｍｍ×４２．２ｍｍである露光装置と、露光範囲が５２ｍｍ×５６ｍｍである露光装置と、を併用してもよい。また、表示デバイス１００の製造工程に、工程応じて一括露光と分割露光を使い分けてもよい。なお、表示デバイス１００に周辺領域６００があることを考慮すると、上記した寸法の表示領域５００を有する表示デバイス１００を製造するには、表示領域５００よりも大きい範囲を露光できる露光装置や露光方法（一括露光／分割露光）を適用すればよい。

図３（ｂ）には各画素１４０において、表示素子の上にレンズアレイ１７０が設けられた表示デバイス１００の断面図を示している。図３（ｂ）も、図３（ａ）と同様に、表示デバイス１００における半導体素子や配線構造等は省略し、基板１０５と、レンズアレイ１７０を含む画素１４０のみを記載している。図３（ａ）に示すように、表示デバイス１００と透光板３００は接合部材２００を介して貼り合わされている。レンズアレイ１７０と透光板３００との間は距離Ｇだけ離間しており、レンズアレイ１７０と透光板３００との間には空隙１８０が設けられる。Ｒ、Ｇ、Ｂ３色を構成する各画素１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｇを一組として表示単位１４５を構成している。図２（ｂ）は図２（ａ）、図３（ｂ）の表示単位１４５の拡大図である。レンズアレイ１７０はマイクロレンズであり各画素に設けられる。ここでレンズアレイ１７０の高低差をＨとする。隣接するレンズアレイが離間している場合は、レンズアレイの膜厚がレンズアレイ１７０の高低差Ｈに相当する。隣接するレンズアレイが離間しておらず、当接している場合は、図２（ｂ）に示すようにレンズアレイ１７０による表面１０１の高部１７０Ｔと低部１７０Ｂの間の距離がレンズアレイ１７０の高低差Ｈに相当する。レンズアレイ１７０のマイクロレンズが画素サイズＸと同じ直径を有する半球（高さが直径の半分）であると仮定すると、レンズアレイ１７０の高低差Ｈは画素サイズＸの半分（Ｈ＝Ｘ／２）でありうる。しかし、半球のマイクロレンズは光学的に非効率的であるし、生産性もよくない。そこで、非球面のマイクロレンズにするか、半球よりも小さいマイクロレンズであることが望ましい。したがって、レンズアレイ１７０の高低差Ｈは画素サイズＸの半分よりも小さいことが好ましい。このようなレンズアレイ１７０を採用する場合、表示領域５００における表面１０１の高低差Ｈは、表示領域５００を構成する複数の画素の内の１つの画素のサイズＸの半分よりも小さい（Ｈ＜Ｘ／２）。したがって、Ｈ＜Ｘ／２を満たすことが好ましいといえる。

透光板３００を貼り合わせる前に、表示デバイス１００の表面に付着した異物は洗浄により除去されるが、レンズアレイ１７０の表面の凹凸の間に入り込んだ異物で、かつ高低差Ｈよりも小さな微小異物は洗浄で除去できずに残存することがある。図３（ｂ）に示すように、高低差Ｈの表面凹凸に対して、サイズＱ＜Ｈの関係を有する異物ＤＵＳは残存しやすい。この異物ＤＵＳがレンズアレイ１７０の高部１７０Ｔに移動した後に透光板３００が貼り合わされる場合、透光板３００とレンズアレイ１７０との距離Ｇが狭すぎると異物ＤＵＳが表示デバイス１００を損傷する恐れがある。そこで、距離ＧをサイズＱ＜Ｈの関係を有する異物よりも大きく設定することで、つまりＧ＞Ｈとすることで、レンズアレイの表面凹凸間に残存した異物による表示デバイスへの損傷を抑制することができる。ここでレンズアレイ１７０の高低差は、高低差Ｈは例えば０．５～５μｍ、例えば１～３μｍ、例えば１．５～２．５μｍであり、距離Ｇは例えば３～１０μｍである。表示領域５００における表面１０１の高低差Ｈがレンズアレイ１７０に起因する場合、極めて多くの凹凸が繰り返されるため、表示領域５００における表面１０１の高低差Ｈが１μｍ以下であったとしても、Ｇ＞Ｈの関係を満たすことが好ましい。

次に図６を用いて、表示装置８００の他の特徴的な構成を説明する。図６（ａ）に示すように、表示デバイス１００の表示領域５００には複数の画素１４０が設けられており、表示領域５００の外周には周辺領域６０１、６０２が設けられる。周辺領域６０１は表示領域５００の左右の周辺領域を指し、周辺領域６０２は表示領域５００の上側の周辺領域を指す。周辺領域の反射を抑制するために表示領域５００の外側にもカラーフィルタアレイ１５２が延在しており、カラーフィルタアレイ１５２の外端１５２Ｅは周辺領域６０１、６０２上に配される。本実施形態では図６（ａ）に示すように周辺領域６０１に接触部７００が設けられる。周辺領域６０１と周辺領域６０２の幅を比較すると、接触部７００が設けられる周辺領域６０１のほうが広く、周辺領域６０２は周辺領域６０１よりも狭い。そこで本実施形態では、周辺領域６０２においてカラーフィルタアレイ１５２の外端１５２Ｅと接合部材２００の一部が重畳するように接合部材２００を配している。接合部材２００の空隙１８０の側の側面である内端２０１がカラーフィルタアレイ１５２に重なる。そして、接合部材２００の空隙１８０の側とは反対側の側面である外端２０２がカラーフィルタアレイ１５２に重ならない。つまり、接合部材２００の内端２０１がカラーフィルタアレイ１５２の上に配されており、接合部材２００の外端２０２はカラーフィルタアレイ１５２の外端１５２Ｅの外側に配される。一方で、接触部７００が設けられる周辺領域６０１においては、接合部材２００の内端２０１、外端２０２はともにカラーフィルタアレイ１５２の外端１５２Ｅの外側に配される。周辺領域６０１の構造を示すためのＸ－Ｘ’断面を図６（ｂ）に、周辺領域６０２の構造を示すためのＹ－Ｙ’断面を図６（ｃ）に示す。図６（ｂ）、図６（ｃ）に示すように、表示デバイス１００は基板１０５を含み、基板１０５の表面と裏面のうち、トランジスタが設けられた面を主面１とする。基板１０５の主面１に半導体素子１１０、絶縁部材１２０、配線構造１３０が形成されている。絶縁部材１２０の上には複数の画素電極１４１、複数の画素電極１４１に対抗する対向電極１４２と、複数の画素電極１４１と対向電極１４２との間に設けられた有機材料層１４３と、が設けられている。ここでは省略するが、複数の画素電極１４１の間に絶縁性の画素分離部（バンクとも称する）を設けてもよい。このように、画素１４０の表示素子はＥＬ素子であり、画素電極１４１と、有機材料層１４３と、対向電極１４２と、を含んで構成される。ＥＬ素子において、画素電極１４１がアノード（陽極）、対向電極１４２がカソード（陰極）として機能する。配線構造１３０は、複数の画素電極１４１と基板１０５の間に設けられている。配線構造１３０の適当な配線が、画素電極１４１と対向電極１４２にそれぞれ接続されている。図６（ｂ）に示すように、周辺領域６０１には接触部７００が設けられており、接触部７００では、対向電極１４２と周辺領域に設けられた配線構造１３０Ｅとが接触している。

保護膜１５０は画素１４０の表示素子（対向電極１４２、有機材料層１４３、画素電極１４１）や、配線構造１３０、絶縁部材１２０、基板１０５を覆っている。

保護膜１５０の上に樹脂層１５１を介してカラーフィルタアレイ１５２が設けられている。カラーフィルタアレイ１５２の上に設けられた樹脂層１５３を備える。換言すると、樹脂層１５１と樹脂層１５３との間にカラーフィルタアレイ１５２が位置する。樹脂層１５１は接着層として、樹脂層１５３は平坦化層として機能する。樹脂層１５３は、表示領域５００および周辺領域６０１、６０２の上に配されている。カラーフィルタアレイ１５２は、樹脂層１５３と表示デバイス１００との間に位置する。仮に、周辺領域６０１、６０２にカラーフィルタアレイ１５２を配置しない場合、周辺領域６０１、６０２で光が反射したり、周辺領域６０１、６０２に光が入射したりするため、画質が低下しうる。そこで、表示領域５００からある程度外側の範囲にはカラーフィルタアレイ１５２が設けられる。ここでカラーフィルタアレイ１５２の外端は１５２Ｅであり、カラーフィルタアレイ１５２の外端１５２Ｅの側面を樹脂層１５３が覆っている。カラーフィルタアレイ１５２の外端１５２Ｅの外側は、保護膜１５０の上には樹脂層１５１と樹脂層１５３が積層された構造となる。

接合部材２００は周辺領域６０１、６０２に設けられ、透光板３００を接着する。

周辺領域６００の遮光性を高めるために、カラーフィルタアレイ１５２を基板１０５の端まで形成し、カラーフィルタアレイ１５２上に接合部材２００を形成して透光板３００を貼り合わせることが考えられる。しかしながら、カラーフィルタアレイ１５２は顔料を含有しておりカラーフィルタアレイ１５２と下地層との密着性が低い。そのため、カラーフィルタアレイ１５２と接合部材２００との界面やカラーフィルタアレイ１５２と下地層との界面で層間剥離するという問題がある。このような層間剥離は、接合部材２００を形成する際の樹脂の硬化収縮や、表示装置が高温高湿環境等に曝された際の膨張収縮によって生じうる。

本例では、後述のように接合部材２００の下にカラーフィルタアレイ１５２を設けない領域を配置している。接合部材２００の下にカラーフィルタアレイ１５２を設けない領域を配置することで、接合部材２００が硬化する際の体積収縮による接合部材２００と表示デバイス１００との間の層間剥離を抑制することができる。また、高温高湿環境下等に曝された場合における材料の膨張収縮による接合部材２００と表示デバイス１００との間の層間剥離を抑制することができる。また、カラーフィルタアレイ１５２とカラーフィルタアレイ１５２の下地層との界面での層間剥離も抑制することができる。とりわけ、カラーフィルタアレイ１５２が顔料を含有している場合には、カラーフィルタアレイ１５２が染料を含有している場合に比べて、被着体との密着性が低い。そのため、カラーフィルタアレイ１５２が顔料を含有している場合には、接合部材２００が硬化する際の体積収縮や、表示装置が高温高湿環境等に曝された際に膨張収縮による層間剥離は生じやすい。よって、カラーフィルタアレイ１５２が顔料を含有している場合には、本例が好適である。

次に、接合部材２００の配置位置についての詳細を説明する。図６（ｂ）に示すように、接触部７００が設けられる領域においては、接触部７００が設けられていない周辺領域６０２よりも周辺領域６０１が広いので接合部材２００はカラーフィルタアレイ１５２の外端１５２Ｅよりも外側に設けられる。接合部材２００は樹脂層１５１、１５３と透光板３００との間に配されている。つまり、接合部材２００と表示デバイス１００との間には樹脂層１５１、１５３が延在する領域とがある。前述のとおり、接合部材２００の下にカラーフィルタアレイ１５２を設けない領域を配置することで、接合部材２００が硬化する際の体積収縮による接合部材２００と表示デバイス１００との間の層間剥離を抑制することができる。また、高温高湿環境下等に曝された場合における材料の膨張収縮による接合部材２００と表示デバイス１００との間の層間剥離を抑制することができる。また、カラーフィルタアレイ１５２とカラーフィルタアレイ１５２の下地層との界面での層間剥離も抑制することができる。

一方で、接触部７００が設けられていない周辺領域６０２においては、周辺領域６０１に比べてスペースが狭いため、以下の構造としている。図６（ｃ）に示すように、接合部材２００の内端２０１を表示領域５００の外側に形成されたカラーフィルタアレイ１５２の上に配置し、接合部材２００の外端２０２はカラーフィルタアレイ１５２の外端１５２Ｅの外側に配置している。接合部材２００の一部は樹脂層１５１、１５３、カラーフィルタアレイ１５２と透光板３００との間に配され、接合部材２００の一部は樹脂層１５１、１５３と透光板３００との間に配される。接合部材２００とカラーフィルタアレイ１５２には重畳領域２０５が存在する。つまり、接合部材２００と表示デバイス１００との間には樹脂層１５１、１５３が延在する領域と、樹脂層１５１、１５３及びカラーフィルタアレイ１５２が延在する領域とがある。このようにカラーフィルタアレイ１５２と重畳するように接合部材２００を配置することで、重畳領域２０５の幅の分だけ省スペース化が可能となり、表示デバイス１００の小型化が可能となる。重畳領域２０５においては、前述の層間剥離のリスクがあるが、重畳領域２０５の外側の領域において、接合部材２００はカラーフィルタアレイ１５２を設けない領域に接地するため、層間剥離が接合部材の幅方向全体に進行することが抑制される。その結果、接合部材２００が硬化する際の体積収縮による接合部材２００と表示デバイス１００との間の層間剥離を抑制することができる。また、高温高湿環境下等に曝された場合における材料の膨張収縮による接合部材２００と表示デバイス１００との間の層間剥離を抑制することができる。また、カラーフィルタアレイ１５２とカラーフィルタアレイ１５２の下地層との界面での層間剥離も抑制することができる。

接合部材２００の幅は、例えば０．１～２ｍｍ、例えば０．５～１ｍｍ、例えば０．８ｍｍである。そのうち、接合部材２００の内端２０１からカラーフィルタアレイ１５２の外端１５２Ｅまでの距離、つまり重畳領域２０５の幅は、例えば１０～５００μｍ、例えば５０～２００μｍ、例えば１００μｍである。カラーフィルタアレイ１５２の外端１５２Ｅから接合部材２００の外端２０２までの距離は、例えば０．１～１ｍｍ、例えば０．５～１ｍｍ、例えば０．７ｍｍである。接合部材２００は、樹脂からなるマトリックスと、マトリックに分散した、樹脂からなるスペーサーと、を含みうる。スペーサーの粒子径によって、表示デバイス１００と透光板３００との間の距離Ｇを調整する。図６（ｃ）に示すように、接合部材２００とカラーフィルタアレイ１５２との重畳領域２０５における接合部材２００の厚さによって表示領域５００における表示デバイス１００と透光板３００との距離Ｇが変動しうる。そのため、距離Ｇはスペーサー径とレンズアレイ１７０の厚さとの差となる。レンズアレイ１７０の総厚は例えば２μｍであり、スペーサー粒子径は例えば３０μｍであり、その場合、距離Ｇは２８μｍとなる。接合部材２００のマトリックス樹脂が表示デバイス１００と透光板３００の双方に接触する。接合部材２００の他の例として、接合部材２００の厚さの大半を占める基部と、基部と表示デバイス１００とを接着する接着層と、基部と透光板３００とを接着する接着層と、で接合部材２００を構成することもできる。

透光板３００については、透光板３００の表示デバイス１００と対向する主面３１０の端部に面取りによって形成された傾斜面３４０が設けている。傾斜面３４０を設けることで、透光板３００を貼り合わせる際に透光板の角部が表示デバイス１００に当接して、表示デバイス１００が損傷するのを抑制することができる。傾斜面３４０の主面３１０に平行な方向の幅は例えば０．１ｍｍである。本例では、表示デバイス１００と対向する主面３１０の端部にのみ傾斜面３４０を形成したが、表示デバイス１００と対向しない主面３２０の端部に面取りによって傾斜面を形成してもよく、両方の主面３１０、３２０の端部に形成しても良い。

次に接合部材２００の幅をＷとし、表示領域５００の外端から接合部材２００の少なくとも一部までの距離をＬとした場合、幅Ｗと距離Ｌの関係について図７を用いて説明する。なお、表示領域５００の外端から接合部材２００までの距離は、表示領域５００の外端の全周において均一である必要はない。

図７は、表示領域５００の外端の画素１４０Ｅからの出射光ＥＭＩが出射角θで出射した様子を示す模式図である。ここでは簡略化のためにレンズアレイは省略して図示している。表示デバイス１００の主面に対する法線と出射光との角度θを出射角と定義する。表示領域５００の外端の画素１４０Ｅからの出射光ＥＭＩが接合部材２００によって遮光されないためには、Ｌ＞Ｇｔａｎθにする必要があることが分かる。逆に言うと、Ｌ≦Ｇｔａｎθの関係の場合、表示領域５００の外端の画素１４０Ｅからの出射光ＥＭＩが接合部材２００に遮られ、表示不良となり得る。必要な幅Ｌは視野角によって依存することがわかる。典型的な用途においては４５°程度の視野角があれば十分といえる。θ＝４５°の場合、上記関係式からＬ＞Ｇであればよい。つまり、表示領域５００から接合部材２００の少なくとも一部までの距離Ｌが、距離Ｇよりも大きいことが好ましい。また表示領域５００の外端の画素１４０Ｅから接合部材２００までの距離Ｌは、省スペース化のために、接合部材２００の幅Ｗよりも小さいことが好ましい。つまりＷ＞Ｌとするのが好ましく、前述の画素サイズＸ＜Ｇの関係も考慮すると、Ｘ＜Ｇ＜Ｌ＜Ｗとの関係で設計するのが好ましい。例えば、画素サイズＸは５～１０μｍであり、距離Ｇは１０～５０μｍであり、距離Ｌは５０～５００μｍであり、幅Ｗは５００～１０００μｍである。一例では、画素サイズＸは６μｍであり、距離Ｇは２８μｍであり、距離Ｌは１００μｍであり、幅Ｗは７００μｍである。

本実施形態の特徴の１つは、空隙１８０は、接合部材２００に対して空隙１８０とは反対側に存在する空間（外部空間）に連通していることである。例えば、図８に示す様に、接合部材２００の或る部分と別の部分との間には、空隙１８０を外部空間に連通させる隙間２５０が設けられている。接合部材２００の或る部分と別の部分とは、接合部材２００における隙間２５０の両側に位置する部分である。隙間２５０を設ける手法以外に、空隙１８０を外部空間に連通させるための溝や孔を透光板３００や表示デバイス１００に設けることもできる。

次に接合部材２００の好ましいパターンについて説明する。前述の実施例では接合部材２００は表示領域５００を取り囲む閉塞したパターンとしたが、接合部材２００には少なくとも一か所以上の隙間２５０を設けるのが好ましい。接合部材２００に隙間２５０を設けない場合、外部環境の変化に伴い空隙１８０の圧力変動が生じるため、透光板３００が変形し表示デバイスの品質や信頼性を損なう恐れがある。例えば、外部環境が室温から急激に氷点下の温度に変化した場合、空隙１８０の圧力が低下し、接合部材２００の内外で圧力差が生じるため透光板３００が表示デバイス１００側に変形する。前述のとおり、画素サイズＸよりも広く距離Ｇを設定することで異物による表示不良を抑制することができるが、透光板３００が変形して距離Ｇが変動すると内在する異物による表示デバイス１００が損傷する恐れが生じる。透光板３００の変形量は透光板３００の剛性にも依存するため変形量を一概に定義することは難しく、外部環境変動による透光板の変形自体を抑制するのが好ましい。また接合部材２００に隙間２５０を設けない場合、高温と低温との間の急激な温度サイクルが繰り返されると、空隙１８０は膨張と収縮を繰り返し、接合部材２００の界面に繰り返し応力がかかることになる。その結果、接合部材２００が表示デバイス１００あるいは透光板３００から剥離する恐れもある。特に接合部材２００の線幅Ｗが細くなるほど、この問題は顕在化する。さらに結露の問題もある。接合部材２００に隙間２５０を設けない場合、例えば高温高湿環境下に放置された期間に空隙１８０では飽和水蒸気圧となっており、急激に環境温度が下がると空隙の飽和水蒸気圧が下がり、空隙において結露が発生する。空隙における結露によって、表示品質や信頼性を損なう恐れがある。以上のような問題を抑制するために、接合部材２００には少なくとも一か所以上の隙間２５０を設けるのが好ましい。次に接合部材２００に隙間２５０を設ける場合の配置パターンについて、図８を用いて説明する。

図８は接合部材２００に隙間２５０が設けられた表示装置８００を表示デバイス１００の主面である表面１０１に対して平面視した際の平面図を示している。

図８（ａ）では、隙間２５０は接触部７００が配置される辺に設けている。図８（ａ）に示すように、表示領域５００の輪郭は四辺形であり、隙間２５０は、輪郭のうちの互いに対向する上辺および下辺を仮想的に延長した２つの直線（一点鎖線で示す）に挟まれる位置に設けられる。なお、外部接続端子１９０はこの一点鎖線で示された２つの直線に挟まれる位置には存在しない。ディスペンス法を用いて接合部材２００を形成する場合、ディスペンスの始点と終点に相当する接合部材２００の隙間端部の線幅が、隙間端部以外の線幅と比べて多少太くなることがある。前述のとおり、接触部７００が配置される辺は、その他の辺に比べて周辺領域６００が広いため、隙間２５０における接合部材２００の線幅が多少太くなっても問題ない。よって隙間２５０は接触部７００が配置される辺に設けるのが好ましい。

別の例として図８（ｂ）では、隙間２５０は外部接続端子１９０が配置される辺に設けている。表示領域５００の輪郭は四辺形であり、隙間２５０は、輪郭のうちの互いに対向する左辺および右辺を仮想的に延長した２つの直線（二点鎖線で示す）に挟まれる位置に設けられる。なお、外部接続端子１９０の少なくとも一部はこの二点鎖線で示された２つの直線に挟まれる位置に存在する。外部接続端子１９０と表示領域５００の間の領域は配線構造の引き回しのために、他の辺よりもスペースが広いことが多い。よって前述同様に隙間を設けるのが容易である。接合部材２００の隙間２５０は異物の侵入経路となり得るため、隙間２５０を閉塞しないように隙間２５０の外側に何らかの構造物を配置するのが好ましい。外部接続端子１９０にはフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ、不図示）が接合されるが、ＦＰＣと表示デバイス１００との接着力を補強するための補強樹脂を設けることがある。隙間２５０を外部接続端子１９０が配置される辺に設けることで、ＦＰＣの補強樹脂２６０を異物侵入抑制のための構造物として利用できるため好適である。

さらに別の例として、図８（ｃ）に示すように、隙間２５０をコーナーに設けてもよい。表示領域５００の輪郭は四辺形であり、隙間２５０は、輪郭のうちの互いに対向する上辺および下辺を仮想的に延長した２つの直線（一点鎖線で示す）に挟まれない位置に設けられている。さらに、隙間２５０は、輪郭のうちの互いに対向する左辺および右辺を仮想的に延長した２つの直線（二点鎖線で示す）にも挟まれない位置に設けられている。コーナーに隙間２５０を設けるほうが、仮に隙間２５０から異物が侵入した場合に、隙間２５０から表示領域５００までの距離が長いため異物によって表示不良となるリスクを低減することができる。

また図８（ｄ）では接合部材２００が２重のパターンを有している。接合部材２００は、隙間２５０を有し外周に設けられる接合部材パターン２０１と、接合部材パターン２０１の内側に接合部材パターン２０１から離間して設けられる接合部材パターン２０２と、を有する構造を示している。接合部材パターン２０２は、接合部材パターン２０１の隙間２５０と平面視でオーバーラップするよう設けられている。接合部材パターン２０２は、接合部材パターン２０１の外側に設けても構わない。接合部材パターン２０２を設けることで、隙間２５０をラビリンス構造とし、接合部材２００の隙間２５０から侵入した異物が表示領域５００に到達するまでの距離を長くすることができる。その結果、表示不良となるリスクを低減することができる。

以上のように、接合部材２００に隙間２５０を設けることで外部環境の変動に伴う表示不良や信頼性低下のリスクを低減することができる。

以上、本発明によると、表示デバイスと透光板との間の距離を画素サイズよりも大きくすることで、異物による表示不良を抑制することができる。またレンズアレイを設ける場合は、表示デバイスと透光板との間の距離をレンズアレイの高低差よりも大きくすることで異物による表示不良を抑制することができる。さらに接合部材に隙間を設けることで、外部環境変動による表示不良や信頼性低下のリスクを低減することができる。以上のように、表示装置の表示品質と信頼性の向上が実現できる。

本実施形態では、透光板３００と表示デバイス１００との間に空隙１８０を設けているために、透光板３００と表示領域５００との間を透光部材で充填する場合に比べて、透光板３００と表示デバイス１００との間の接合強度を確保する点で不利である。すなわち、空隙１８０を設けるために透光板３００と表示デバイス１００との間の接合面積を大きくすることが困難である。また、空隙１８０によって表示デバイス１００と透光板３００との間の熱伝導が低減されるため、表示デバイス１００と透光板３００の温度差が生じやすくなる。そのため、表示デバイス１００と透光板３００の熱膨張量が異なりやすいため、表示デバイス１００と透光板３００との間に応力が生じやすい。また、有機材料層１４３への熱ダメージを低減するため、樹脂層１５１、１５２となる樹脂膜を高温にさらすことは避けることが好ましい。そのため、樹脂膜の硬化が十分でない場合がある。硬化の不十分な樹脂膜を介して表示デバイス１００と透光板３００を接合部材２００で接合すると、硬化の不十分な樹脂膜と保護膜１５０との界面で剥離が生じてしまう可能性がある。あるいは、硬化の不十分な樹脂膜と接合部材２００との界面で剥離が生じてしまう可能性がある。あるいは、硬化の不十分な樹脂膜自体が破断してしまう可能性がある。そこで、限られた接合面積によって透光板３００と表示デバイス１００との間の接合強度を向上する上で有利な形態を説明する。

図９（ａ）、（ｂ）は、図６（ａ）におけるＺ－Ｚ’線の断面図である。表示デバイス１００は、基板１０５と、基板１０５と空隙１８０との間に位置する無機材料層を含む。この無機材料層は、図９（ａ）において、保護膜１５０に含まれうる。保護膜１５０に含まれる無機材料層は典型的には窒化シリコン層である。保護膜１５０に含まれる無機材料層は接合部材２００と基板１０５との間に延在している。表示デバイス１００は、基板１０５と保護膜１５０の無機材料層との間に位置する有機材料層１４３と、有機材料層１４３と空隙１８０との間に位置する少なくとも１つの樹脂層１５１、１５３とを含む。樹脂層１５１、１５３の端部は接合部材２００よりも内側にある。樹脂層１５１、１５３は保護膜１５０に含まれる無機材料層を露出するように形成される。そのため、接合部材２００は保護膜１５０に含まれる無機材料層に接する。樹脂層１５１、１５３に接合部材２００が接すると接合強度が低下するため、樹脂層１５１、１５３を除去して、接合部材２００が保護膜１５０に含まれる無機材料層に接するようになっている。接合部材２００と基板１０５との間に樹脂層が設けられていなければ、樹脂層に起因した剥離は生じにくくなる。

この構造は、基板１０５上の全面に樹脂層１５１、１５３となる樹脂膜を形成したのちに、図９（ａ）、（ｂ）に記載した残留領域に樹脂膜を残留させ、図９（ａ）、（ｂ）に記載した除去領域から樹脂膜を除去することで形成できる。例えば、基板１０５上の全面に、樹脂層１５１となる樹脂膜と、樹脂層１５３となる樹脂膜と、を成膜した後に、残留領域をマスクで保護して、除去領域に位置する２つの樹脂膜をエッチングによって除去すればよい。このように不要な膜を一括して除去領域から除去することが効率的である。そのため、樹脂層１５１の端部と樹脂層１５３の端部の位置はおおむね一致する。端部がおおむね一致するとは、それぞれの端部の位置のずれが１μｍ以下であることを意味する。勿論、各樹脂膜を成膜するごとに除去領域から樹脂膜を除去してもよく、その場合には樹脂層１５１と樹脂層１５３の端部は一致しなくてもよい。樹脂膜が感光性を有する場合には、各樹脂膜を成膜するごとに、フォトリソグラフィによって樹脂膜をパターニングすることができる。

図９（ｂ）において、レンズアレイ１７０の上には反射防止膜１７１が設けられている。反射防止膜１７１には酸化シリコン層や窒化シリコン層、酸窒化シリコン層などの無機材料層が含まれる。有機材料層１４３は基板１０５と反射防止膜１７１に含まれる無機材料層との間に位置する。反射防止膜１７１の端部も、樹脂層１５１、１５３の端部と同様に、接合部材２００よりも内側にある。そのため、接合部材２００は反射防止膜１７１に含まれる無機材料層ではなくて、保護膜１５０に含まれる無機材料層に接する。反射防止膜１７１に含まれる無機材料層もまた、樹脂層１５１、１５３となる樹脂膜と一括でパターニングすることができる。

反射防止膜１７１に含まれる無機材料層を樹脂層１５１、１５３の除去領域に残すこともできる。その場合には、反射防止膜１７１に含まれる無機材料層が接合部材２００と基板１０５との間に延在しうる。そして、接合部材２００は反射防止膜１７１に含まれる無機材料層に接しうる。樹脂膜の除去領域に反射防止膜１７１に含まれる無機材料層を残しても、この無機材料層と基板１０５との間には、樹脂層１５１、１５３がない（除去されている）ため、接合強度の低下が生じにくいという利点がある。

図９（ａ）に示した周辺領域６００は非有効画素領域６１０と周辺回路領域６２０とを含んでいる。図９（ａ）の例では、非有効画素領域６１０においてカラーフィルタアレイ１５２は複色部を有しており、図９（ｂ）の例では、非有効画素領域６１０においてカラーフィルタアレイ１５２は単色部を有している。図９（ａ）、（ｂ）にはバンクと呼ばれる画素分離部１４４を示している。画素分離部１４４は酸化シリコン層や窒化シリコン層などの無機材料層からなる。画素分離部１４４を構成する無機材料層を基板１０５と接合部材２００との間に設けてもよい。

図１０（ａ）には表示装置ＤＳＰＬを備える機器ＥＱＰの例を示している。表示装置ＤＳＰＬには上述した表示装置８００を適用可能である。機器ＥＱＰは、制御装置ＣＴＲＬと、通信装置ＩＦと、光学装置ＯＰＴと、撮像装置ＩＳと、音響装置ＡＵＤＩＯと、の少なくともいずれかを備える。制御装置ＣＴＲＬは表示装置ＤＳＰＬを制御する。制御装置ＣＴＲＬはＤＳＰやＡＳＩＣでありうる。通信装置ＩＦは、表示領域５００に表示される情報を含む信号を通信（送信／受信）する。通信装置ＩＦは無線通信機能および／または有線通信機能を有している。通信装置ＩＦは送信機能を持たずに受信機能のみを持っていてもよい。光学装置ＯＰＴは表示領域５００に表示された画像をスクリーンや網膜に投影する。光学装置ＯＰＴは、レンズやプリズム、ミラーでありうる。撮像装置ＩＳは表示領域５００に表示される画像を撮影する。撮像装置ＩＳは機器ＥＱＰの外部から取り込まれた光を光電変換するＣＭＯＳイメージセンサでありうる。音響装置ＡＵＤＩＯは機器ＥＱＰの外部から音が入力されるマイクおよび／または音が出力されるスピーカーを含みうる。とりわけ撮像装置ＩＳや音響装置ＡＵＤＩＯは、機器ＥＱＰの仕様やユーザーの要望に応じて適宜省略することができる。

また、機器ＥＱＰは表示機能を有する情報端末（例えばスマートフォンやウエアラブル端末）やカメラ（例えばレンズ交換式カメラ、コンパクトカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ）などの電子機器に適する。また、機器９１９１は、車両や船舶、飛行体などの輸送機器であり得る。輸送機器としての機器ＥＱＰは、表示装置８００を輸送するものや、表示機能により運転（操縦）の補助を行うものに好適である。あるいは、機器ＥＱＰは眼科用などの医療機器や、測距センサなどの計測機器、複写機などの事務機器であってもよい。

図１０（ｂ）には機器ＥＱＰの一例としてのヘッドマウントディスプレイＨＭＤの例を示ししている。ヘッドマウントディスプレイＨＭＤは、機器ＥＱＰをヘッドマウントディスプレイとして用いるための装着手段ＷＲを備える。装着手段ＷＲはバンドやストラップなどである。ヘッドマウントディスプレイＨＭＤはユーザーが両眼で画像を観察できるように、複数の表示装置ＤＳＰＬが設けられている。また、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤには距離情報を取得できるように、複数の撮像装置ＩＳが設けられている。音響装置ＡＵＤＩＯのマイクがユーザーの口の近くに位置することで、ユーザーの口から発せられる音がマイクへ入力されうる。音響装置ＡＵＤＩＯのスピ－カーがユーザーの耳の近くに位置することで、ユーザーの耳へ向かう音がスピーカーから出力されうる。ヘッドマウントディスプレイＨＭＤにおける表示装置ＤＳＰＬの表示領域の対角長は２４ｍｍ以上であってもよい。

以上、説明した実施形態は、技術思想を逸脱しない範囲において適宜変更が可能である。なお、本明細書の開示内容は、本明細書に記載したことのみならず、本明細書および本明細書に添付した図面から把握可能な全ての事項を含む。

なお、例示した具体的な数値範囲について、ｅ～ｆという記載（ｅ、ｆは数字）は、ｅ以上および／またはｆ以下という意味である。また、例示した具体的な数値範囲について、ｉ～ｊという範囲およびｍ～ｎという範囲が併記（ｉ、ｊ、ｍ、ｎは数字））してある場合には、下限と上限の組は、ｉとｊの組またはｍとｎの組に限定されるものではない。例えば、複数の組の下限と上限を組み合わせて検討もよい。すなわち、ｉ～ｊという範囲およびｍ～ｎという範囲が併記してある場合には、ｉ～ｎという範囲で検討を行ってもよいし、ｍ～ｊという範囲で検討を行ってもよいものである。

また本明細書の開示内容は、本明細書に記載した個別の概念の補集合を含んでいる。すなわち、本明細書に例えば「ＡはＢよりも大きい」旨の記載があれば、たとえ「ＡはＢよりも大きくない」旨の記載を省略していたとしても、本明細書は「ＡはＢよりも大きくない」旨を開示していると云える。なぜなら、「ＡはＢよりも大きい」旨を記載している場合には、「ＡはＢよりも大きくない」場合を考慮していることが前提だからである。

１００ 表示デバイス
５００ 表示領域
Ｇ 距離
Ｈ 高低差
Ｘ 画素サイズ
２００ 接合部材
３００ 透光板
１８０ 空隙

Claims (21)

1. 表示領域および前記表示領域の周辺に位置する周辺領域を有する表示デバイスと、前記表示デバイスに平面視で重なる透光板と、前記表示領域の上に配されたレンズと、を備え、
   前記表示領域と前記透光板との間には空隙が設けられ、前記空隙に配された異物を有する表示装置であって、
   前記異物のサイズをＱ、前記レンズの高さをＨ、前記レンズの頂点から前記透光板までの距離をＧとするとき、式（１）を満たすことを特徴とする表示装置。
   Ｑ≦Ｈ＜Ｇ （１）
2. 前記Ｇは前記透光板の厚さＲよりも小さい、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記Ｇは４０μｍ以下である、請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記Ｇは１０μｍ以下である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の表示装置。
5. 前記Ｇは２０μｍ以上である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
6. 前記周辺領域と前記透光板との間には、前記表示デバイスと前記透光板とを接合する接合部材が設けられている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の表示装置。
7. 前記表示領域から前記接合部材の少なくとも一部までの距離Ｌが、前記距離Ｇよりも大きく、かつ、前記接合部材の幅Ｗよりも小さい、請求項６に記載の表示装置。
8. 前記表示領域は、発光素子を有し、前記発光素子が、無機材料層に覆われている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の表示装置。
9. 前記無機材料層は窒化シリコン層である、請求項８に記載の表示装置。
10. 前記表示デバイスが基板の上に設けられており、前記基板は単結晶半導体基板であり、前記基板の厚さは前記透光板の厚さよりも大きい、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の表示装置。
11. 前記表示デバイスにはカラーフィルタアレイが設けられている、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の表示装置。
12. 前記レンズは、前記カラーフィルタアレイの上に配されている、請求項１１に記載の表示装置。
13. 前記接合部材は樹脂部分と球状のスペーサーを含む、請求項６または７に記載の表示装置。
14. 前記表示領域から前記周辺領域にかけて導電体膜が設けられており、前記接合部材が前記導電体膜に重なる、請求項６に記載の表示装置。
15. 前記透光板は、前記表示デバイスに対向する主面と、前記主面に対して傾斜した側面を有し、前記側面から前記主面にかけて、前記側面および前記主面に対して傾斜した面を有する、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の表示装置。
16. 前記表示領域の面積は１５３ｍｍ^２より大きく２９１２ｍｍ^２より小さい、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の表示装置。
17. 前記表示領域には複数の有機ＥＬ素子が配列されている、請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の表示装置。
18. 請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の表示装置と、
    配線部材と、を備えるモジュールであって、
    前記表示デバイスは、前記表示デバイスと前記透光板とが重なる方向において前記透光板に重ならない位置に配された端子を有し、前記配線部材は前記端子に接続されているモジュール。
19. 請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の表示装置と、
    遮光部材と、
    透光部材と、を備えるモジュールであって、
    前記遮光部材が、前記透光部材と前記透光板との間の空間を囲む、モジュール。
20. 請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の表示装置を備える機器であって、
    前記表示装置を制御する制御装置と、
    前記表示領域に表示される情報を含む信号を受信する受信装置と、
    前記表示領域に表示された画像を投影する光学装置と、
    前記表示領域に表示される画像を撮影する撮像装置と、
    音が入力または出力される音響装置と、
    の少なくともいずれかを更に備える機器。
21. 請求項２０に記載の機器であって、前記機器をヘッドマウントディスプレイとして用いるための装着手段を備える機器。

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