JP7203676B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。

例えば、液晶表示装置において、一対の基板は、双方に形成されたアライメントマークに基づいて位置合わせされた後、互いに貼合される。この際、双方のアライメントマークは、焦点深度方向に離れているため、双方を同時に観察しながら数ミクロンオーダの誤差で位置合わせを行うことが困難である。
このような課題に対して、一例として、アライメントマークが形成された第１基板と、集光レンズが設けられた第２基板と、を備えた表示装置が提案されている。このような表示装置によれば、入射光が集光レンズによってアライメントマークに集光され、アライメントマークの目盛り線に集光像が形成され、集光像とアライメントマークとを観察しながら位置合わせが行われる。

特開平１０－１４９１１０号公報

本実施形態の目的は、表示品位の低下を抑制することが可能な表示装置を提供することにある。

本実施形態によれば、複数の画素を備えた表示部と、前記表示部を囲む非表示部と、を備えた表示パネルと、前記表示パネルを照明する照明装置と、前記表示パネルと前記照明装置との間に設けられた色分離素子と、を備え、前記表示パネルは、前記非表示部に開口部を備え、前記色分離素子は、前記画素に重畳する第１素子と、前記開口部に重畳する第２素子と、を備え、前記第１素子は、前記照明装置からの照明光を複数の色の光に分離して前記画素に照射し、前記第２素子は、前記照明装置からの照明光を複数の色の光に分離して前記開口部に照射する、表示装置が提供される。

図１は、本実施形態の表示装置ＤＳＰの一構成例を示す図である。 図２は、第１構成例の表示装置ＤＳＰを示す断面図である。 図３は、色分離素子１００の第１素子１１０による色分離の概念を説明するための図である。 図４は、表示パネルＰＮＬと色分離素子１００との位置合わせの手法を説明するための図である。 図５は、色分離素子１００の第２素子１２０による色分離の概念を説明するための図である。 図６は、開口部ＯＰを観察した際に観察されるパターンの一例を示す図である。 図７は、第２構成例の表示装置ＤＳＰを示す断面図である。 図８は、第３構成例の表示装置ＤＳＰを示す断面図である。 図９は、第４構成例の表示装置ＤＳＰを示す断面図である。 図１０は、第５構成例の表示装置ＤＳＰを示す断面図である。 図１１は、第６構成例の表示装置ＤＳＰを示す断面図である。 図１２は、第７構成例の表示装置ＤＳＰを示す断面図である。 図１３は、第８構成例の表示装置ＤＳＰを示す断面図である。 図１４は、第９構成例の表示装置ＤＳＰを示す断面図である。 図１５は、第１０構成例の色分離素子１００を示す断面図である。 図１６は、第１１構成例の色分離素子１００及び表示パネルＰＮＬを示す平面図である。 図１７は、図１６に示した第２素子１２０及び開口部ＯＰを拡大した平面図である。 図１８は、第１２構成例の色分離素子１００及び表示パネルＰＮＬを示す平面図である。 図１９は、図１８に示した第２素子１２０及び開口部ＯＰを拡大した平面図である。 図２０は、第１３構成例の第２素子１２０を示す図である。 図２１は、第１４構成例の第２素子１２０を示す図である。 図２２は、第１５構成例の第２素子１２０を示す図である。 図２３は、第１６構成例の開口部ＯＰを示す図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本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一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

図１は、本実施形態の表示装置ＤＳＰの一構成例を示す図である。一例では、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚは、互いに直交しているが、９０度以外の角度で交差していてもよい。第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは、表示装置ＤＳＰの主面と平行な方向に相当し、第３方向Ｚは、表示装置ＤＳＰの厚さ方向に相当する。第３方向Ｚを示す矢印の先端側に表示装置ＤＳＰを観察する観察位置があるものとし、この観察位置から、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙで規定されるＸ－Ｙ平面に向かって見ることを平面視という。

表示装置ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬと、照明装置ＩＬと、色分離素子１００と、を備えている。照明装置ＩＬ、色分離素子１００、及び、表示パネルＰＮＬは、この順に第３方向Ｚに沿って配置されている。つまり、色分離素子１００は、照明装置ＩＬと表示パネルＰＮＬとの間に設けられている。

表示パネルＰＮＬは、例えば液晶パネルである。表示パネルＰＮＬは、画像を表示する表示部ＤＡと、表示部ＤＡを囲む額縁状の非表示部ＮＤＡと、を備えている。表示部ＤＡは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配列された複数の画素ＰＸを備えている。
図１において拡大して示すように、各画素ＰＸは、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＥ、液晶層ＬＣ等を備えている。スイッチング素子ＳＷは、走査線Ｇ及び信号線Ｓと電気的に接続されている。画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。共通電極ＣＥは、複数の画素電極ＰＥに対して共通に設けられている。液晶層ＬＣは、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に生じる電界によって駆動される。容量ＣＳは、例えば、共通電極ＣＥと同電位の電極と、画素電極ＰＥと同電位の電極との間に形成される。

照明装置ＩＬは、表示パネルＰＮＬを照明するように構成されている。照明装置ＩＬは、第３方向Ｚに沿ってほぼ平行な照明光ＬＷを色分離素子１００に向けて出射する。照明光ＬＷは、例えば白色光である。
色分離素子１００は、照明光ＬＷを複数の色に分離するように構成されている。一例では、色分離素子１００は、照明光ＬＷを、青色光ＬＢ、緑色光ＬＧ、及び、赤色光ＬＲに分離し、表示パネルＰＮＬに向けて出射する。分離された青色光ＬＢ、緑色光ＬＧ、及び、赤色光ＬＲは、例えば、第１方向Ｘに並び、それぞれ第２方向Ｙに沿った線状に集光される。

〔第１構成例〕
図２は、第１構成例の表示装置ＤＳＰを示す断面図である。表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、液晶層ＬＣと、を備えている。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、非表示部ＮＤＡにおいてシールＳＬによって接着されている。液晶層ＬＣは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に位置し、シールＳＬによって封止されている。このような表示パネルＰＮＬは、表示部ＤＡにおいて、画素ＰＸとして、例えば、赤色を表示する画素ＰＸＲ、緑色を表示する画素ＰＸＧ、及び、青色を表示する画素ＰＸＢを備えている。画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢは、第１方向Ｘに並んでいる。表示パネルＰＮＬは、非表示部ＮＤＡにおいて、開口部ＯＰを備えている。

図２に示した例では、第１基板ＳＵＢ１を構成する透明基板１０のみを図示しているが、第１基板ＳＵＢ１は、画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢの各々において、図１に示した走査線Ｇ、信号線Ｓ、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥなどを備えている。また、第１基板ＳＵＢ１は、透明基板１０と液晶層ＬＣとの間に、図示しない透明絶縁膜や配向膜を備えている。第２基板ＳＵＢ２は、透明基板２０と、カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢと、遮光層ＢＭと、を備えている。また、第２基板ＳＵＢ２は、透明基板２０と液晶層ＬＣとの間に、図示しない配向膜を備えている。透明基板１０及び２０は、ガラス基板やプラスチック基板などの絶縁基板である。赤色のカラーフィルタＣＦＲは画素ＰＸＲに設けられ、緑色のカラーフィルタＣＦＧは画素ＰＸＧに設けられ、青色のカラーフィルタＣＦＢは画素ＰＸＢに設けられている。遮光層ＢＭは、表示部ＤＡにおいて、隣接するカラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢの間に設けられている。また、遮光層ＢＭは、非表示部ＮＤＡにも設けられている。開口部ＯＰは、シールＳＬよりも外側の遮光層ＢＭに形成された貫通孔である。図２に示した例では、開口部ＯＰは、第１開口部ＯＰ１と、第２開口部ＯＰ２と、第３開口部ＯＰ３と、を備えている。第１乃至第３開口部ＯＰ１乃至ＯＰ３は、第１方向Ｘに並んでいる。

色分離素子１００は、照明装置ＩＬと第１基板ＳＵＢ１との間に設けられている。また、第１基板ＳＵＢ１は、色分離素子１００と第２基板ＳＵＢ２との間に設けられている。色分離素子１００は、第１素子１１０と、第２素子１２０と、を備えている。第１素子１１０は、第３方向Ｚにおいて、画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢと重畳するように設けられている。第２素子１２０は、第３方向Ｚにおいて、開口部ＯＰの第１乃至第３開口部ＯＰ１乃至ＯＰ３と重畳するように設けられている。第１基板ＳＵＢ１は、第２素子１２０と開口部ＯＰとの間において、金属配線や電極などの遮光部材を含まない。

第１素子１１０及び第２素子１２０の各々は、第３方向Ｚに凹凸形状を有する回折素子である。第１素子１１０及び第２素子１２０は、例えば色分離素子１００において、同一面側に形成されており、図２に示した例では、第１基板ＳＵＢ１と向かい合う側に形成されている。このような色分離素子１００は、接着材ＡＤにより第１基板ＳＵＢ１に接着されている。接着材ＡＤ及びシールＳＬが不透明である場合、あるいは、光散乱性を有する場合、第１素子１１０及び第２素子１２０は、第３方向ＺにおいてシールＳＬ及び接着材ＡＤのいずれにも重畳しないように設けられる。図２に示した例では、第２素子１２０は、第１方向Ｘにおいて接着材ＡＤとシールＳＬとの間に設けられている。

偏光板ＰＬ１は、色分離素子１００と第１基板ＳＵＢ１との間に設けられ、第１基板ＳＵＢ１に接着されている。偏光板ＰＬ１は、表示部ＤＡに亘って設けられ、第３方向Ｚにおいて第１素子１１０に重畳している。接着材ＡＤの厚さＴ１は、偏光板ＰＬ１の厚さＴ２より大きい。このため、第１素子１１０は、第１素子１１０から離間している。
偏光板ＰＬ２は、表示部ＤＡに亘って設けられ、第２基板ＳＵＢ２に接着されている。なお、偏光板ＰＬ１及びＰＬ２は、第３方向Ｚにおいて第２素子１２０と重畳しないように設けられている。

このような表示装置ＤＳＰにおいて、照明装置ＩＬからの照明光ＬＷは、第１素子１１０及び第２素子１２０において回折され、図１に示したように複数の色の光に分離される。第１素子１１０は、複数の色の光、例えば図１に示した青色光ＬＢ、緑色光ＬＧ、及び、赤色光ＬＲをそれぞれ、青色の画素ＰＸＢ、緑色の画素ＰＸＧ、及び、赤色の画素ＰＸＲに照射する。第２素子１２０は、複数の色の光をそれぞれ開口部ＯＰの第１乃至第３開口部ＯＰ１乃至ＯＰ３に照射する。これらの詳細については、後述する。

図３は、色分離素子１００の第１素子１１０による色分離の概念を説明するための図である。第１素子１１０は、一方向に並んだ複数の単位要素ＵＥを備えている。複数の単位要素ＵＥが並ぶ方向は、例えば上記の第１方向Ｘである。単位要素ＵＥの各々は、同一の凹凸形状を有している。換言すると、第１素子１１０は、周期的な凹凸形状を有し、その一周期分が単位要素ＵＥを構成している。単位要素ＵＥは、照明装置ＩＬから照明光ＬＷが色分離素子１００に対してほぼ垂直に入射した場合に、照明光ＬＷを、青色光ＬＢ、緑色光ＬＧ、及び、赤色光ＬＲに分離する機能を有するものである。第１単位要素ＵＥ１、第２単位要素ＵＥ２、及び、第３単位要素ＵＥ３は、１／３周期分ずれて配置された単位要素に相当する。第１単位要素ＵＥ１は、照明光ＬＷのうち、主として赤色波長の赤色光ＬＲを回折して集光する。第２単位要素ＵＥ２は、照明光ＬＷのうち、主として緑色波長の緑色光ＬＧを回折して集光する。第３単位要素ＵＥ３は、照明光ＬＷのうち、主として青色波長の青色光ＬＢを回折して集光する。なお、これらの第１乃至第３単位要素ＵＥ１乃至ＵＥ３は、主波長の光のみならず、他の波長の光も回折することは言うまでもない。

表示パネルＰＮＬは、色分離素子１００によって各色の光が集光される位置の近傍に配置されている。表示パネルＰＮＬは、一方向に並んだ複数の主画素ＭＰを備えている。主画素ＭＰの各々は、一方向に並んだ画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢを備えている。画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢが並ぶ方向は、単位要素ＵＥが並ぶ方向と同一である。主画素ＭＰは、１つの単位要素ＵＥに重畳するように配置されている。集光された赤色光ＬＲは、画素ＰＸＲに照射される。集光された緑色光ＬＧは、画素ＰＸＧに照射される。集光された青色光ＬＢは、画素ＰＸＢに照射される。

次に、第２素子１２０について説明する。第２素子１２０は、表示パネルＰＮＬと色分離素子１００とを接着する際の位置合わせに利用されるものである。ここでは、まず、位置合わせの手法の一例について説明する。

図４は、表示パネルＰＮＬと色分離素子１００との位置合わせの手法を説明するための図である。色分離素子１００は、支持具２１０によって支持されている。支持具２１０は、第２素子１２０に重畳する貫通孔ＴＨ１を有している。表示パネルＰＮＬは、支持具２２０によって支持されている。支持具２２０は、開口部ＯＰに重畳する貫通孔ＴＨ２を有している。
位置合わせの際には、色分離素子１００と表示パネルＰＮＬとが離間した状態で、第１素子１１０及び第２素子１２０が表示パネルＰＮＬと向かい合っている。支持具２１０がその下方（色分離素子１００を支持している側とは反対側）から参照光Ｌ０で照明されると、参照光Ｌ０は貫通孔ＴＨ１を透過し、第２素子１２０に入射する。参照光Ｌ０は、上記の照明光ＬＷと同様に、平行光であり、例えば白色光である。第２素子１２０は、参照光Ｌ０を複数の色に分離し、集光する。
一方で、表示パネルＰＮＬの開口部ＯＰは、図中の矢印Ａで示す方向から、貫通孔ＴＨ２を介して、顕微鏡等で観察される。第２素子１２０によって分離された各色の光が開口部ＯＰの所定の位置に集光されるように、表示パネルＰＮＬと色分離素子１００とが位置合わせされる。そして、位置合わせが完了した後に、表示パネルＰＮＬと色分離素子１００とを接近させ、接着材ＡＤによって双方を接着する。

図５は、色分離素子１００の第２素子１２０による色分離の概念を説明するための図である。第２素子１２０は、例えば、図３に示した第１素子１１０の１個の単位要素ＵＥ（１周期分）と同一形状を有している。なお、第２素子１２０は、１個以上（１周期分以上）の単位要素ＵＥと同一形状を有していてもよい。第２素子１２０は、参照光Ｌ０を、青色光ＬＢ、緑色光ＬＧ、及び、赤色光ＬＲに分離し、集光する。
表示パネルＰＮＬと色分離素子１００との位置合わせが完了した際には、表示パネルＰＮＬにおいて、集光された赤色光ＬＲは、第１開口部ＯＰ１に照射される。集光された緑色光ＬＧは、第２開口部ＯＰ２に照射される。集光された青色光ＬＢは、第３開口部ＯＰ３に照射される。つまり、第２素子１２０の焦点は、第１乃至第３開口部ＯＰ１乃至ＯＰ３の近傍に設定されている。

図６は、開口部ＯＰを観察した際に観察されるパターンの一例を示す図である。なお、実際には、表示パネルＰＮＬの遮光層ＢＭは、開口部ＯＰを除いて非表示部ＮＤＡのほぼ全域に設けられているが、ここでは、説明の便宜上、遮光層ＢＭの一部を図示している。
赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、及び、青色光ＬＢは、それぞれ第２方向Ｙに沿った線状に集光される。第１開口部ＯＰ１、第２開口部ＯＰ２、及び、第３開口部ＯＰ３は、それぞれ第２方向Ｙに延びたスリット状（あるいは長方形状）に形成されている。
位置合わせが完了した状態では、集光された赤色光ＬＲは、第１開口部ＯＰ１のほぼ中央において直線状の集光像として観察される。同様に、集光された緑色光ＬＧは第２開口部ＯＰ２のほぼ中央において直線状の集光像として観察され、集光された青色光ＬＢは第３開口部ＯＰ３のほぼ中央において直線状の集光像として観察される。

表示パネルＰＮＬと色分離素子１００との位置合わせに際して、例えば、表示パネルＰＮＬの第１基板ＳＵＢ１に設けられたアライメントマークと、色分離素子１００に設けられたアライメントマークとを顕微鏡で観察する場合を想定する。この場合、これらのアライメントマークは、第１基板ＳＵＢ１の厚さと同等以上の距離だけ焦点深度方向に離れている。このため、双方のアライメントマークを同時に観察することが困難である。

本実施形態によれば、色分離素子１００によって参照光Ｌ０を複数の色の光に分離し、各色の光を表示パネルＰＮＬの開口部ＯＰに集光している。このため、開口部ＯＰに顕微鏡の焦点を合わせることにより、開口部ＯＰに重なる集光像を観察しながら位置合わせを行うことができる。つまり、焦点深度方向に離れた色分離素子１００と表示パネルＰＮＬとの位置合わせが、単焦点の顕微鏡で観察しながら実現できる。
また、位置合わせ用の第２素子１２０は、画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢの各々に所望の色の光を集光する第１素子１１０の単位要素ＵＥと同一形状を有している。このため、第２素子１２０は、画素ピッチと同等の間隔で複数の色の光をそれぞれ集光することができる。これにより、ミクロンオーダの許容範囲内で精度よく位置合わせを行うことができる。

次に、他の構成例について説明する。以下の第２乃至第７構成例については、表示パネルＰＮＬの第１基板ＳＵＢ１、色分離素子１００、及び、偏光板ＰＬ１に着目して説明する。

〔第２構成例〕
図７は、第２構成例の表示装置ＤＳＰを示す断面図である。図７に示す第２構成例は、図２に示した第１構成例と比較して、色分離素子１００が偏光板ＰＬ１と第１基板ＳＵＢ１との間に設けられた点で相違している。色分離素子１００は、接着材ＡＤにより第１基板ＳＵＢ１に接着されている。色分離素子１００において、第１素子１１０及び第２素子１２０は、第１基板ＳＵＢ１と向かい合う側に形成されている。色分離素子１００は、第１素子１１０及び第２素子１２０とは反対側に、平面１００Ａを有している。
偏光板ＰＬ１は、照明装置ＩＬと色分離素子１００との間に位置し、色分離素子１００の平面１００Ａに接着されている。第２構成例では、偏光板ＰＬ１は、平面１００Ａの全面に設けられている。
このような第２構成例においても、上記したのと同様の効果が得られる。

〔第３構成例〕
図８は、第３構成例の表示装置ＤＳＰを示す断面図である。図８に示す第３構成例は、図７に示した第２構成例と比較して、偏光板ＰＬ１が平面１００Ａのうち表示部ＤＡと重畳する領域に設けられた点で相違している。また、偏光板ＰＬ１は、第３方向Ｚにおいて第２素子１２０とは重畳しない。
このような第３構成例においても、上記したのと同様の効果が得られる。また、第２素子１２０が偏光板ＰＬ１と重畳しないため、第２素子１２０に向かう光の一部が偏光板ＰＬ１によって吸収されることを抑制できる。

〔第４構成例〕
図９は、第４構成例の表示装置ＤＳＰを示す断面図である。図９に示す第４構成例は、図２に示した第１構成例と比較して、色分離素子１００において、第１素子１１０及び第２素子１２０が第１基板ＳＵＢ１と向かい合う側の反対側に形成されている点で相違している。つまり、第１素子１１０及び第２素子１２０は、照明装置ＩＬ側を向くように設けられている。偏光板ＰＬ１は、色分離素子１００と第１基板ＳＵＢ１との間に設けられている。図９に示した例では、偏光板ＰＬ１は、透明基板１０に接着されているが、色分離素子１００に接着されていてもよい。
色分離素子１００において、平面１００Ａは、偏光板ＰＬ１と向かい、透明な接着材ＡＤ１により偏光板ＰＬ１に接着されている。保護材３０は、照明装置ＩＬと色分離素子１００との間に設けられ、接着材ＡＤ２により色分離素子１００に接着されている。保護材３０は、ガラス基板やプラスチック基板などの透明基板である。保護材３０は、第１素子１１０及び第２素子１２０から離間し、第１素子１１０及び第２素子１２０と向かい合うように設けられ、第１素子１１０及び第２素子１２０を保護している。照明装置ＩＬは、保護材３０に接着されていてもよい。

このような第４構成例においても、上記したのと同様の効果が得られる。また、照明装置ＩＬが保護材３０に接着されることにより、照明装置ＩＬと表示パネルＰＮＬとを近接して配置することができる。また、照明装置ＩＬと表示パネルＰＮＬとが近接する場合であっても、保護材３０によって、第１素子１１０及び第２素子１２０の損傷を抑制することができる。

〔第５構成例〕
図１０は、第５構成例の表示装置ＤＳＰを示す断面図である。図１０に示す第５構成例は、図９に示した第４構成例と比較して、保護材３０を省略した点で相違している。
このような第５構成例においても、上記したのと同様の効果が得られる。また、部品点数を削減することができ、コストを削減することができる。このような第５構成例は、例えば、照明装置ＩＬが色分離素子１００から離間して配置される場合に好適である。

〔第６構成例〕
図１１は、第６構成例の表示装置ＤＳＰを示す断面図である。図１１に示す第６構成例は、図９に示した第４構成例と比較して、色分離素子１００が偏光板ＰＬ１と第１基板ＳＵＢ１との間に設けられた点で相違している。色分離素子１００は、接着材ＡＤ１により第１基板ＳＵＢ１に接着されている。偏光板ＰＬ１は、照明装置ＩＬと色分離素子１００との間に位置し、接着材ＡＤ２により色分離素子１００に接着されている。
換言すると、偏光板ＰＬ１は、第４構成例で説明した保護材３０と置換されている。偏光板ＰＬ１は、第１素子１１０及び第２素子１２０から離間し、第１素子１１０及び第２素子１２０と向かい合うように設けられ、第１素子１１０及び第２素子１２０を保護している。なお、偏光板ＰＬ１は、表示部ＤＡと重畳する領域において色分離素子１００から離間しており、変形による光学特性の劣化等を抑制する観点で、高い剛性を有することが望ましい。
このような第６構成例においても、上記したのと同様の効果が得られる。

〔第７構成例〕
図１２は、第７構成例の表示装置ＤＳＰを示す断面図である。図１２に示す第７構成例は、図１１に示した第６構成例と比較して、色分離素子１００が透明基板１０の下面１０Ａに直接形成された樹脂層１０２を備えた点で相違している。第１素子１１０及び第２素子１２０は、樹脂層１０２に形成されている。偏光板ＰＬ１は、接着材ＡＤ２により樹脂層１０２に接着されている。
このような第７構成例においても、上記したのと同様の効果が得られる。また、色分離素子１００を薄型化することができる。

〔第８構成例〕
図１３は、第８構成例の表示装置ＤＳＰを示す断面図である。図１３に示す第８構成例は、図２に示した第１構成例と比較して、第１基板ＳＵＢ１が金属層ＭＬを備え、開口部ＯＰが金属層ＭＬに形成された貫通孔である点で相違している。金属層ＭＬは、いずれの配線及び電極にも接続されていない島状に形成されていてもよいし、所定の電位の配線と電気的に接続されていてもよい。金属層ＭＬは、モリブデン等の比較的低反射率の金属材料で形成されていることが望ましい。
図１３に示した例では、開口部ＯＰは、第１開口部ＯＰ１と、第２開口部ＯＰ２と、第３開口部ＯＰ３と、を備えている。第２素子１２０は、第３方向Ｚにおいて、開口部ＯＰに重畳するように設けられている。第１基板ＳＵＢ１は、第２素子１２０と開口部ＯＰとの間において、金属配線や電極などの遮光部材を含まない。
このような第８構成例においても、上記したのと同様の効果が得られる。

〔第９構成例〕
図１４は、第９構成例の表示装置ＤＳＰを示す断面図である。図１４に示す第９構成例は、図１３に示した第８構成例と比較して、第２基板ＳＵＢ２が開口部ＯＰに重畳していない点で相違している。
このような第９構成例においても、上記したのと同様の効果が得られる。また、開口部ＯＰは、第２基板ＳＵＢ２を介することなく観察することができる。

〔第１０構成例；色分離素子１００〕
図１５は、第１０構成例の色分離素子１００を示す断面図である。
図１５の（Ａ）に示した例では、色分離素子１００は、透明基材１０１と、透明な樹脂層１０２とを備えている。樹脂層１０２は、透明基材１０１に積層されている。第１素子１１０及び第２素子１２０は、樹脂層１０２に形成されている。
図１５の（Ｂ）に示した例では、色分離素子１００は、透明基材１０１を備えている。第１素子１１０及び第２素子１２０は、透明基材１０１の同一面側に形成されている。
図１５の（Ａ）及び（Ｂ）に示した各色分離素子１００は、上記の第１乃至第９構成例にそれぞれ適用可能である。

色分離素子１００が第１基板ＳＵＢ１に接着される上記の各構成例においては、熱膨張による色分離素子１００及び第１基板ＳＵＢ１の変形を抑制する観点で、色分離素子１００の透明基材１０１の熱膨張係数は、第１基板ＳＵＢ１の透明基板１０の熱膨張係数と同等であることが望ましい。

〔第１１構成例〕
図１６は、第１１構成例の色分離素子１００及び表示パネルＰＮＬを示す平面図である。図１６の（Ａ）は、色分離素子１００を示している。第２素子１２０は、第１素子１１０の周囲において、複数個所に設けられている。図１６に示した例では、第１素子１１０は、長方形状の領域に亘って設けられている。第２素子１２０は、第１素子１１０の４つの角部の近傍にそれぞれ設けられている。第１素子１１０は、第２方向Ｙに沿って、２つの第２素子１２０の間に位置している。
図１６の（Ｂ）は、表示パネルＰＮＬを示している。表示部ＤＡは、第１素子１１０と重畳する領域に亘って設けられている。開口部ＯＰは、第２素子１２０と重畳する領域に設けられ、非表示部ＮＤＡにおいて、複数個所に設けられている。例えば、開口部ＯＰの個数は、第２素子１２０の個数と同数である。色分離素子１００及び表示パネルＰＮＬが重なった際には、図２等で説明したように、第２素子１２０の各々が開口部ＯＰに重畳する。

このように、色分離素子１００及び表示パネルＰＮＬの位置合わせは、複数個所に設けられた第２素子１２０及び開口部ＯＰに基づいて行われる。このため、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙのみならず、Ｘ－Ｙ平面内の回転方向（θ方向）についても精度よく位置合わせを行うことができる。なお、図１６では、４個の第２素子１２０が設けられる例について説明したが、精度よく位置合わせを行う観点で、少なくとも２つの第２素子１２０が第１素子１１０の対角線方向に設けられることが望ましい。

図１７は、図１６に示した第２素子１２０及び開口部ＯＰを拡大した平面図である。図１７の（Ａ）は、第１素子１１０の一部及び第２素子１２０を示している。第１素子１１０は、第１方向Ｘに並んだ複数の単位要素ＵＥを備えている。単位要素ＵＥにおける凹凸部Ｃ１は、第２方向Ｙに沿って延出している。第２素子１２０は、第１素子１１０の単位要素ＵＥと同一直線上に設けられている。すなわち、第２素子１２０における凹凸部Ｃ２は、第２方向Ｙに沿って延出している。凹凸部Ｃ１及びＣ２は、第２方向Ｙに沿った同一線上に設けられ、同一形状を有している。このため、第１素子１１０を形成する際に、第２素子１２０を容易に形成することができる。なお、図１７の（Ａ）に示した例では、第１素子１１０及び第２素子１２０は第２方向Ｙに離間しているが、第１素子１１０及び第２素子１２０が連続的に形成されていてもよい。

図１７の（Ｂ）は、画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢ及び開口部ＯＰを示している。画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢは、第１方向Ｘに並び、それぞれ遮光層ＢＭによって区画されている。開口部ＯＰにおいて、第１開口部ＯＰ１、第２開口部ＯＰ２、及び、第３開口部ＯＰ３は、第１方向Ｘに並んでいる。第１開口部ＯＰ１及び画素ＰＸＲは、第２方向Ｙに沿った同一直線上に設けられている。第２開口部ＯＰ２及び画素ＰＸＧは、第２方向Ｙに沿った同一直線上に設けられている。第３開口部ＯＰ３及び画素ＰＸＢは、第２方向Ｙに沿った同一直線上に設けられている。

このような第１１構成例における表示パネルＰＮＬと色分離素子１００との位置合わせは、複数の開口部ＯＰの各々において、第１開口部ＯＰ１に赤色光ＬＲの集光像が重なり、第２開口部ＯＰ２に緑色光ＬＧの集光像が重なり、第３開口部ＯＰ３に青色光ＬＢの集光像が重なるように行われる。つまり、表示パネルＰＮＬと色分離素子１００との位置合わせが完了した際には、すべての開口部ＯＰにおいて、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、及び、青色光ＬＢが第１方向Ｘにこの順に並ぶように観察される。一方、表示パネルＰＮＬと色分離素子１００とがずれている場合には、一部の開口部ＯＰにおいて、観察される色の順序が異なる。
このように、複数の第２素子１２０及び複数の開口部ＯＰに基づいて位置合わせを行うことにより、第１素子１１０と画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢとの位置合わせを精度良く行うことができる。

〔第１２構成例〕
図１８は、第１２構成例の色分離素子１００及び表示パネルＰＮＬを示す平面図である。図１８の（Ａ）は、色分離素子１００を示している。第１２構成例の色分離素子１００は、第１１構成例の色分離素子１００と比較して、第２素子１２０が第１素子１１０に対して第１方向Ｘにずれた点で相違している。第１素子１１０は、第２方向Ｙに並んだ２つの第２素子１２０の間には位置していない。
図１８の（Ｂ）は、表示パネルＰＮＬを示している。表示部ＤＡは、第１素子１１０と重畳する領域に亘って設けられている。開口部ＯＰは、第２素子１２０と重畳する領域に設けられている。

図１９は、図１８に示した第２素子１２０及び開口部ＯＰを拡大した平面図である。図１９の（Ａ）は、第１素子１１０の一部及び第２素子１２０を示している。第１素子１１０において、複数の単位要素ＵＥは、第１方向Ｘに沿ってピッチｐで並んでいる。第２素子１２０は、第１素子１１０に対して、第１方向Ｘに沿ってｐ＊ｎの距離だけ離れた位置に設けられている。なお、ｎは正の整数である。ｎがゼロの場合は、図１７に示した第１１構成例に対応する。
図１９の（Ｂ）は、画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢ及び開口部ＯＰを示している。画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢは、第１方向Ｘに並んでいる。また、同一色を表示する画素、例えば赤色の画素ＰＸＲは、第１方向Ｘに沿ってピッチｐで並んでいる。他の色の画素ＰＸＧ及びＰＸＢも、画素ＰＸＲと同一のピッチｐで並んでいる。第１開口部ＯＰ１は、画素ＰＸＲに対して、第１方向Ｘに沿ってｐ＊ｎの距離だけ離れた位置に設けられている。第２開口部ＯＰ２と画素ＰＸＧとの距離、及び、第３開口部ＯＰ３と画素ＰＸＢとの距離も、第１開口部ＯＰ１と画素ＰＸＲとの距離と同一である。
このような第１２構成例においても、上記の第１１構成例と同様の効果が得られる。

〔第１３構成例；第２素子１２０〕
図２０は、第１３構成例の第２素子１２０を示す図である。
図２０の（Ａ）は、第２素子１２０の平面図である。この第２素子１２０は、図３に示した第１素子１１０の１周期分の単位要素ＵＥを備えている。
図２０の（Ｂ）は、第２素子１２０の断面図である。この第２素子１２０は、例えば、図３に示した第２単位要素ＵＥ２と同一形状を有するものであり、主として緑色光ＬＧを回折して集光する。なお、第２単位要素ＵＥ２は、図３を参照して説明したように、第１単位要素ＵＥ１の一部を含むため、赤色光ＬＲを回折して集光する。また、第２単位要素ＵＥ２は、第３単位要素ＵＥ３の一部を含むため、青色光ＬＢを回折して集光する。但し、第２単位要素ＵＥ２によって集光される赤色光ＬＲの強度は、第１単位要素ＵＥ１と比較して小さい。また、第２単位要素ＵＥ２によって集光される青色光ＬＢの強度は、第３単位要素ＵＥ３と比較して小さい。
図２０の（Ｃ）は、開口部ＯＰにおける集光像を示す図である。第２開口部ＯＰ２において、緑色光ＬＧの集光像はクリアに観察される。一方で、第１開口部ＯＰ１における赤色光ＬＲの集光像、及び、第３開口部ＯＰ３における青色光ＬＢの集光像は、光強度が弱いため、緑色光ＬＧの集光像ほどクリアには観察されない。以上のように、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢのうち１色の光でアライメントマークを観察することも可能である。

〔第１４構成例；第２素子１２０〕
図２１は、第１４構成例の第２素子１２０を示す図である。
図２１の（Ａ）は、第２素子１２０の平面図である。この第２素子１２０は、図３に示した第１素子１１０の１周期分の単位要素ＵＥに加えて、２／３周期分の単位要素ＵＥを備えている。つまり、第２素子１２０は、第１単位要素ＵＥ１の全部、第２単位要素ＵＥ２の全部、及び、第３単位要素ＵＥ３の全部を備えている。
図２１の（Ｂ）は、第２素子１２０の断面図である。この第２素子１２０は、第１単位要素ＵＥ１において主として赤色光ＬＲを回折して集光し、第２単位要素ＵＥ２において主として緑色光ＬＧを回折して集光し、第３単位要素ＵＥ３において主として青色光ＬＢを回折して集光する。このため、第２素子１２０によって集光される赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、及び、青色光ＬＢのそれぞれの強度は、最大となる。
図２０の（Ｃ）は、開口部ＯＰにおける集光像を示す図である。第１開口部ＯＰ１における赤色光ＬＲの集光像、第２開口部ＯＰ２における緑色光ＬＧの集光像、及び、第３開口部ＯＰ３における青色光ＬＢの集光像は、いずれもクリアに観察される。

〔第１５構成例；第２素子１２０〕
図２２は、第１５構成例の第２素子１２０を示す図である。
図２２の（Ａ）は、第２素子１２０及び開口部ＯＰを示す平面図である。この第２素子１２０は、図３に示した第１素子１１０の３周期分の単位要素ＵＥを備えている。表示パネルＰＮＬにおいては、第２素子１２０に対応して、３個（あるいは３周期分）の開口部ＯＰが形成されている。第２素子１２０が複数周期の単位要素ＵＥを備える場合、表示パネルＰＮＬにおいても開口部ＯＰは、第２素子１２０と同様の周期分形成されることが望ましい。表示パネルＰＮＬと色分離素子１００との位置合わせが完了した際には、すべての開口部ＯＰにおいて、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、及び、青色光ＬＢが第１方向Ｘにこの順に並ぶように観察される。
一方、表示パネルＰＮＬと色分離素子１００とが第１方向Ｘに１周期分ずれている場合には、図２２の（Ｂ）に示すように、一部の開口部ＯＰにおいては集光像が観察されない。これにより、たとえ、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、及び、青色光ＬＢが第１方向Ｘにこの順に並ぶように観察されたとしても、周期分のずれが生じているか否かを判断することができる。

〔第１６構成例；開口部ＯＰ〕
図２３は、第１６構成例の開口部ＯＰを示す図である。
図２３の（Ａ）は、開口部ＯＰを示す平面図である。開口部ＯＰは、第１方向Ｘに並んだ第１開口部ＯＰ１、第２開口部ＯＰ２、及び、第３開口部ＯＰ３を備えている。第１乃至第３開口部ＯＰ１乃至ＯＰ３のそれぞれの第２方向Ｙの長さは、互いに異なる。図２３に示した例では、第２開口部ＯＰ２は第１開口部ＯＰ１より長く、第３開口部ＯＰ３は第２開口部ＯＰ２より長い。
図２３の（Ｂ）は、開口部ＯＰにおける集光像を示す図である。第１開口部ＯＰ１における赤色光ＬＲの集光像、第２開口部ＯＰ２における緑色光ＬＧの集光像、及び、第３開口部ＯＰ３における青色光ＬＢの集光像のそれぞれの第２方向Ｙの長さは、互いに異なる。このため、各色の集光像の視認性を向上することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、表示品位の低下を抑制することが可能な表示装置を提供することができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

本明細書にて開示した構成から得られる表示装置の一例を以下に付記する。
（１）
複数の画素を備えた表示部と、前記表示部を囲む非表示部と、を備えた表示パネルと、
前記表示パネルを照明する照明装置と、
前記表示パネルと前記照明装置との間に設けられた色分離素子と、を備え、
前記表示パネルは、前記非表示部に開口部を備え、
前記色分離素子は、前記画素に重畳する第１素子と、前記開口部に重畳する第２素子と、を備え、
前記第１素子は、前記照明装置からの照明光を複数の色の光に分離して前記画素に照射し、
前記第２素子は、前記照明装置からの照明光を複数の色の光に分離して前記開口部に照射する、表示装置。
（２）
前記第１素子及び前記第２素子の各々は、凹凸形状を有する回折素子である、（１）に記載の表示装置。
（３）
前記表示パネルは、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に位置する液晶層と、を備え、
前記第１基板は、前記色分離素子と前記第２基板との間に設けられ、
前記第１素子及び前記第２素子は、前記色分離素子において、前記第１基板と向かい合う側に形成されている、（１）または（２）に記載の表示装置。
（４）
前記色分離素子と前記第１基板とを接着する接着材と、
前記色分離素子と前記第１基板との間に設けられた偏光板と、を備え、
前記偏光板は、前記第１基板に接着され、
前記接着材の厚さは、前記偏光板の厚さより大きい、（３）に記載の表示装置。
（５）
前記色分離素子と前記第１基板とを接着する接着材と、
偏光板と、を備え、
前記色分離素子は、前記偏光板と前記第１基板との間に設けられ、
前記偏光板は、前記色分離素子に接着されている、（３）に記載の表示装置。
（６）
前記表示パネルは、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に位置する液晶層と、を備え、
前記第１基板は、前記色分離素子と前記第２基板との間に設けられ、
前記第１素子及び前記第２素子は、前記色分離素子において、前記第１基板と向かい合う側の反対側に形成されている、（１）または（２）に記載の表示装置。
（７）
前記色分離素子と前記第１基板との間に設けられた偏光板を備えている、（６）に記載の表示装置。
（８）
偏光板と、を備え、
前記色分離素子は、前記偏光板と前記第１基板との間に設けられている、（６）に記載の表示装置。
（９）
前記第２基板は、遮光層を備え、
前記開口部は、前記遮光層に形成された貫通孔である、（３）乃至（８）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１０）
前記第１基板は、金属層を備え、
前記開口部は、前記金属層に形成された貫通孔である、（３）乃至（８）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１１）
前記第１基板は、前記第２素子と前記開口部との間において遮光部材を含まない、（９）または（１０）に記載の表示装置。
（１２）
前記色分離素子は、透明基材と、前記透明基材に積層された樹脂層と、を備え、
前記第１素子及び前記第２素子は、前記樹脂層に形成されている、（１）乃至（１１）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１３）
前記色分離素子は、透明基材を備え、
前記第１素子及び前記第２素子は、前記透明基材の同一面側に形成されている、（１）乃至（１１）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１４）
前記第２素子は、前記第１素子の周囲において、複数個所に設けられている、（１）乃至（１３）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１５）
前記第１素子は、周期的な凹凸形状を有し、
前記第２素子は、前記第１素子の少なくとも１周期分の単位要素と同一の凹凸形状を有している、（１）乃至（１４）のいずれか１つに記載の表示装置。
（１６）
前記開口部は、第１方向に並んだ第１開口部及び第２開口部を備え、
前記第１開口部の前記第１方向に交差する第２方向の長さは、前記第２開口部の前記第２方向の長さとは異なる、（１）乃至（１５）のいずれか１つに記載の表示装置。

ＤＳＰ…表示装置
ＰＮＬ…表示パネル ＯＰ…開口部
ＳＵＢ１…第１基板 ＳＵＢ２…第２基板 ＬＣ…液晶層
１００…色分離素子 １１０…第１素子 １２０…第２素子
ＩＬ…照明装置

Claims (7)

1. 複数の画素を備えた表示部と、前記表示部を囲む非表示部と、を備えた表示パネルと、
   前記表示パネルを照明する照明装置と、
   前記表示パネルと前記照明装置との間に設けられた色分離素子と、を備え、
   前記表示パネルは、前記非表示部に開口部を備え、
   前記色分離素子は、前記画素に重畳する第１素子と、前記第１素子とともに設けられ前記開口部に重畳する第２素子と、を備え、
   前記第１素子は、前記照明装置からの照明光を複数の色の光に分離して前記画素に照射し、
   前記第２素子は、前記照明装置からの照明光を複数の色の光に分離して前記開口部に照射し、
   前記第１素子及び前記第２素子の各々は、凹凸形状を有する回折素子であり、
   前記表示パネルは、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に位置する液晶層と、を備え、
   前記第１基板は、前記色分離素子と前記第２基板との間に設けられ、
   前記第１素子及び前記第２素子は、前記色分離素子において、前記第１基板と向かい合う側に形成され、
   前記第２基板は、遮光層を備え、
   前記開口部は、前記遮光層に形成された貫通孔であり、
   前記第１素子は、周期的な凹凸形状を有し、
   前記第２素子は、前記第１素子の少なくとも１周期分の単位要素と同一の凹凸形状を有し、
   前記開口部は、第１方向に並んだ第１開口部、第２開口部、及び、第３開口を備え、
   前記第１開口部、前記第２開口部、及び、前記第３開口の各々は、前記第１方向に交差する第２方向に延びたスリット状に形成され、
   前記第１開口部の前記第２方向の長さ、前記第２開口部の前記第２方向の長さ、及び、前記第３開口の前記第２方向の長さは、互いに異なる、表示装置。
2. 前記色分離素子と前記第１基板とを接着する接着材と、
   前記色分離素子と前記第１基板との間に設けられた偏光板と、を備え、
   前記偏光板は、前記第１基板に接着され、
   前記接着材の厚さは、前記偏光板の厚さより大きい、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記色分離素子と前記第１基板とを接着する接着材と、
   偏光板と、を備え、
   前記色分離素子は、前記偏光板と前記第１基板との間に設けられ、
   前記偏光板は、前記色分離素子に接着されている、請求項１に記載の表示装置。
4. 前記第１基板は、前記第２素子と前記開口部との間において遮光部材を含まない、請求項１に記載の表示装置。
5. 前記色分離素子は、透明基材と、前記透明基材に積層された樹脂層と、を備え、
   前記第１素子及び前記第２素子は、前記樹脂層に形成されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置。
6. 前記色分離素子は、透明基材を備え、
   前記第１素子及び前記第２素子は、前記透明基材の同一面側に形成されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置。
7. 前記第２素子は、前記第１素子の周囲において、複数個所に設けられている、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の表示装置。
   

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