JP2014182280A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】斜めから見た場合に正面から見た場合よりも画像が色変化することを抑制した表示装置を提供することである。
【解決手段】本実施形態に係る表示装置は、第１方向に偏光した光を通過させる第１偏光層と、前記第１偏光層と対向し、前記第１方向と異なる第２方向に偏光した光を通過させる第２偏光層と、前記第１偏光層と前記第２偏光層の間に設けられた表示層と、前記第１偏光層と前記表示層の間に設けられた干渉型フィルタと、前記第２偏光層を介して前記第１層と対向し前記第２偏光層の側に凸であり前記第１方向に沿って延在する凸部を有する第１層、および、前記第１層と前記第２偏光層との間に設けられ前記第１層と接する第２層を有する屈折層と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。

液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイを始めとする表示装置は、地上デジタル放送開始やインターネット、携帯電話の普及によりますます需要が高まっている。表示装置にはカラーフィルタが配置され、このカラーフィルタを透過した赤、緑、青の光によってカラー表示がなされる。一般的に、カラーフィルタは顔料や染料を用いた光吸収型（吸収型）のものが用いられる。吸収型のカラーフィルタは、特定の波長領域の光を透過し、それ以外の波長領域の光を吸収する。例えば、白色光が青のカラーフィルタに入射すると、青の光はカラーフィルタを透過し、緑や、赤の光はカラーフィルタに吸収される。緑や赤のカラーフィルタフィルタも同様である。このように、カラーフィルタにおいて入射光の一部が吸収されるので、光の損失が生じる。

そこで、吸収型のカラーフィルタの代わりに、干渉型のカラーフィルタを用いた表示装置が提案されている。干渉型のカラーフィルタは、透過する波長領域以外の波長領域の光を反射する。

特開平９−２５８２０７公報

本発明が解決しようとする課題は、斜めから見た場合に正面から見た場合よりも画像が色変化することを抑制した表示装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の表示装置は、本実施形態に係る表示装置は、第１方向に偏光した光を通過させる第１偏光層と、前記第１偏光層と対向し、前記第１方向と異なる第２方向に偏光した光を通過させる第２偏光層と、前記第１偏光層と前記第２偏光層の間に設けられた表示層と、前記第１偏光層と前記表示層の間に設けられた干渉型フィルタと、前記第２偏光層を介して前記第１層と対向し前記第２偏光層の側に凸であり前記第１方向に沿って延在する凸部を有する第１層、および、前記第１層と前記第２偏光層との間に設けられ前記第１層と接する第２層を有する屈折層と、を有する。

第１の実施形態に係る表示装置を示す平面図である。 第１の実施形態に係る表示装置を示す断面図である。 （ａ）はＰ波を説明する模式図であり、（ｂ）はＳ波を説明する模式図である。 Ｐ波とＳ波それぞれの色変化を説明する図である。 第１の実施形態に係る表示装置を示す断面図である。 図６（ａ）はシリコン酸化物とシリコン窒化物の屈折率を示す図であり、図６（ｂ）はシリコン酸化物とシリコン窒化物の消光計数を示す図である。 図７（ａ）は干渉型フィルタの透過スペクトルの例を示す図であり、図７（ｂ）は反射スペクトルの例を示す図である。 吸収型フィルタの透過スペクトルの例を示す図である。 図９（ａ）は第１の実施形態の第１の変形例に係る表示装置を示す断面図であり、図９（ｂ）は第１の実施形態の第２の変形例に係る表示装置を示す断面図である。 第１の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す図である。

以下、本発明に係る実施形態および比較例に係る実施形態について、図面を参照して説明する。

なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る表示装置について説明する。表示装置として、液晶ディスプレイを用いて説明する。

図１は、第１の実施形態に係る表示装置を示す平面図である。表示装置１は、複数の画素部６５がマトリクス状に設けられた表示領域６４と、表示領域６４の周りに設けられた、信号線駆動回路６２、制御線駆動回路６３、およびコントローラ６１とを有する。

コントローラ６１は信号線駆動回路６２と制御線駆動回路６３とに接続されており、信号線駆動回路６２と制御線駆動回路６３の動作のタイミング制御を行う。列方向に並んだ画素６５は、信号線Ｖsigによって信号線駆動回路６２に接続されている。画素６５は複数の列を形成しており、信号線Ｖsigは複数設けられている。行方向に並んだ画素６５は、制御線ＣＬによって制御線駆動回路６３に接続されている。画素６５は複数の行を形成しており。制御線ＣＬは複数設けられている。信号線駆動回路６２は、信号線Ｖsigを通して画素部６５に信号電圧を供給する。制御線駆動回路６３は、制御線ＣＬを通して画素部６５に走査線駆動信号を供給する。

図２は、第１の実施形態に係る表示装置を示す断面図である。表示装置１は、対向する第１偏光層２１及び第２偏光層２２と、第１偏光層２１と第２偏光層２２の間に設けられた表示層１５と、第１偏光層２１と表示層１５の間に設けられた干渉型フィルタ１２と、第２偏光層２２を介して前記第１偏光層２１と対向する屈折層３０と、を有する。

第１偏光層２１及び第２偏光層２２は、特定方向に偏光光を通過させる層である。第１偏光層２１は、第１方向に偏光した光を通過させる、第２偏光層２２は第２方向に偏光した光を通過させる。第１偏光層２１及び第２偏光層２２は、例えば、第１方向と第２方向が略直交するように設けられる。ここで第１偏光層２１及び第２偏光層の偏光方向が完全に直交していなくとも良く、例えば、それぞれの偏光方向のなす角が８０度以上１００度以下であっても良い。

表示層１５は、例えば液晶分子を含む液晶層である。液晶分子は、電界が印加された状態と印加されない状態とで配向が変化し、表示層１５を透過する光の直線偏光の方向が変化する。従って、例えば電界が印加されない状態においては、表示層１５を透過した光は第２偏光層２２を透過できないが、電界が印加された状態においては表示層１５を透過した光は第２偏光層２２を透過することができる。

光の透過率が変わる材料で形成される。

干渉型フィルタ１２は、特定の波長領域の光を透過し、他の波長領域の光を反射するフィルタである。干渉型フィルタ１２は、例えばファブリペロー型である。干渉型フィルタ１２は、例えば屈折率の異なる複数の誘電体膜の積層である。干渉型フィルタ１２は、例えば、高屈折材料の層と低屈折材料の層を交互に積層されて形成されている。代表的な高屈折率の誘電体材料としては、ＴｉＯ_２，Ｔａ_２Ｏ_３，ＺｎＯ_２，ＺｎＳ，ＺｒＯ_２，ＣｅＯ_２，Ｓｂ_２Ｓ_３などがある。また代表的な低屈折率誘電体材料としては、ＳｉＯ_２，ＭｇＦ_２，Ｎａ_３ＡｌＦ_６などがある。干渉型フィルタ１２の詳しい構成については後述する。

屈折層３０は、第１層３１と第２層３２とを有する。第１層３１は第２偏光層を介して第１層３１と対向する。第１層３１は、第２偏光層の側に凸であり第１方向に沿って延在する凸部３１１を有する。第２層３２は、第１層３１と第２偏光層２２との間に設けられ、第１層３１と接する。凸部３１１は、第１方向に沿って延在する。

例えば、第１方向に垂直な断面における凸部３１１の第２偏光層２２からの距離が最も遠い地点を結ぶ線は、第１方向と略平行である。凸部３１１は第２偏光層側に凸である。ここで、略平行とは、完全に平行でなくとも良く、例えば、この線と第１方向のなす角が０度以上１０度以下とすることができる。この線と第１方向のなす角が０度以上５度以下であることが好ましい。第１層３１は、凸部３１１を複数有していても良い。凸部３１１は第２偏光層２２の一主面に平行な第１方向に延在し、第１方向と交差する他の方向に配列する。第１層３１が複数設けられている場合、第２層３２の一部は凸部３１１同士の間に設けられる。

凸部３１１は、第１偏光層２１及び第２偏光層２２の主面に垂直な方向対して傾斜した第１傾斜面と第２傾斜面を有する。第１偏光層２１及び第２偏光層２２の主面に垂直な方向は、第１偏光層２１と表示層１５と第２偏光層２２とが積層された方向と同じである。第１傾斜面および第２傾斜面は、平面であっても曲面であっても良い。第１傾斜面及び第２傾斜面は、例えば、第１方向に延在する。

第１層３１の材料としては、例えば、樹脂やガラスなどを用いることができる。第２層３２の材料としては、例えば、空気や第１層３１とは異なる樹脂やガラスなどを用いることができる。第２層３２を空気層とする場合には、第１層３１は、外周に沿って設けられた接着層により第２偏光層に接着されていても良い。第１層３１の屈折率と第２層３２の屈折率の差は、０.３以上であることが好ましい。第２層３２の屈折率は第１層３１の屈折率よりも低いことが好ましい。

表示装置１は、さらに、バックライト４０と、支持基板１１と、表示用回路１３０と、画素電極１４と、対向電極１６と、吸収型フィルタ１７と、対向基板１８と、を有していても良い。

干渉型フィルタ１２は、支持基板１１の上に設けられる。表示用回路１３０は干渉型フィルタ１２の上に設けられ、画素駆動用トランジスタ１３を含む。画素電極１４は、干渉型フィルタ１２の上に設けられる。表示層１５は、表示用回路１３０および画素電極１４の上に設けられる。対向電極１６は、表示層１５の上に設けられる。吸収型フィルタ１７は、対向電極１６の上に設けられる。対向基板１８は、吸収型フィルタ１７の上に設けられる。支持基板１１および対向基板１８の表示層１５と対向しない側の面に、第１偏光層２１及び第２偏光層２２が設けられる。

支持基板１１および対向基板１８は、例えば、ガラスや透明樹脂などの光透過性の材料で形成される。

画素駆動用トランジスタ１３は画素電極１４と対向電極１６との間に印加される電圧を制御する。画素駆動用トランジスタ１３としては、例えばボトムゲート型あるいはトップゲート型の薄膜トランジスタが用いられる。画素駆動用トランジスタ１３は、例えば１つの画素につき１つずつ配置される。

表示用回路１３０は、信号電圧および走査線駆動信号を受けて画素ごとに表示層１５に印加される電圧を制御する回路である。

画素電極１４および対向電極１６は表示層１５に電圧を印加するものであり、例えばインジウムスズ酸化物などの光透過性の導電材料で形成される。画素電極１４と対向電極１６電圧が印加されると、これらの間に設けられた表示層１５の液晶の配向が変化し、表示層１５内の光が第２偏光層２２を透過したりしなかったりする。このように、第２偏光層２２において光を透過したり透過しなかったりすることにより、表示装置１は画像表示を行うことができる。

干渉型フィルタ１２は、赤色干渉型フィルタ１２０Ｒと緑色干渉型フィルタ１２０Ｇと青色干渉型フィルタ１２０Ｂとを有する。赤色干渉型フィルタ１２０Ｒは、赤の波長領域の光を透過し、緑や青を含む他の波長領域の光を反射する。緑色干渉型フィルタ１２０Ｇは、緑の波長領域の光を透過し、赤や青を含む他の波長領域の光を反射する。青色干渉型フィルタ１２０Ｂは、青の波長領域の光を透過し、赤や緑を含む他の波長領域の光を反射する。なお、ここで干渉型フィルタ１２を透過する波長領域の光とは、他の波長領域よりも透過率が高い波長領域をいい、干渉型フィルタ１２に反射される波長領域の光とは他の波長領域よりも反射率が高い（透過率が低い）波長領域をいう。例えば、干渉型フィルタ１２の透過スペクトルの半値幅に対応する波長領域を、干渉型フィルタを透過する光の波長領域とすることができる。

吸収型フィルタ１７は、特定の波長領域の光を透過し他の波長領域の光を吸収するフィルタであり、例えば顔料や染料などで形成される。吸収型フィルタ１７は、例えば赤色吸収型フィルタ１７１と緑色吸収型フィルタ１７２と青色吸収型フィルタ１７３とを有する。１つの画素にいずれかの色の吸収型フィルタ１７１、１７２、１７３が設けられている。

吸収型フィルタ１７は、表示層１５介して干渉型フィルタ１２と対向する。赤色吸収型フィルタ１７１は赤色干渉型フィルタと対向し、緑色吸収型フィルタ１７２は緑色干渉型フィルタと対向し、青色吸収型フィルタ１７３は青色干渉型フィルタと対向する。バックライト４０は、支持基板１１と対向する反射部４２と、支持基板１１と反射部４２の間に設けられた導光部４１と、導光部４１の側面に設けられた光源４３と、を有する。導光部４１は、反射部４２と対向する側（底面）に凹部４４を有している。

導光部４１は、アクリル樹脂などの光透過性の材料で形成される。光源４３としては、例えばＬＥＤなどが用いられる。反射部４２は、光反射性の高い材料で形成され、例えば、アルミニウムなどの金属で形成される。凹部４４は、導光部４１の反射部４２と対向する面に対して少なくとも１つの傾斜面を持っていれば良く、例えばピラミッド状や断面が三角形の畝状とすることができる。

例えば、画素駆動用トランジスタ１３により制御された画素電極１４と対向電極１６の間に電圧が印加され、表示層１５に電界が印加されると、バックライト４０からの光がオンとオフの間で切り替わり、画像表示を行えることになる。

光源４３から発生した光は、導光部４１へ入り、導光部４１の中を全反射しながら進む。この時に光が凹部４４に当たる場合には、この凹部４４により全反射条件が崩れるため、第１偏光層２１が位置する上面方向に反射される。反射された光は、導光板４１から出射し、支持基板１１を透過して干渉型フィルタ１２に入射する。干渉型フィルタ１２に入射した光のうち干渉型フィルタの透過域の光は、光線５０に示すように干渉型フィルタ１２を透過し、表示層１５および吸収型フィルタ１７を透過して表示装置１の外側に出射される。

一方、干渉型フィルタ１２に入射した光のうち干渉型フィルタ１２の透過域以外の光はほぼ全て反射され、バックライト４０側に戻される。例えば、光線５１は赤色の光の一例を示したものであるが、この光は、導光部４１の底面および緑色または青色干渉型フィルタで全反射を繰り返しながら導光部４１内を伝播してゆく。そして、赤色干渉型フィルタ１２０Ｒに到達すると、赤色干渉型フィルタ１２０Ｒを透過し表示層１５及び吸収型フィルタ１７を透過して表示装置１の外部に出射される。

このように、干渉型フィルタ１２は吸収型フィルタ１７にくらべて光の吸収が少ないため、バックライト４０からの光のほとんどをいずれかの色の干渉型フィルタ１２から透過することができるので、表示装置１は光の損失が少ない。

ところで、干渉型フィルタ１２を透過した光は、第２偏光層２２を経て視聴者に到達する。特にファブリペロー型の干渉型フィルタ１２は、光学薄膜群構成に基づく光の干渉を用いる。干渉型フィルタ１２に斜めに入射する光は、干渉型フィルタ１２を透過するときの光路長が長い。そのため、干渉型フィルタ１２に斜めに入射した光は、干渉型フィルタ１２を透過すると原理的に短波長側、すなわち青側にシフトする。言い換えると、表示装置１を斜め方向から観察される画像の色は、正面方向から観察される画像の色に対して大きく異なってしまう。正面方向とは、第１偏光層２１、第２偏光層２２及び干渉型フィルタ１２の主面に垂直な方向である。例えば、赤色干渉型フィルタ１２０Ｒを透過した光を観察する場合、表示装置１の正面方向に対する観察方向の角度（観察角度）が大きくなるにつれて、観察される光は赤から橙、黄、緑と色変化してしまう。

この点を改善するために、干渉型フィルタ１２を介してバックライト４０と対向するように吸収型フィルタ１７を設けることができる。干渉型フィルタ１２に斜めに入射して波長が大幅に青側にシフトした光は、吸収型フィルタ１７に吸収される。従って、波長が大幅にシフトした光が観察されない。例えば、赤色干渉型フィルタ１２０Ｒを透過した光のうち、緑色にシフトした光は赤色吸収型フィルタ１７１により吸収される。このように、吸収型フィルタ１７により、波長のシフト量は赤の吸収型フィルタ１７を透過する波長の範囲内に収まる。

ここで、発明者は鋭意研究の結果次のことを見出した。すなわち、観察角度を大きくするにつれて、観察される光の色（例えば赤、緑、青など）ごとに強度変化の様子が異なる。観察角度に依存して各色の強度が一様に変化するならば、観察角度を大きくするにつれて、正面から観察して白色の光は次第に暗く観察される。しかしながら、各色によって強度変化が異なると、観察方向を斜めにするにつれて、白色以外の色に観察されることが判った。さらに、この現象は、第１偏光層の透過軸（第１方向）と観察方向の関係によって異なっていることも判った。これらの現象について、以下に詳しく説明する。

図３（ａ）はＰ波を説明する模式図であり、図３（ｂ）はＳ波を説明する模式図である。電界の振動方向をＬ１で示す。第１偏光層２１を透過する光は、第１偏光層２１により電界の方向がそろえられ、直線偏光となる。この光うち、入射面２１０と平行に電界が振動しているものがＰ波２３１、入射面２１０に垂直に電界が振動しているものがＳ波２３２である。Ｐ波とＳ波では、干渉型フィルタ１２による反射・透過特性が異なる。

図４は、Ｐ波とＳ波それぞれの色変化を説明する図である。

図１に示す構成の表示装置１で白を表示させたときの、観察角度と色変化の関係を色度座標に示している。ここで表示層１５の主面に垂直な方向（正面方向）と観察方向のなす角度を観察角度とする。Ｐ波（Ｐ）とＳ波（Ｓ）それぞれについて、観察角度を２０度、４０度、６０度、８０度としたときの観察される光の色を示している。目標中心の光の色をＸマークで表わしている。Ｐ波についてもＳ波についても目標中心が正面方向から観察した場合（角度０度）の色と重なる。

Ｐ波については、観察角度を大きくすると光の色が次第に目標中心から離れてゆくが、観察方向の変化に対する色変化はそれほど大きくない。一方、Ｓ波については、観察角度を大きくすると光の色が次第に目標中心から離れてゆき、観察角度の変化に対する色変化は非常に大きい。Ｓ波については、観察角度が大きくなるにつれて、色が赤の方向に移動している。すなわち、白色光が干渉型フィルタ１７に入射した場合、干渉型フィルタ１７を透過したＳ波を大きな観察角度で観察すると、赤に見える。

ここで、表示装置１は屈折層３０を備えている。屈折層３０により、正面方向に対して斜めから観察する場合の色変化を抑えることができる。屈折層３０は、特に大きな色変化を生じやすいＳ波による色変化を抑えることができる。

この屈折層３０により色変化が抑制されることについて説明する。図５は、第１の実施形態に係る表示装置を示す断面図である。図１に示した表示装置１と同じものであるが、干渉型フィルタ１２を簡略化し、バックライト４０や表示用回路１３０を省略して示している。

本実施形態においては、屈折層３０の凸部３１１は、頂角９０度のプリズムである。凸部３１１は第１偏光層２１の主面に平行な第一方向に延在しており、この主面に平行な他の方向に複数並べて設けられている。凸部３１１は、第１層３１の第２偏光層２２と対向する第１主面３１ａ側に設けられている。第１層３１の第１主面３１ａと反対側の主面である第２主面３１ｂは平面である。なお、第２主面３１ｂは平面でなくても良く、例えば凹凸構造が設けられていても良い。凸部３１１は、第１傾斜面３１２および第２傾斜面３１３とを有する。第１傾斜面と第２傾斜面のなす角は８０度以上１００度以下であることが好ましく、８５度以上９５度以下であることがより好ましく、９０度であることがさらに好ましい。

干渉型フィルタ１２を透過した光５２は表示層１５および対向基板１８を透過して、第１傾斜面３１２または第２傾斜面３１３から屈折層３０の凸部３１１に入射する。光５２は第１層３１と第２層３２との屈折率差により屈折して凸部３１１に入射する。第１層３１に入射した光５３は、第２主面３１ｂにおいて屈折し、光５４として表示装置１の外部に出射する。

このように、屈折層３０から正面方向に対して斜めに出てくる光５４は、干渉型フィルタ１２を正面方向に近い方向で透過したである。干渉型フィルタ１２を主面方向に近い方向で透過した光は、大きな色変化を生じていない。従ってこのような表示装置１を斜めから観察した場合に、正面方向から観察した画像に対して色変化の小さい画像を得ることができる。

例えば第１層３１が直角９０度のプリズムアレイシートであり、屈折率１．５８５のポリカーボネートで形成されており、第２層３２は空気層である場合を考えてみる。第１層３１から正面方向に対して９０度に出射する光５４は、干渉型フィルタ１２を正面方向に対して３５．５度程度の角度で透過する。従って、正面方向に対して３５．５度程度以下の小さな角度で干渉型フィルタ１２を透過した光が観察される。従って、斜めから観察しても、画像に色変化が小さい。

なお色変化はＳ波の透過波で大きくなっている。凸部３０の列の並んだ方向は１次元であるので、Ｓ波の大きな色変化を抑制できる方向にこの列の方向を合わせることにより、Ｓ波による色変化を抑制することができる。すなわち、第１偏光層２１の第１方向と凸部３０の延在する方向を略平行とすることで、Ｓ波による大きな色変化を抑制できる。

以上に説明したように、本実施形態に係る表示装置１によれば、正面方向に対して斜めから観察する場合に生じてしまう色変化を大幅に改善することができる。また、表示装置１は、干渉型フィルタ１２を使用しているので、バックライト光の利用効率が高い。

なお、表示装置１において、干渉型フィルタ１が表示層１５と対向基板１８との間に設けられており、吸収型フィルタ１７が支持基板１１と表示層１５との間に設けられていても良い。

また、吸収型フィルタ１７は、第２偏光層２２と屈折層３０との間に設けられていても良い。

また、吸収型フィルタ１７は、屈折層３０を介して第２偏光層２２と対向するように設けられていても良い。

以下に、干渉型フィルタ１２の具体的な構成について説明する。

干渉型フィルタ１２は、誘電体多層膜の材料や厚さ、誘電体多層膜の積層数によって、透過する光の波長領域（透過域）が決められる。白色光が入射した場合に、透過域の光をほぼ１００％透過させ、その他の波長領域（反射域）の光をほぼ１００％反射するような、光の損失が少ない理想的な干渉型フィルタ１２を用いることが望ましい。

干渉型フィルタ１２は積層された複数の誘電体膜により形成されている。干渉型フィルタ１２は、少なくとも、一対の共通層とこれらの共通層の間に設けられたスペーサ層とを有する。図２に示すように、本実施形態においては、干渉型フィルタ１２は、第１の共通層１４１と第２の共通層１４２と第３の共通層１４３と第１のスペーサ層１５１と第２のスペーサ層１５２とを有する。第１のスペーサ層１５１は、第１の共通層１４１と第２の共通層１４２との間に設けられる。第２のスペーサ層１５２は、第２の共通層１４２と第３の共通層１４３との間に設けられる。

第１の共通層１４１、第２の共通層１４２および第３の共通層１４３のそれぞれは、赤色干渉型フィルタ１２０Ｒ、緑色干渉型フィルタ１２０Ｇ及び青色干渉型フィルタ１２０Ｂにおいて連続して設けられた１つの膜である。第１のスペーサ層１５１は、赤色干渉型フィルタ１２０Ｒ、緑色干渉型フィルタ１２０Ｇ及び青色干渉型フィルタ１２０Ｂにおいて厚さが異なる。第２のスペーサ層１５２は、赤色干渉型フィルタ１２０Ｒ、緑色干渉型フィルタ１２０Ｇ及び青色干渉型フィルタ１２０Ｂにおいて厚さが異なる。従って、赤色干渉型フィルタ１２０Ｒと緑色干渉型フィルタ１２０Ｇと青色干渉型フィルタ１２０Ｂとは、それぞれ厚さが異なる。第１の共通層１４１、第２の共通層１４２、第３の共通層１４３、第１のスペーサ層１５１および第２のスペーサ層１５２は、例えば、誘電体多層膜の単層またはこの積層体により形成される。

図６（ａ）はシリコン酸化物とシリコン窒化物の屈折率を示す図であり、横軸は波長（単位ｎｍ）を示し、縦軸が屈折率ｎを示す。図６（ｂ）はシリコン酸化物（ＳｉＯ_２）とシリコン窒化物（ＳｉＮ_ｘ）の消光計数を示す図であり、横軸は波長（単位ｎｍ）を示し、縦軸が消滅係数ｋを示す。例えばシリコン窒化膜としては、波長５５０ｎｍ付近の屈折率が２．３になる様に調整したシリコン窒化膜を用いることができる。

このようなシリコン酸化膜とシリコン窒化膜により形成された干渉型フィルタ１２の特性の一例を図７に示す。図７（ａ）は干渉型フィルタの透過スペクトルを示す図であり、横軸は光の波長（単位ｎｍ）を表し、縦軸は透過率を表す。図７（ｂ）は反射スペクトルの例を示す図であり、横軸は光の波長（単位ｎｍ）を表し、縦軸は反射率を表す。図７（ａ）、図７（ｂ）においては、各フィルタの第１スペーサ層１５１および第２スペーサ層１５２の膜厚は以下の通りである。すなわち、赤色干渉型フィルタ１２０Ｒは３０ｎｍ程度、青色干渉型フィルタ１２０Ｂは１１５ｎｍ程度、緑色干渉型フィルタ１２０Ｇは７８ｎｍ程度の膜厚とした。このように、干渉型フィルタ１２は、特定の波長領域の光を透過し、他の波長領域の光を反射するフィルタである。

図８は、吸収型フィルタ１７の透過スペクトルの例を示す図であり、横軸は光の波長（単位ｎｍ）を表し、縦軸は透過率を表す。吸収型フィルタ１７の透過域は、一般的に干渉型フィルタ１２よりも広い。例えば４１０ｎｍ程度の波長の光は図３（ａ）に示す赤色干渉型フィルタ１２Ｒを透過するが、赤色吸収型フィルタ１７１により吸収される。すなわち、干渉型フィルタ１２を透過する光のうち色純度を劣化さる成分が吸収型フィルタ１７によって吸収される。このように、干渉型フィルタ１２と吸収型フィルタ１７を組み合わせるにより、純度の高い色の光を得ることができる。

干渉型フィルタ１２の色域を示すＮＴＳＣ比は、例えば３０％程度である。吸収型フィルタ１７の色域を示すＮＴＳＣ比は、例えば５５％程度である。これらのフィルタを併用する場合には、いずれか一方のフィルタを用いる場合よりも色純度を向上させることができる。

図９（ａ）は第１の実施形態の第１の変形例に係る表示装置を示す断面図である。第１の変形例に係る表示装置２は、表示装置１と屈折層３３の形状が異なる。すなわち、第１層３１の１つの凸部３１１を形成する第１傾斜面３１２と第２傾斜面３１３の間に平面３１４が形成されている。この平面３１４は、第１偏光層２１及び第２偏光層２２の主面に平行である。第２偏光層２２を透過して第１傾斜面３１２及び第２傾斜面３１３に入射した光５２は、第１傾斜面３１２または第２傾斜面３１３で屈折して第１層３１に入射する。第１層３１に入射した光５３は第１層３１を透過し、第１層３１の表示層１５と対向する面と反対側の面において屈折され、光５４が観察者に観察される。

一方、第２偏光層２２を透過して平面３１４に垂直に入射する光５５は、平面３１４において屈折されずにそのまま第１層３１に入射する。第１層３１に入射した光５６は第１層３１を透過し、第１層３１の表示層１５と対向する面と反対側の面において屈折されずに第１層３１から出射する。このように、第１の変形例に係る屈折層３３を透過した光は、図５に係る屈折層３０よりも、第１偏光層３１の主面に垂直な方向の光を多く含む。従って、表示装置２は、正面から観察した時に輝度の高い画像を得ることができる。

図９（ｂ）は第１の実施形態の第２の変形例に係る表示装置を示す断面図である。第２の変形例に係る表示装置３は、表示装置１と屈折層３４の形状が異なる。すなわち、第１層３１の１つの凸部３１１を形成する第１傾斜面３１２と第２傾斜面３１３の間に曲面３１５が形成されている。

第２偏光層２２を透過して曲面３１５に垂直に入射する光の一部５７は、曲面３１５において屈折されて第１層３１に入射する。この光５７は、第１層３１を第１層３１を第１偏光層２１の主面に垂直な方向に進行し、第１層３１の表示層１５と対向する面と反対の面において屈折されずに第１層３１から出射する。このように、第２の変形例に係る屈折層３４を透過した光は、図５に係る屈折層３０よりも、第１偏光層３１の主面に垂直な方向の光を多く含む。従って、表示装置２は、正面から観察した時に輝度の高い画像を得ることができる。

図１０は、第１の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す図である。

表示装置の製造方法は、支持基板１１を準備するステップＳ３１１と、支持基板上に干渉型フィルタ１２を形成するステップＳ３１２と、干渉型フィルタ１２の上に表示用回路１３０を形成するステップＳ３１３と、対向基板１８を支持基板１１に貼り合わせるステップＳ３１４と、支持基板１１と対向基板１８との間に表示層１５を形成するステップＳ３１５と、支持基板１１及び対向基板１８に第１偏光層２１及び第２偏光層２２を形成するステップＳ３１６と、第２偏光層２２上に屈折層３０を形成するステップ３１７と、を備える。

対向基板１８には対向電極１６が設けられていても良い。対向基板１８には吸収型フィルタ１７が設けられていても良い。

干渉型フィルタ１２の製造方法を以下に説明する。

まず、第３の共通層１４３を支持基板１１上にＣＶＤ（化学気相成長）法により形成する。更にその上に第２のスペーサ層１５２、第２の共通層１４２、第１のスペーサ層１５１、及び第１の共通層１５１をＣＶＤ法により形成する。これらの層を形成するにあたっては、ガス圧などを制御することにより連続形成することができる。通常の表示装置においては、支持基板からの不純物の拡散を防止したり支持基板の平坦性を高めることを目的として、シリコン酸化膜などがアンダーコート層として形成されている。表示装置１においては、このアンダーコート層を形成しないで、干渉型フィルタ１２が形成されていても良い。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述した導光体及び面光源を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての導光体及び面光源も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

１１…支持基板、１２…干渉型フィルタ、１２０Ｒ…赤色干渉型フィルタ、１２０Ｇ…緑色干渉型フィルタ、１２０Ｂ…青色干渉型フィルタ、１３…画素駆動用トランジスタ、１３０…表示用回路、１４…画素電極、１５…表示層、１６…対向電極、１７…吸収型フィルタ、１７１…赤色吸収型フィルタ、１７２…緑色吸収型フィルタ、１７３…青色吸収型フィルタ、１８…対向基板、２１…第１偏光層、２２…第２偏光層、３０…屈折層、３１…第１層、３２…第２層、３１１…凸部、３１２…第１傾斜面、３１３…第２傾斜面、３１４…平面、３３…屈折層、３４…屈折層、４０…バックライトユニット、４１…導光部、４２…反射部、４３…光源、４４…凹部、５０〜５８…光線、６１…コントローラ、６２…信号線駆動回路、６３…制御線駆動回路、６４…表示領域、６５…画素、１２１〜１３３…誘電体膜、１３４・１３５…レジスト、１４１…第１の共通層、１４２…第２の共通層、１４３…第３の共通層、１５１…第１のスペーサ層、１５２…第２のスペーサ層、１６１〜１６９…誘電体多層膜、２０１・２０３・２０４・２０５・２０７・２０９…シリコン窒化膜、２０２・２０４・２０６・２０８…シリコン酸化膜、２１０…第１の共通層、２１１…第２の共通層、Ｖ_sig…信号線、ＣＬ…制御線

Claims (7)

1. 第１方向に偏光した光を通過させる第１偏光層と、
   前記第１偏光層と対向し、前記第１方向と異なる第２方向に偏光した光を通過させる第２偏光層と、
   前記第１偏光層と前記第２偏光層の間に設けられた表示層と、
   前記第１偏光層と前記表示層の間に設けられた干渉型フィルタと、
   前記第２偏光層を介して前記第１層と対向し前記第２偏光層の側に凸であり前記第１方向に沿って延在する凸部を有する第１層、および、前記第１層と前記第２偏光層との間に設けられ前記第１層と接する第２層を有する屈折層と、
   を有する表示装置。
2. 前記第１層は前記第２層よりも屈折率が大きい請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１層と前記第２層の屈折率の差は、０．３以上である請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記凸部は、前記第１偏光層と前記表示層および前記第２偏光層が積層された方向に垂直な平面に対して傾斜した第１傾斜面と第２傾斜面とを有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記第１傾斜面と前記第２傾斜面とは、前記第１方向に延在した請求項４に記載の表示装置。
6. 前記表示層と前記第２偏光層の間に吸収型フィルタを有する、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の表示装置。
7. 前記第１方向と前記第２方向のなす角は８０度以上１１０度未満である請求項１乃至６のいずれか１項に記載の表示装置。