JP2021136124A - 照明装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 照明品位が向上した照明装置及び当該照明装置を備えた表示装置を提供する。
【解決手段】 照明装置ＩＬは、配線基板ＣＢＳと、配線基板ＣＢＳの主面ＭＳＦ上に配置された複数の発光素子ＥＬＭと、複数の発光素子ＥＬＭ上に設けられた光拡散距離維持層ＴＬＧと、光拡散距離維持層ＴＬＧ上に設けられた波長変換層ＲＣＬと、波長変換層ＲＣＬ上に設けられたプリズムシートＰＳＭと、を備え、配線基板ＣＢＳの主面ＭＳＦは複数のセグメント領域ＳＡに分割され、複数のセグメント領域ＳＡの各々にｎ個（ｎ＞１）の複数の発光素子ＥＬＭが設けられ、複数の発光素子ＥＬＭはセグメント領域ＳＡ単位で独立して駆動され、光拡散距離維持層ＴＬＧの厚さは、隣り合うセグメント領域ＳＡのピッチの１／２倍以上である。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、照明装置及び表示装置に関する。

近年、テレビや情報機器等に搭載される表示装置として、表示用の液晶パネルを用いた液晶表示装置が知られている。このような液晶表示装置の表示品位のために、液晶表示装置に用いられる照明装置の高輝度化への要求が高まっており、導光板を挟んで液晶パネルの直下に光源を配置する直下型照明装置が検討されている。

特開２００８−９６７６５号公報

本実施形態は、照明品位が向上した照明装置及び当該照明装置を備えた表示装置を提供する。

一実施形態に係る照明装置は、配線基板と、前記配線基板の主面上に配置された複数の発光素子と、前記複数の発光素子上に設けられた光拡散距離維持層と、前記光拡散距離維持層上に設けられた波長変換層と、前記波長変換層上に設けられたプリズムシートと、を備え、前記配線基板の前記主面は複数のセグメント領域に分割され、前記複数のセグメント領域の各々にｎ個（ｎ＞１）の前記複数の発光素子が設けられ、前記複数の発光素子は前記セグメント領域単位で独立して駆動され、前記光拡散距離維持層の厚さは、隣り合う前記セグメント領域のピッチの１／２倍以上である。

図１は、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰを示すブロック図である。 図２は、図１に示した照明装置ＩＬを示す分解斜視図である。 図３は、本実施形態に係る照明装置ＩＬの一部を示す平面図である。 図４は、図３の線Ａ−Ａに沿った照明装置ＩＬを示す断面図である。 図５は、図３の線Ｂ−Ｂに沿った発光素子ＬＥＭを示す断面図である。 図６は、保護層ＯＣの他の構成例を示す断面図である。 図７は、本実施例の照明装置ＩＬ及び比較例の照明装置の輝度プロファイルを示す図である。 図８は、本実施例及び比較例における輝度プロファイルを示す図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、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、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様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
以下、図面を参照しながら実施形態に係る照明装置及び表示装置について詳細に説明する。

本実施形態においては、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３方向Ｚの矢印の先端に向かう方向を上又は上方と定義し、第３方向Ｚの矢印の先端に向かう方向とは反対側の方向を下又は下方と定義する。

また、「第１部材の上方の第２部材」及び「第１部材の下方の第２部材」とした場合、第２部材は、第１部材に接していてもよく、又は第１部材から離れて位置していてもよい。後者の場合、第１部材と第２部材との間に、第３の部材が介在していてもよい。一方、「第１部材の上の第２部材」及び「第１部材の下の第２部材」とした場合、第２部材は第１部材に接している。

また、第３方向Ｚの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。

図１は、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰを示すブロック図である。
表示装置ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬと、照明装置ＩＬと、を備えている。本実施形態において、表示パネルＰＮＬは、一般に知られている透過型又は半透過型の液晶表示パネルである。但し、表示パネルＰＮＬは、液晶表示パネルに限定されるものではなく、ＭＥＭＳ（Micro Electro-Mechanical System）の表示パネルなど、別途光源を必要とする表示パネルであればよい。

照明装置ＩＬは、表示パネルＰＮＬの下方に対向配置されている。照明装置ＩＬは、表示パネルＰＮＬに向けて光を放出する。本実施形態において、照明装置ＩＬはバックライトユニットとして機能している。表示パネルＰＮＬは、照明装置ＩＬからの光を選択的に透過させることで画像を表示する。

図２は、図１に示した照明装置ＩＬを示す分解斜視図である。また図３は、本実施形態に係る照明装置ＩＬの一部を示す平面図である。
図２に示すように、照明装置ＩＬは、配線基板ＣＢＳと、複数の発光素子ＬＥＭと、駆動部ＤＶＭと、保護層ＯＣと、光拡散距離維持層ＴＬＧと、波長変換層ＲＣＬと、プリズムシートＰＳＭと、を備えている。配線基板ＣＢＳ、複数の発光素子ＬＥＭ、保護層ＯＣ、光拡散距離維持層ＴＬＧ、波長変換層ＲＣＬ、及びプリズムシートＰＳＭは、第３方向Ｚにこの順に積層されている。

本実施形態において、配線基板ＣＢＳは、プリント回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）で構成されている。但し、配線基板ＣＢＳはプリント回路基板に限らず、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）で構成されていてもよい。
配線基板ＣＢＳは、主面ＭＳＦ上を有し、該主面ＭＳＦ上光出射領域ＬＡを有している。光出射領域ＬＡは、少なくとも上記表示パネル（ＰＮＬ）の表示領域と対向している。

複数の発光素子ＬＥＭは、配線基板ＣＢＳの主面ＭＳＦ上に実装されている。本実施形態において、発光素子ＬＥＭは、ミニＬＥＤ（ミニ発光ダイオード）である。主面ＭＳＦ上には、光出射領域ＬＡの外側に複数の発光素子ＬＥＭを駆動する駆動部ＤＶＭが実装されている。
発光素子ＬＥＭは、特定の波長の光を出力し、波長変換層ＲＣＬは発光素子ＬＥＭから出射した光の波長を変換して出力する。

平面視において、発光素子ＬＥＭは、正方形の形状を有している。但し、発光素子ＬＥＭの形状は、長方形など、正方形以外の形状を有してもよい。平面視において、ミニＬＥＤである発光素子ＬＥＭの一辺の長さは、例えば１００μｍを超え３００μｍ未満である。ミニＬＥＤである発光素子ＬＥＭの一辺の長さは、１００μｍを超え２００μｍ以下であってもよい。

なお、発光素子ＬＥＭは、ミニＬＥＤよりサイズの小さいＬＥＤとして、最長の一辺の長さが１００μｍ以下であるマイクロＬＥＤであってもよい。又は、発光素子ＬＥＭは、最長の一辺の長さが１ｍｍ以下のＬＥＤであってもよい。又は、発光素子ＬＥＭは、ミニＬＥＤよりサイズの大きい一般的なＬＥＤとして、最長の一辺の長さが１０００μｍ以上であるＬＥＤであってもよい。なお、上記一般的なＬＥＤである発光素子ＬＥＭの一辺の長さは、例えば、３００μｍ以上３５０μｍ以下である。

保護層ＯＣは、発光素子ＬＥＭが放出した光の波長を透過する光透過層として構成されている。保護層ＯＣは、例えばシリコン樹脂で形成されている。保護層ＯＣは、発光素子ＬＥＭが放出した光の波長を別の波長に変換すること無しに上記光を透過する。保護層ＯＣを透過した光の波長は、後述する波長変換層ＲＣＬにて別の波長に変換される。

光拡散距離維持層ＴＬＧは、複数の発光素子ＬＥＭの上方に保護層ＯＣを挟んで位置している。
光拡散距離維持層ＴＬＧは、屈折率が１種類の材料で構成された透明樹脂層である。例えば、光拡散距離維持層ＴＬＧは、１種類の樹脂材料で構成された透明樹脂層、より具体的には板状のポリカーボネート樹脂である。

光拡散距離維持層ＴＬＧとして板状のポリカーボネート樹脂を用いることにより、保護層ＯＣと波長変換層ＲＣＬとの間が一定の間隔で保持される。

発光素子ＬＥＭであるミニＬＥＤは、指向性の高い光を出射する。このため、複数の発光素子ＬＥＭを点灯させた場合、これら発光素子ＬＥＭを輝点ドットパターンとしてユーザが視認されてしまう虞がある。このような発光素子ＬＥＭによる輝点を視認させないようにするためには、発光素子ＬＥＤからの指向性の高い出射光を、視認できなくなる程度に拡散させる必要がある。

本実施形態の光拡散距離維持層ＴＬＧは、第３方向Ｚにおいて発光素子ＬＥＭからの出射光が拡散するのに必要な十分な厚さ（第３方向Ｚにおける距離）を有している。そのため、本実施形態においては、上記輝点を含む不所望な光ムラの発生が抑制される。

また、発光素子ＬＥＭからの出射光が表示パネルＰＮＬに至るまでの光路が短い従来の照明装置の場合、隣接する発光素子ＬＥＭからのそれぞれの光が十分に混ざらず、光の輝度差に起因したスジ状のムラが視認されるおそれがある。本実施形態では、発光素子ＬＥＭと表示パネルＰＮＬとの間に光拡散距離維持層ＴＬＧが位置している。これにより、発光素子ＬＥＭから出射された光は、光拡散距離維持層ＴＬＧを通過する過程で表示パネルＰＮＬに向かうにつれて拡散し、隣接する発光素子ＬＥＭからの光と混じりあう。これにより、光拡散距離維持層ＴＬＧを通過した後の光は、出射面全体（光出射領域ＬＡに対応する出射面全体）に亘ってその輝度が均一化される。よって照明装置ＩＬの照明品位の低下を抑制することができ、照明品位が向上する。

図２に示すように、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにおけるセグメント領域ＳＡのピッチをピッチＰ、光拡散距離維持層ＴＬＧの厚さ（第３方向の長さ）を厚さＴとすると、厚さＴはピッチＰの１／２倍以上であることが望ましい。すなわちＴ≧（１／２）×Ｐが成り立つ。セグメント領域ＳＡ間のピッチ及び光拡散距離維持層ＴＬＧの厚さを上記のように規定することにより、発光素子ＬＥＭからの出射光が光拡散距離維持層ＴＬＧにより十分に拡散され、輝度が均一化された光を得ることが可能である。

波長変換素子としての波長変換層ＲＣＬは、光拡散距離維持層ＴＬＧの上方に位置している。波長変換層ＲＣＬは、発光材料として、例えば量子ドットを含み、発光素子ＬＥＭが放出した光など入射される光を吸収し、上記吸収した光の波長よりも長波長の光を発光することができる。例えば、発光素子ＬＥＭは主発光ピークの波長が５００ｎｍ以下の青色ＬＥＤで、波長変換層ＲＣＬは発光素子ＬＥＭから出射した光を吸収し５００ｎｍ以上の波長の光を出射する蛍光体である。

なお波長変換層ＲＣＬは、発光素子ＥＬＭと光拡散距離維持層ＴＬＧとの間ではなく、光拡散距離維持層ＴＬＧ上に配置することが望ましい。換言すると、波長変換層ＲＣＬは、発光素子ＬＥＭが放出した光の光路上において、光拡散距離維持層ＴＬＧより後に配置することが好ましい。

ここで発光素子ＥＬＭと光拡散距離維持層ＴＬＧの間に波長変換層ＲＣＬを配置することを考える。発光素子ＬＥＭを出射した光は当該発光素子ＬＥＭ近傍で波長変換層ＲＣＬを通過することで拡散され、その後、光拡散距離維持層ＴＬＧに入射し、自然拡散する。このため、波長変換層ＲＣＬのうち、平面視で発光素子ＬＥＭから比較的遠い部分まで当該発光素子ＬＥＭから出射光が十分に届きにくく、当該部分における光拡散性を十分に利用することができず、結果として拡散性に劣る恐れがある。
一方、発光素子ＥＬＭからの光がまず光拡散距離維持層ＴＬＧに入射する場合、発光素子ＥＬＭからの光は光拡散距離維持層ＴＬＧを通過する過程で放射状に自然拡散し、その後波長変換層ＲＣＬによってさらに拡散する。これによって、平面視で発光素子ＬＥＭから離れた位置であっても当該発光素子ＬＥＭからの出射光が十分に波長変換層ＲＣＬに入り、そこでさらに波長変換層ＲＣＬによって拡散する。この結果、かかる構成では拡散性が向上する。よって光拡散距離維持層ＴＬＧは波長変換層ＲＣＬよりも発光素子ＥＬＭに近いことが好適である。

プリズムシートＰＳＭは、波長変換層ＲＣＬの上方に位置している。図２において、プリズムシートＰＳＭは、直交配置された２枚の屈折型プリズムシートＰＳＭ１及びＰＳＭ２で構成されている。但し、プリズムシートＰＳＭは、屈折型プリズムシートＰＳＭ１の代わりに全反射型プリズムシートで構成されていてもよい。全反射型プリズムシートは、構成が簡単で光の利用効率や垂直集光性に優れている。

プリズムシートＰＳＭを出射した光は、照明光として表示パネルＰＮＬに向けて放出され、表示パネルＰＮＬを照明する。

図３は、照明装置ＩＬのうち配線基板ＣＢＳ及び複数の発光素子ＬＥＭを示す。
図３に示すように、光出射領域ＬＡは、複数のセグメント領域ＳＡを区分されている。本実施形態において、複数のセグメント領域ＳＡは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に並んでいる。一例では、複数のセグメント領域ＳＡは、第１方向Ｘに３０個並べられ、第２方向Ｙに３２個並べられている。但し、複数のセグメント領域ＳＡは、マトリクス状に並んでいなくともよく、互いに隣り合って位置していればよい。

また図３では、セグメント領域ＳＡは、一辺が１ｍｍの正方形である。但し、セグメント領域ＳＡのサイズ及び形状は、上記の例に限定されるものではない。
複数の発光素子ＬＥＭは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に並んでいる。但し、複数の発光素子ＬＥＭは、マトリクス状に並んでいなくともよく、所定のパターンに配置されていてもよい。

図３に示すように、セグメント領域ＳＡ同士のピッチＰは、隣り合うセグメント領域の中心間の距離に相当する。セグメント領域ＳＡは正方形であるので、第１方向Ｘのピッチ及び第２方向Ｙのピッチは同じである。本実施形態において、セグメント領域ＳＡのピッチＰは、１ｍｍである。

複数のセグメント領域ＳＡの各々に、ｎ個（ｎ＞１）の発光素子ＬＥＭが設けられている。本実施形態において、各々のセグメント領域ＳＡに４個の発光素子ＬＥＭが設けられている。但し、各々のセグメント領域ＳＡに、２個、３個、又は５個以上の発光素子ＬＥＭが設けられてもよい。

各々のセグメント領域ＳＡに設けられた４個の発光素子ＬＥＭは、直列に接続されている。互いに異なるセグメント領域ＳＡに設けられた発光素子ＬＥＭ同士は、異なる配線系統に属し、駆動部ＤＶＭによってそれぞれ同時又は別々にオン／オフ駆動する。例えば、駆動部ＤＶＭは、ローカルディミングと呼ばれる手法にて複数の発光素子ＬＥＭの一部をオン状態とし、残りをオフ状態とすることができる。これにより、表示パネルＰＮＬに表示される画像のコントラスト比を一層高めることが可能である。

図４は、図３の線Ａ−Ａに沿った照明装置ＩＬを示す断面図である。図４には、照明装置ＩＬのうち配線基板ＣＢＳ、複数の発光素子ＬＥＭ、及び保護層ＯＣを示している。
図４に示すように、発光素子ＬＥＭは、配線基板ＣＢＳにフリップチップボンディングという方法で実装されている。フリップチップボンディングでは、基板から切り出されパッケージされていない状態のベアチップが配線基板ＣＢＳに半田、金または異方性導電膜等の導電材ＣＭで接続されている。

図４中ＳＵＢは基材としての光透過性の基板で、発光素子ＬＥＭは基板ＳＵＢの配線基板ＣＢＳと対向する面（底面ＢＴＭ）にパッドＰＡＤ１及びパッドＰＡＤ２を有している。後述するが、発光素子ＬＥＭは２つパッドＰＡＤ１及びＰＡＤ２を有しており、一方は発光ダイオードのアノードに底面ＢＴＭ側から接続し、他方はカソードに底面ＢＴＭ側から接続している。

配線基板ＣＢＳには銅箔等で接続電極ＣＮＥが形成されている。接続電極ＣＮＥは、主面ＭＳＦの一部を形成している。基板ＳＵＢは底面ＢＴＭの反対側に表面（天面）ＵＳＦを有しており、フリップチップボンディングでは、発光素子ＬＥＭの表面ＵＳＦが加熱及び押圧される。表面ＵＳＦから加熱及び押圧されることで、パッドＰＡＤ１及びＰＡＤ２は接続電極ＣＮＥに半田、金または異方性導電膜等の導電材ＣＭを介して接続される。

なお、基板ＳＵＢの表面ＵＳＦは加熱及び押圧されることから、表面ＵＳＦには蛍光物質等を設けることが困難である。従って、発光素子ＬＥＭを配線基板ＣＢＳに実装した後に、発光素子ＬＥＭとは離隔して波長変換層ＲＣＬが設けられる。

また、ワイヤーボンディングとは異なり、基板ＳＵＢの表面ＵＳＦに接続部が形成されておらず、配線を短くすることが可能である。ワイヤーボンディングでは表面から配線基板までワイヤーで接続するので、基板ＳＵＢの厚さ以上の長さとなることに対して、フリップチップボンディングでは配線の長さは基板ＳＵＢの底面ＢＴＭから配線基板ＣＢＳまでの距離となる。

配線基板ＣＢＳには、接続電極ＣＮＥの他に光反射層ＲＦＬが設けられている。光反射層ＲＦＬは、接続電極ＣＮＥとともに、主面ＭＳＦの一部を形成している。本実施形態において、光反射層ＲＦＬは、白色の絶縁層である。そのため、配線基板ＣＢＳの主面ＭＳＦを構成する層の色が、緑色、黒色等の白色以外の色である場合と比較して、配線基板ＣＢＳの光反射率を高めることができ、発光素子ＬＥＭから放出される光の利用効率を高めることができる。

保護層ＯＣは、主面ＭＳＦ及び複数の発光素子ＬＥＭを覆っている。保護層ＯＣは、発光素子ＥＬＭ（基板ＳＵＢ）の表面ＵＳＦ及び側面ＳＳＦに接している。保護層ＯＣは、接続電極ＣＮＥとパッドＰＡＤ１（又はパッドＰＡＤ２）との接続部を覆っている。保護層ＯＣは、少なくとも上記光出射領域（ＬＡ）に位置している。配線基板ＣＢＳ、複数の発光素子ＬＥＭ、及び保護層ＯＣは、上記駆動部ＤＶＭとともに光源ＥＭＤを構成している。

なお本第実施形態において、発光素子ＥＬＭの高さｈは８０μｍであり、保護層ＯＣの厚さｔは０．３ｍｍである。

ここで、発光素子ＬＥＭの構造の一例について説明する。図５は、図３の線Ｂ−Ｂに沿った発光素子ＬＥＭを示す断面図である。

図５に示すように、発光素子ＬＥＭは、フリップチップタイプの発光ダイオード素子である。発光素子ＬＥＭは、絶縁性を有する透明な基板ＳＵＢを備えている。基板ＳＵＢは、例えばサファイア基板である。基板ＳＵＢの底面ＢＴＭには、ｎ型半導体層ＳＥＭＮと、活性層（発光層）ＳＥＭＡと、ｐ型半導体層ＳＥＭＰとが順に積層された結晶層（半導体層）が形成されている。上記結晶層（半導体層）において、Ｐ型の不純物を含む領域がｐ型半導体層ＳＥＭＰであり、Ｎ型の不純物を含む領域がｎ型半導体層ＳＥＭＮである。上記結晶層（半導体層）の材料は特に限定されるものではないが、上記結晶層（半導体層）は、窒化ガリウム（ＧａＮ）又はヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）を含んでいてもよい。

光反射膜ＲＦＭは、導電材料で形成され、ｐ型半導体層ＳＥＭＰに電気的に接続されている。ｐ電極ＥＬＰは、光反射膜ＲＦＭに電気的に接続されている。ｎ電極ＥＬＮは、ｎ型半導体層ＳＥＭＮに電気的に接続されている。パッドＰＡＤ１は、ｎ電極ＥＬＮを覆い、ｎ電極ＥＬＮに電気的に接続されている。保護層ＰＲＬは、ｎ型半導体層ＳＥＭＮ、活性層ＳＥＭＡ、ｐ型半導体層ＳＥＭＰ、及び光反射膜ＲＦＭを覆い、ｐ電極ＥＬＰの一部を覆っている。パッドＰＡＤ２は、ｐ電極ＥＬＰを覆い、ｐ電極ＥＬＰに電気的に接続されている。

本実施形態の照明装置ＩＬ及び表示装置ＤＳＰは、上記のように構成されている。
上記のように構成された本実施形態に係る表示装置ＤＳＰによれば、表示装置ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬ及び照明装置ＩＬを備えている。照明装置ＩＬは、配線基板ＣＢＳ、複数の発光素子ＬＥＭ、保護層ＯＣなどを備えている。複数の発光素子ＬＥＭはセグメント領域ＳＡ単位で独立して駆動される。

ローカルディミングを行う場合に、１つのセグメント領域ＳＡは均一に発光することが望まれる。１つのセグメント領域ＳＡの面積（図３中点線で囲まれた領域）内の各々の位置で一定の光量であること、点灯している隣り合う２つのセグメント領域ＳＡ間の境界が視認されないことが必要である。さらには、１つのセグメント領域ＳＡが点灯し、隣り合う別のセグメント領域ＳＡが消灯している場合に、消灯しているセグメント領域ＳＡに点灯しているセグメント領域ＳＡからの光漏れ（ハロー効果）が生じないことが望まれる。

図３に示すセグメント領域ＳＡでは、セグメント領域ＳＡの面積に適した数の発光素子ＬＥＭが選択され、均一に発光するように発光素子ＬＥＭが配置されている。光は放射状に広がることが知られているが、発光素子ＬＥＭを４つ配置することで正方形のセグメント領域ＳＡの四隅の光量が低下することを防ぐことができる。

上記のように、本実施形態により、照明品位が向上した照明装置及び当該照明装置を備えた表示装置を得ることができる。

＜他の構成例＞
図６は、本実施形態における保護層ＯＣの他の構成例を示す断面図である。図６に示した構成例では、図４に示した構成例と比較して、保護層ＯＣが凹凸の表面を有するという点で異なっている。

図６に示す保護層ＯＣは、凹凸形状の一例として、波型形状の上面ＯＣＵを有している。このように保護層ＯＣの上面ＯＣＵが凹凸形状であると、光拡散距離維持層ＴＬＧが保護層ＯＣに密着しない。

光拡散距離維持層ＴＬＧと保護層ＯＣが密着して積層されている場合、光拡散距離維持層ＴＬＧ又は保護層ＯＣが外力を受けることにより生じる撓みや、光拡散距離維持層ＴＬＧ又は保護層ＯＣの撓み或いは反りに起因して、光拡散距離維持層ＴＬＧと保護層ＯＣとの間隔が局所的に小さくなることがある。このように光拡散距離維持層ＴＬＧと保護層ＯＣとの間隔が不均一になることで、ニュートンリングと呼ばれる現象が発生する恐れがある。

しかしながら、本構成例では保護層ＯＣの上面ＯＣＵが凹凸形状であるため、光拡散距離維持層ＴＬＧが保護層ＯＣに密着しない。よってニュートンリングの発生を抑制することができる。

なお図６では、保護層ＯＣの上面ＯＣＵの凹凸形状として、波型形状を有しているが、これに限定されない。当該凹凸形状として、例えば三角形状等であってもよい。
本構成例においても、上記実施形態と同様の効果が得られる。

本願発明者らは、本実施形態の照明装置ＩＬの光学特性について測定を行った。図７は、本実施例の照明装置ＩＬ及び比較例の照明装置の輝度プロファイルを示す図である。なお図７に示す輝度は、照明装置の正面輝度である。また図７において本実施例の照明装置ＩＬの輝度プロファイルＬＰＡを実線、比較例の照明装置の輝度プロファイルＬＰＲを点線で示す。

本実施例では、上述のように一辺が２ｍｍの正方形であるセグメント領域ＳＡ有する照明装置について輝度測定を行った。図７において、セグメント領域ＳＡ１の中央を基準位置（０ｍｍ）とし、基準位置から右側に向かう距離を正の値で示し、基準位置から左側に向かう距離を負の値で示した。

図７に示すように、測定の際、−１．０ｍｍから１．０ｍｍの範囲内に位置する一セグメント領域ＳＡ１の発光素子ＬＥＭのみを点灯し、残りのセグメント領域ＳＡの発光素子ＬＥＭを消灯した。例えば、−３．０ｍｍから−１．０ｍｍの範囲内に位置するセグメント領域ＳＡ２、１．０ｍｍから３．０ｍｍの範囲内に位置するセグメント領域ＳＡ３、−５．０ｍｍから−３．０ｍｍの範囲内に位置するセグメント領域ＳＡ４、及び３．０ｍｍから５．０ｍｍの範囲内に位置するセグメント領域ＳＡ５において、発光素子ＬＥＭを消灯した。

また比較例として、光拡散距離維持層ＴＬＧの代わりに、３枚の拡散シートを有する照明装置について、その光学特性について測定を行った。比較例の照明装置は、光拡散距離維持層ＴＬＧの代わりに、３枚の拡散シートが設けられている以外は同じ構成を有している。

まず、本実施例の複数の発光素子ＬＥＭの輝点が、ドットパターンとして視認されるかどうかの測定を行った。その結果、本実施例の照明装置では、発光素子ＬＥＭの輝点が確認されなかった。これにより、光拡散距離維持層ＴＬＧが発光素子ＬＥＭの出射光を拡散し、光の輝度を均一化できることが実証された。

また図７に示すように、本実施例の輝度プロファイルＬＰＡ及び比較例の輝度プロファイルＬＰＲでは、セグメント領域ＳＡ１の中央で輝度レベルが最大となる。しかしながらその輝度は、本実施例の方が比較例よりも実質的に３０％上昇した。これは光拡散距離維持層ＴＬＧが、屈折率が１種類の材料で構成された透明樹脂層であり、不要な拡散が起こらないため輝度が上昇したと考えられる。このように本実施例によって、より輝度の高い光を照射可能な照明装置を得ることが可能である。

図８は、本実施例及び比較例における輝度プロファイルを示す図である。図８では、基準位置（０ｍｍ）における実施例の輝度が１となるよう、実施例及び比較例の輝度について規格化を行ったものである。また図８においても、本実施例の照明装置ＩＬの輝度プロファイルＬＰＡは実線、比較例の照明装置の輝度プロファイルＬＰＲは点線で示している。

なお図８中、基準位置を位置ＢＳ０、セグメント領域ＳＡ１とセグメント領域ＳＡ２の境界を位置ＢＳ１２、セグメント領域ＳＡ２とセグメント領域ＳＡ４の境界を位置ＢＳ２４、セグメント領域ＳＡ１とセグメント領域ＳＡ３の境界を位置ＢＳ１３、セグメント領域ＳＡ３とセグメント領域ＳＡ５の境界を位置ＢＳ３５とする。

また、セグメント領域ＳＡ４と隣り合うセグメント領域ＳＡ６（図示せず）との境界を位置ＢＳ４６、セグメント領域ＳＡ５と隣り合うセグメント領域ＳＡ７（図示せず）との境界を位置ＢＳ５７とする。

図８に示す輝度プロファイルＬＰＡ及びＬＰＲにおける基準位置（０ｍｍ）の輝度比を１００％（＝１）とし、位置ＢＳ１２、位置ＢＳ２４、位置ＢＳ４６、位置ＢＳ１３、位置ＢＳ３５、位置ＢＳ５７の輝度比を、表１に示す。

図８及び表１を用いて、本実施例の照明装置及び比較例の照明装置の比較結果を示す。

図８及び表１に示すように、本実施例の輝度プロファイルＬＰＡは、比較例の輝度プロファイルＬＰＲよりも急峻である。このように本実施例の照明装置ＩＬでは、輝度プロファイルがより急峻な光を得ることが可能である。

表１に示すように、本実施例では、基準位置である位置ＢＳ０から位置ＢＳ１２の間、すなわちセグメント領域ＳＡ１において中央からセグメント領域ＳＡ２側の端部までの間に、輝度比が２８．６％減少している。一方比較例では輝度比は２２．７％しか減少していない。

また本実施例では、位置ＢＳ１２から位置ＢＳ２４の間、すなわちセグメント領域ＳＡ２においてセグメント領域ＳＡ１側の端部からセグメント領域ＳＡ４側の端部までの間に、輝度比が５９．４％減少している。一方比較例では、輝度比は５７．７％しか減少していない。

また本実施例では、基準位置である位置ＢＳ０から位置ＢＳ１３の間、すなわちセグメント領域ＳＡ１において中央からセグメント領域ＳＡ３側の端部までの間に、輝度比が３６．８％減少している。一方比較例では、輝度比は２７．８％しか減少していない。

また本実施例では、位置ＢＳ１３から位置ＢＳ３５の間、すなわちセグメント領域ＳＡ３においてセグメント領域ＳＡ１側の端部からセグメント領域ＳＡ５側の端部までの間に、輝度比は５２．６％減少している。一方比較例では、輝度比は５３．９％減少である。

以上点灯しているセグメント領域ＳＡ１並びに隣接するセグメント領域ＳＡ２及びＳＡ３における、輝度比の減少について述べた。上述のように、本実施例では１つのセグメント領域ＳＡ分の距離で、従来例より輝度比が減少することが明らかになった。すなわち、本実施例は点灯しているセグメント領域ＳＡ１の光が、隣り合うセグメント領域ＳＡへ漏れることが抑制されていること示している。

上述のように、ローカルディミングを行う場合には、隣り合う別のセグメント領域ＳＡが消灯している場合に、点灯しているセグメント領域ＳＡからの光漏れが生じないことが望まれている。

輝度プロファイルが急峻であると、点灯しているセグメント領域ＳＡから隣り合う消灯しているセグメント領域ＳＡへの光漏れが抑制される。よって本実施例の照明装置ＩＬは、ローカルディミングを行うのにより適した照明装置である。このような照明装置を備えた表示装置は、コントラストをより高めることが可能である。

上記のように、本実施例により、照明品位が向上した照明装置及び当該照明装置を備えた表示装置を得ることができる。

本発明の実施形態及び実施例を説明したが、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。これら新規な実施形態及び実施例は、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。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。

ＢＳ０…位置、ＢＳ１２…位置、ＢＳ１３…位置、ＢＳ２４…位置、ＢＳ３５…位置、ＢＳ４６…位置、ＢＳ５７…位置、ＢＴＭ…底面、ＣＢＳ…配線基板、ＣＭ…導電材、ＣＮＥ…接続電極、ＤＳＰ…表示装置、ＤＶＭ…駆動部、ＥＬＭ…発光素子、ＥＬＮ…ｎ電極、ＥＬＰ…ｐ電極、ＥＭＤ…光源、ｈ…高さ、ＩＬ…照明装置、ＬＡ…光出射領域、ＬＥＭ…発光素子、ＬＰＡ…輝度プロファイル、ＬＰＲ…輝度プロファイル、ＭＳＦ…主面、ＯＣ…保護層、ＯＣＢ…下面、ＯＣＵ…上面、Ｐ…ピッチ、ＰＡＤ１…パッド、ＰＡＤ２…パッド、ＰＡＳ２…パッド、ＰＮＬ…表示パネル、ＰＲＬ…保護層、ＰＳＭ…プリズムシート、ＰＳＭ１…屈折型プリズムシート、ＰＳＭ２…屈折型プリズムシート、ＲＣＬ…波長変換層、ＲＦＬ…光反射層、ＲＦＭ…光反射膜、ＳＡ…セグメント領域、ＳＡ１…セグメント領域、ＳＡ２…セグメント領域、ＳＡ３…セグメント領域、ＳＡ４…セグメント領域、ＳＡ５…セグメント領域、ＳＡ６…セグメント領域、ＳＡ７…セグメント領域、ＳＥＭＡ…活性層、ＳＥＭＮ…ｎ型半導体層、ＳＥＭＰ…ｐ型半導体層、ＳＳＦ…側面、ＳＵＢ…基板、ｔ…厚さ、Ｔ…厚さ、ＴＬＧ…光拡散距離維持層、ＴＬＧＢ…下面、ＵＳＦ…表面、Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向、Ｚ…第３方向。

Claims (8)

1. 配線基板と、
   前記配線基板の主面上に配置された複数の発光素子と、
   前記複数の発光素子上に設けられた光拡散距離維持層と、
   前記光拡散距離維持層上に設けられた波長変換層と、
   前記波長変換層上に設けられたプリズムシートと、
   を備え、
   前記配線基板の前記主面は複数のセグメント領域に分割され、
   前記複数のセグメント領域の各々にｎ個（ｎ＞１）の前記複数の発光素子が設けられ、
   前記複数の発光素子は前記セグメント領域単位で独立して駆動され、
   前記光拡散距離維持層の厚さは、隣り合う前記セグメント領域のピッチの１／２倍以上である、照明装置。
2. 前記光拡散距離維持層は、屈折率が１種類の透明樹脂層である、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記光拡散距離維持層は、ポリカーボネート樹脂である、請求項２に記載の照明装置。
4. 前記複数の発光素子はそれぞれ、正方形の形状を有し、
   前記複数の発光素子それぞれの一辺の長さは、１００μｍを超え３００μｍ未満である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の照明装置。
5. 前記セグメント領域の前記ピッチは、１ｍｍである、請求項１から４までのいずれか１項に記載の照明装置。
6. 前記波長変換層は、量子ドットを含む、請求項１から５までのいずれか１項に記載の照明装置。
7. 前記光拡散距離維持層の上面は、凹凸を有する、請求項１から６までのいずれか１項に記載の照明装置。
8. 表示パネルと、
   前記表示パネルを照明する請求項１から７までのいずれか１項に記載された照明装置と、を備えた表示装置。

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