JP7321832B2 - 照明装置及び表示装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、照明装置及び表示装置に関する。

一般に、各種の照明装置が知られている。例えば、照明装置として液晶表示パネルを照明する照明装置が知られている。照明装置は、２次元配列された複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を備えている。照明装置は、互いに隣合う第１領域及び第２領域を有している。照明装置は、第１領域において光を出射させる状態に設定し、第２領域において光を出射させない状態に設定した場合、第１領域の輝度レベルの低下を招いたり、第２領域の輝度レベルが不所望に高くなったり、する事態を招き得る。

特開２００８－９６７６５号公報

本実施形態は、コントラスト比の低下を抑制することができる照明装置及び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、突起と、保護層と、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、前記突起は、隣合う２つの前記セグメント領域の間に位置し、前記主面から前記主面の上方に向かって突出し、前記保護層は、前記主面の上に設けられ、各々の前記発光素子の側面に接し、前記複数の発光素子を保護するように構成され、前記保護層の上面は、前記突起の最高部より前記主面側に位置し、各々の前記発光素子は、基材を有し、前記基材は前記主面に対向する底面と、前記底面とは反対側の天面と、を有し、前記突起は、前記天面と同一平面を越えて突出し、前記保護層の前記上面は、前記天面と同一平面より前記主面側に位置している。

また、一実施形態に係る表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルを照明する照明装置と、を備え、前記照明装置は、
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、突起と、保護層と、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、前記突起は、隣合う２つの前記セグメント領域の間に位置し、前記主面から前記主面の上方に向かって突出し、前記保護層は、前記主面の上に設けられ、各々の前記発光素子の側面に接し、前記複数の発光素子を保護するように構成され、前記保護層の上面は、前記突起の最高部より前記主面側に位置し、各々の前記発光素子は、基材を有し、前記基材は前記主面に対向する底面と、前記底面とは反対側の天面と、を有し、前記突起は、前記天面と同一平面を越えて突出し、前記保護層の前記上面は、前記天面と同一平面より前記主面側に位置している。

図１は、第１の実施形態に係る表示装置を示すブロック図である。 図２は、図１に示した照明装置を示す分解斜視図である。 図３は、上記第１の実施形態に係る照明装置の一部を示す平面図である。 図４は、図３の線ＩＶ－ＩＶに沿った上記照明装置を示す断面図である。 図５は、図３の線Ｖ－Ｖに沿った上記発光素子を示す断面図である。 図６は、第２の実施形態に係る照明装置の一部を示す断面図である。 図７は、上記第２の実施形態の変形例１、変形例２、及び変形例３の各々における輝度をグラフで示す図である。 図８は、上記変形例１、上記変形例２、及び上記変形例３の各々における輝度をグラフで示す図である。 図９は、第３の実施形態に係る照明装置の一部を示す断面図である。 図１０は、上記第３の実施形態の変形例４、変形例５、変形例６、及び上記変形例２の各々における輝度をグラフで示す図である。 図１１は、第４の実施形態に係る照明装置の一部を示す平面図である。 図１２は、図１１の線ＸＩＩ－ＸＩＩに沿った上記照明装置を示す断面図である。 図１３は、第５の実施形態に係る照明装置の一部を示す断面図である。

以下に、本発明の各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。

（第１の実施形態）
まず、本第１の実施形態について説明する。図１は、本第１の実施形態に係る表示装置ＤＳＰを示すブロック図である。
図１に示すように、第１方向Ｘと、第１方向Ｘに垂直な第２方向Ｙと、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの各々に垂直な第３方向Ｚによって規定される三次元空間を示している。なお、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは、互いに直交しているが、９０°以外の角度で交差していてもよい。

また、本第１の実施形態において、第３方向Ｚを上と定義し、第３方向Ｚと反対側の方向を下と定義する。「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、第１部材から離れて位置していてもよい。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。

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。本第１の実施形態において、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、第３方向Ｚに表示パネルＰＮＬに対向配置されている。照明装置ＩＬは、表示パネルＰＮＬに向けて光を放出し、表示パネルＰＮＬを照明するように構成されている。本第１の実施形態において、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ように構成されている。

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２に示すように、照明装置ＩＬは、配線基板１と、複数の発光素子２と、駆動部４と、保護層５と、光拡散部６と、輝度向上部７と、波長変換部９を備えている。配線基板１、複数の発光素子２、保護層５、波長変換部９、光拡散部６、及び輝度向上部７は、第３方向Ｚに隙間無しに積層されている。

配線基板１は、プリント基板である。本実施形態において、配線基板１は、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）で構成されている。但し、配線基板１は、フレキシブルプリント基板に限らず、プリント回路板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）で構成されていてもよい。配線基板１は、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２は、配線基板１の主面１ｓ上に実装されている。本実施形態において、発光素子２は、ミニＬＥＤ（ミニ発光ダイオード）である。光出射領域ＬＡの外側において、主面１ｓ上には駆動部４が実装されている。駆動部４は、配線基板１を介して複数の発光素子２を駆動するように構成されている。

発光素子２は、特定の波長の光を出力し、波長変換部９は発光素子２から出射した光の波長を変換して出力する。波長変換素子としての波長変換部９は、保護層５と、光拡散部６との間に位置している。波長変換部９は、発光材料として、例えば量子ドットを含み、発光素子２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２は主発光ピークの波長が５００ｎｍ以下の青色ＬＥＤで、波長変換部９は発光素子２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。

光拡散部６は、複数の発光素子２の上方に位置している。光拡散部６は、発光素子２が放出した光を拡散させて放出するように構成されている。本実施形態において、光拡散部６は、５個の光拡散シート６ａを積層して構成された光拡散フィルムである。但し、光拡散部６（光拡散フィルム）は、１個の光拡散シート６ａで構成されてもよく、４個以下又は６個以上の光拡散シート６ａを積層して構成されてもよい。
保護層５は、主面１ｓと波長変換部９との間に位置している。

輝度向上部７は、光拡散部６の上方に位置している。輝度向上部７は、光拡散部６から入射される光を第３方向Ｚに集光して放出するように構成されている。本実施形態において、輝度向上部７は、直交配置された２枚の屈折型プリズムシート７ａで構成されている。但し、輝度向上部７は、屈折型プリズムシート７ａ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ると言う特長を有している。

図３は、本第１の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３には、照明装置ＩＬのうち配線基板１及び複数の発光素子２を示している。
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を有している。言い換えると、主面１ｓの光出射領域ＬＡは、複数のセグメント領域ＳＡに分割されている。本第１の実施形態において、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、セグメント領域ＳＡは、一辺が２ｍｍ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２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２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。

複数のセグメント領域ＳＡの各々に、ｎ個（ｎ＞１）の発光素子２が設けられている。本第１の実施形態において、各々のセグメント領域ＳＡに４個の発光素子２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２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２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２同士は、電気的に絶縁されている。駆動部４は、配線基板１を介し複数の発光素子２をセグメント領域ＳＡ単位で独立して駆動するように構成されている。例えば、駆動部４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２を駆動することができる。これにより、コントラスト比を、一層、高めることが可能である。

平面視において、発光素子２は、長方形の形状を有している。但し、発光素子２の形状は、正方形など、長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２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２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２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２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２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２の一辺の長さは、例えば、３００μｍ以上３５０μｍ以下である。

図４は、図３の線ＩＶ－ＩＶ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１、複数の発光素子２、及び保護層５を示している。
図４に示すように、発光素子２は、配線基板１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１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。図中２１０は基材としての光透過性の基板で、発光素子２は基板２１０の配線基板１と対向する面（底面２２０）にパッド２３０及び２４０を有している。後述するが、発光素子２は２つパッド２３０及び２４０を有しており、一方は発光ダイオードのアノードに底面２２０側から接続し、他方はカソードに底面２２０側から接続している。

配線基板１には銅箔等で接続電極１ｅが形成されている。接続電極１ｅは、主面１ｓの一部を形成している。基板２１０は底面２２０の反対側に表面（天面）２５０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２の表面２５０が加熱及び押圧される。表面２５０から加熱及び押圧されことで、パッド２３０及び２４０は接続電極１ｅ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２１０の表面２５０は加熱及び押圧されることから、表面２５０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２を配線基板１に実装した後に、発光素子２とは離隔して波長変換部９が形成される。また、ワイヤーボンディングとは異なり、基板２１０の表面２５０に接続部が形成されてなく、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２１０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２１０の底面２２０から配線基板１までの距離となる。

配線基板１には、接続電極１ｅの他に光反射層１ｒが設けられている。光反射層１ｒは、接続電極１ｅとともに、主面１ｓの一部を形成している。本第１の実施形態において、光反射層１ｒは、白色の絶縁層である。そのため、配線基板１の主面１ｓ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１の光反射率を高めることができ、発光素子２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５は、主面１ｓ及び複数の発光素子２の上に設けられ、主面１ｓ及び複数の発光素子２に接している。保護層５は、発光素子２（基板２１０）の表面２５０及び側面２６０に接している。保護層５は、接続電極１ｅとパッド２３０（又はパッド２４０）との接続部を覆っている。保護層５は、複数の発光素子２を保護するように構成されている。保護層５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１、複数の発光素子２、及び保護層５は、上記駆動部（４）とともに光源８を構成している。

本第１の実施形態において、保護層５は、発光素子２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５は、例えばシリコン樹脂で形成されている。保護層５は、発光素子２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ように構成されている。保護層５を透過した光の波長は、波長変換部９にて別の波長に変換される。
本第１の実施形態において、発光素子２の高さｈ１は８０μｍであり、保護層５の厚みＴは０．３ｍｍである。

ここで、発光素子２の構造の一例について説明する。図５は、図３の線Ｖ－Ｖに沿った発光素子２を示す断面図である。
図５に示すように、発光素子２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２は、絶縁性を有する透明な基板２１０を備えている。基板２１０は、例えばサファイア基板である。基板２１０の底面２２０には、ｎ型半導体層１２と、活性層（発光層）１３と、ｐ型半導体層１４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１４であり、Ｎ型の不純物を含む領域がｎ型半導体層１２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１５は、導電材料で形成され、ｐ型半導体層１４に電気的に接続されている。ｐ電極１６は、光反射膜１５に電気的に接続されている。ｎ電極１８は、ｎ型半導体層１２に電気的に接続されている。パッド２３０は、ｎ電極１８を覆い、ｎ電極１８に電気的に接続されている。保護層１７は、ｎ型半導体層１２、活性層１３、ｐ型半導体層１４、及び光反射膜１５を覆い、ｐ電極１６の一部を覆っている。パッド２４０は、ｐ電極１６を覆い、ｐ電極１６に電気的に接続されている。
本第１の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第１の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１、複数の発光素子２、保護層５などを備えている。複数の発光素子２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２が選択され、均一に発光するように発光素子２が配置されている。光は球面状に広がることが知られているが、発光素子２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。

保護層５は、複数の発光素子２を保護するように構成されている。照明装置ＩＬが保護層５無しに形成された場合と比較して、発光素子２の剥離を抑制することができ、製品信頼性の向上を図ることができる。

複数の発光素子２を点灯させた場合、照明装置ＩＬの光出射領域ＬＡ内に不所望な輝度レベルのムラが生じる恐れがある。例えば、複数の発光素子２の輝点をドットパターンとしてユーザに視認させる事態を招き得る。しかしながら、本第１の実施形態の照明装置ＩＬは、光拡散部６を備えている。そのため、光拡散部６により、光出射領域ＬＡ内における不所望な輝度レベルのムラの発生を抑制することができる。

上記のことから、発光領域を制御可能な照明装置ＩＬ及び照明装置ＩＬを備えた表示装置ＤＳＰを得ることができる。また、製品信頼性に優れた照明装置ＩＬ及び照明装置ＩＬを備えた表示装置ＤＳＰを得ることができる。

（第２の実施形態）
次に、本第２の実施形態について説明する。表示装置ＤＳＰは、本第２の実施形態で説明する構成以外、上記第１の実施形態と同様に構成されている。図６は、本第２の実施形態に係る照明装置ＩＬの一部を示す断面図である。

図６に示すように、保護層５の厚みＴは、上記第１の実施形態と比較して小さい。保護層５の上面５ｓは、発光素子２の表面（天面）２５０と同一平面Ｓ３より主面１ｓ側に位置している。保護層５は、発光素子２の表面２５０を露出させている。その場合、上面５ｓは、表面２５０と同一平面に位置していてもよい。但し、保護層５は、発光素子２の５割乃至７割を覆っていた方が望ましい。ここで、第３方向Ｚにおいて、発光素子２の高さｈ１の中間に位置する面を第１面Ｓ１、発光素子２の高さｈ１の７割に位置する面を第２面Ｓ２、とする。第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２は、それぞれＸ－Ｙ平面に平行である。すると、上面５ｓは、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間に位置していた方が望ましい。

上面５ｓが、第１面Ｓ１より波長変換部９側に位置していることで、複数の発光素子２を、一層、保護することができ、発光素子２の剥離を、一層、抑制することができる。また、発光素子２のうち保護層５で覆われていない部分は基板２１０のみであり、基板２１０の全体が保護層５で覆われていなくともよいものである。

上面５ｓが、第２面Ｓ２より主面１ｓ側に位置していることで、発光素子２の表面２５０を確実に、露出させることができる。保護層５が表面２５０の上方に存在している場合と比較して、発光素子２から出射した光の拡散を抑制することができ、第３方向Ｚにおける輝度レベルの向上を図ることができる。

波長変換部９は、各々の発光素子２の表面２５０に接している。本第２の実施形態において、波長変換部９は、全ての発光素子２の表面２５０に接している。なお、波長変換部９が、一部の領域において表面２５０に接し、他の領域において表面２５０に接していない状態は望ましくない。なぜなら、光出射領域ＬＡ内に、色ムラ及び輝度ムラが生じ得るためである。

ここで、本願発明者らは、本第２の実施形態の変形例１、変形例２、及び変形例３の照明装置ＩＬの光学特性についてシミュレーションを行った。図７は、本第２の実施形態の変形例１、変形例２、及び変形例３の各々における輝度をグラフで示す図である。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、シミュレーションの際、－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２のみを点灯させ、残りのセグメント領域ＳＡの発光素子２を消灯させて行った。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２を消灯させた。

変形例１、変形例２、及び変形例３の照明装置ＩＬを駆動する条件を同一として輝度を求めた。なお、変形例１の照明装置ＩＬは、保護層５の厚みＴが０．１５ｍｍである以外、本第２の実施形態と同様に構成されている。変形例２の照明装置ＩＬは、保護層５の厚みＴが０．３５ｍｍである以外、本第２の実施形態と同様に構成されている。変形例３の照明装置ＩＬは、保護層５の厚みＴが０．５５ｍｍである以外、本第２の実施形態と同様に構成されている。変形例１、変形例２、及び変形例３の何れにおいても、保護層５は発光素子２の表面２５０を覆っており、波長変換部９は保護層５に接しているが表面２５０には接していない。

変形例１乃至変形例３の何れにおいても、セグメント領域ＳＡ１の中央で輝度レベルが
最大となることが分かる。セグメント領域ＳＡ１において、変形例１の輝度レベルが変形例２の輝度レベルより高くなり、変形例２の輝度レベルが変形例３の輝度レベルより高くなったことが分かる。上記のことから、保護層５が表面２５０の上方に存在しない方が（表面２５０の上方における保護層５の厚みが小さい方が）、保護層５における光の拡散を抑制することができ、輝度レベルの向上を図ることができる。

図８は、上記変形例１、上記変形例２、及び上記変形例３の各々における輝度をグラフで示す図である。図８では、基準位置（０ｍｍ）における変形例１乃至３の輝度が１となるよう、変形例１乃至３の輝度について規格化を行ったものである。
図８に示すように、セグメント領域ＳＡ１以外のセグメント領域ＳＡにおいて、変形例１の輝度レベルが、実変形例２及び３の各々の輝度レベルより０に近くなったことが分かる。言い換えると、輝度レベルをより高くしたいセグメント領域ＳＡ１において、変形例１の輝度レベルは変形例２及び３の各々の輝度レベルより高くなり、輝度レベルをより低くしたいセグメント領域ＳＡ２乃至ＳＡ５において、変形例１の輝度レベルは変形例２及び３の各々の輝度レベルより低くなる。上記のことから、保護層５が表面２５０の上方に存在しない方が（表面２５０の上方における保護層５の厚みが小さい方が）、保護層５における光の拡散を抑制することができ、コントラスト比を、一層、高めることができる。

上記のように構成された第２の実施形態に係る表示装置ＤＳＰによれば、照明装置ＩＬは、上記第１の実施形態の照明装置ＩＬと同様に構成されている。そのため、本第２の実施形態においても、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。保護層５が発光素子２を保護した上で、保護層５の厚みＴは小さい方が望ましい。保護層５は、発光素子２の表面２５０を露出させた方が望ましい。これにより、輝度レベルの向上を図ることができ、コントラスト比を高めることができる。

波長変換部９は、発光素子２の表面２５０又は保護層５の上面５ｓに接している。波長変換部９が表面２５０又は上面５ｓに接していない場合と比較して、照明装置ＩＬの第３方向Ｚの厚みを小さくすることができる。

上記のことから、発光領域を制御可能な照明装置ＩＬ及び照明装置ＩＬを備えた表示装置ＤＳＰを得ることができる。また、製品信頼性に優れた照明装置ＩＬ及び照明装置ＩＬを備えた表示装置ＤＳＰを得ることができる。さらに、コントラスト比の低下を抑制することができる照明装置ＩＬ及び照明装置ＩＬを備えた表示装置ＤＳＰを得ることができる。

（第３の実施形態）
次に、本第３の実施形態について説明する。表示装置ＤＳＰは、本第３の実施形態で説明する構成以外、上記第２の実施形態と同様に構成されている。図９は、本第３の実施形態に係る照明装置ＩＬの一部を示す断面図である。

図９に示すように、波長変換部９は、各々の発光素子２の表面２５０に接していない。本第３の実施形態において、波長変換部９は、全ての発光素子２の表面２５０に接していない。波長変換部９は、第３方向Ｚにおいて、表面２５０にギャップｇを置いて位置している。波長変換部９と表面２５０との間に空気層が存在している。

ここで、本願発明者らは、本第３の実施形態の変形例４、変形例５、変形例６、及び上記変形例２の照明装置ＩＬの光学特性についてシミュレーションを行った。図１０は、本第３の実施形態の変形例４、変形例５、変形例６、及び上記変形例２の各々における輝度をグラフで示す図である。図１０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１０に示すように、シミュレーションの際、セグメント領域ＳＡ１の発光素子２のみを点灯させ、残りのセグメント領域ＳＡの発光素子２を消灯させて行った。例えば、セグメント領域ＳＡ２乃至ＳＡ５において、発光素子２を消灯させた。

変形例４、変形例５、変形例６、及び上記変形例２の照明装置ＩＬを駆動する条件を同一として輝度を求めた。なお、変形例４の照明装置ＩＬは、保護層５の厚みＴが０．０ｍｍである以外、本第３の実施形態と同様に構成されている。変形例４の照明装置ＩＬは、保護層５無しに形成されている。変形例５の照明装置ＩＬは、保護層５の厚みＴが０．０８５ｍｍである以外、本第３の実施形態と同様に構成されている。変形例６の照明装置ＩＬは、保護層５の厚みＴが０．１７ｍｍである以外、本第３の実施形態と同様に構成されている。上記変形例２の照明装置ＩＬは、上述したように、保護層５の厚みＴが０．３５ｍｍであり、波長変換部９は保護層５に接している。

上記変形例６及び上記変形例２において、保護層５は発光素子２の表面２５０を覆っている。上記変形例５において、保護層５の上面５ｓは、発光素子２の表面２５０と同一平面に位置している。なお、上記変形例４、上記変形例５、上記変形例６、及び上記変形例２において、波長変換部９の発光素子２と対向する側の面と表面２５０との間の第３方向Ｚの距離は、同一である。波長変換部９と発光素子２との間の空気層の厚みは、上記変形例６より上記変形例５の方が大きく、上記変形例５より上記変形例４の方が大きい。

変形例４乃至変形例６、及び変形例２の何れにおいても、セグメント領域ＳＡ１の中央で輝度レベルが最大となることが分かる。セグメント領域ＳＡ１において、変形例４及び５の輝度レベルが変形例６の輝度レベルより高くなり、変形例６の輝度レベルが変形例２の輝度レベルより高くなったことが分かる。上記のことから、保護層５が表面２５０の上方に存在しない方が（表面２５０の上方における保護層５の厚みが小さい方が）、保護層５における光の拡散を抑制することができ、輝度レベルの向上を図ることができる。

また、変形例６の照明装置ＩＬのコントラスト比より、変形例４及び５の照明装置ＩＬのコントラスト比を高くすることができる。変形例２の照明装置ＩＬのコントラスト比より、変形例６の照明装置ＩＬのコントラスト比を高くすることができる。上記のことから、保護層５が表面２５０の上方に存在しない方が（表面２５０の上方における保護層５の厚みが小さい方が）、保護層５における光の拡散を抑制することができ、コントラスト比を、一層、高めることができる。

上記のように構成された第３の実施形態に係る表示装置ＤＳＰによれば、照明装置ＩＬは、上記第２の実施形態の照明装置ＩＬと同様に構成されている。そのため、本第３の実施形態においても、上記第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。波長変換部９は、表面２５０にギャップｇを置いて位置してもよい。又は、保護層５が表面２５０を覆っている場合、波長変換部９は、保護層５の上面５ｓにギャップを置いて位置してもよい。何れにおいても、保護層５の厚みＴは小さい方が望ましく、これにより、輝度レベルの向上を図ることができ、コントラスト比を高めることができる。

上記のことから、発光領域を制御可能な照明装置ＩＬ及び照明装置ＩＬを備えた表示装置ＤＳＰを得ることができる。また、製品信頼性に優れた照明装置ＩＬ及び照明装置ＩＬを備えた表示装置ＤＳＰを得ることができる。さらに、コントラスト比の低下を抑制することができる照明装置ＩＬ及び照明装置ＩＬを備えた表示装置ＤＳＰを得ることができる。

（第４の実施形態）
次に、本第４の実施形態について説明する。表示装置ＤＳＰは、本第４の実施形態で説明する構成以外、上記第２の実施形態と同様に構成されている。図１１は、本第４の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１１には、照明装置ＩＬのうち配線基板１、複数の発光素子２、及び光学突起３を示している。

図１１に示すように、本第４の実施形態の照明装置ＩＬは、さらに突起としての光学突起３を備えている。光学突起３は、各々のセグメント領域ＳＡを区画している。光学突起３は、一のセグメント領域ＳＡから隣合うセグメント領域ＳＡへの光漏れを抑制するように構成されている。

光学突起３は、複数のセグメント領域ＳＡの境界に沿って延在している。例えば、光学突起３の一部は、隣合う２つのセグメント領域ＳＡの間に設けられている。上述したように複数のセグメント領域ＳＡはマトリクス状に並べられているため、光学突起３は、複数のセグメント領域ＳＡの境界に沿って格子状に配置されている。

本第４の実施形態において、光学突起３は、複数の第１突起としての複数の第１光学突起３１と、複数の第２突起としての複数の第２光学突起３２と、を有している。光学突起３は、複数の第１光学突起３１及び複数の第２光学突起３２が一体となって形成されている。複数の第１光学突起３１は、それぞれ第１方向Ｘに連続的に延在し、第２方向Ｙに間隔を置いて並んでいる。複数の第２光学突起３２は、それぞれ第２方向Ｙに連続的に延在し、複数の第１光学突起３１と交差し、第１方向Ｘに間隔を置いて並んでいる。

図１２は、図１１の線ＸＩＩ－ＸＩＩに沿った照明装置ＩＬを示す断面図である。図１２には、照明装置ＩＬのうち配線基板１、複数の発光素子２、光学突起３、保護層５、及び波長変換部９を示している。
図１２に示すように、光学突起３は、主面１ｓに接触し、主面１ｓに固定され、主面１ｓから主面１ｓの上方に向かって突出している。光学突起３は、配線基板１から波長変換部９に向かって突出している。光学突起３は、中実部材である。光学突起３は、印刷法により材料を塗布して形成されている。そのため、光学突起３と主面１ｓの間に接着材は介在していない。

また、印刷法を用いることで、ミニＬＥＤである発光素子２のピッチが狭くなる場合であっても、発光素子２の間に光学突起３を設けることが可能である。なお、保護層５は、主面１ｓの上及び光学突起３の上に設けられ、主面１ｓ、発光素子２の側面２６０、及び光学突起３に接している。保護層５は、複数の発光素子２を保護するように構成されている。配線基板１、複数の発光素子２、光学突起３、及び保護層５は、上記駆動部（４）とともに光源８を構成している。

光学突起３が延在する方向に直交する平面上における光学突起３の断面形状の輪郭は、接触線３ａと、突出線３ｂと、を有している。図１２の例では、第２光学突起３２が延在する方向に直交する平面上における第２光学突起３２の断面形状の輪郭は、接触線３ａと、突出線３ｂと、を有している。図示しないが、第１光学突起３１の断面形状は、第２光学突起３２の断面形状と同一である。接触線３ａは、主面１ｓに接触している。突出線３ｂは、接触線３ａの一端から他端まで連続的に延在し、配線基板１の上方に向かって突出している。突出線３ｂは、それぞれ間に角が与えられ一続きとなった複数の線分で構成されている。

本第４の実施形態において、光学突起３（例えば、第２光学突起３２）の断面形状は、三角形であり、１辺が接触線３ａを構成し、残りの２辺が突出線３ｂを構成している。例えば、光学突起３の断面形状は二等辺三角形であり、光学突起３は主面１ｓの法線方向に延在する対称軸を有している。光学突起３は主面１ｓと交差する方向に延在する側面３ｃを有している。また、突出線３ｂからなる２辺は交差して頂３ｔを形成している。頂３ｔは光学突起３において，接触線３ａから第３方向Ｚに最も離れた点（最高点）とすることも可能である。

光学突起３は、光反射性を有している。光学突起３は、例えば樹脂に光反射材を分散した材料で形成されている。側面３ｃは、発光素子２から出射した光を波長変換部９に向けて反射する。これにより、光学突起３は、一のセグメント領域ＳＡから隣合うセグメント領域ＳＡへ向かう光を反射することができる。例えば、光学突起３は、上記一のセグメント領域ＳＡの上方に光を反射させることができる。

本第４の実施形態において、発光素子２の表面２５０は発光面である。但し、発光素子２は、表面２５０以外の面からも光を放出するように構成されていてもよい。光学突起３は、表面２５０と同一平面Ｓ３を越えて突出している。本第４の実施形態において、光学突起３の高さｈ２は０．２５ｍｍである。なお、光学突起３の断面形状は、台形、半円形などの三角形以外の形状であってもよい。

保護層５の上面５ｓは、光学突起３の頂３ｔより主面１ｓ側に位置している。上面５ｓが頂３ｔより主面１ｓ側に位置していない場合と比較して保護層５の厚みを小さくすることができる。
保護層５が表面２５０の上方に存在していても、表面２５０の上方における保護層５の厚みを小さくすることができる。そのため、保護層５における光の拡散を抑制することができ、輝度レベルの向上を図ることができる。
本第４の実施形態において、保護層５の上面５ｓは、表面２５０と同一平面Ｓ３より主面１ｓ側に位置している。保護層５は、表面２５０を露出させている。そのため、発光素子２から出射した光の拡散を抑制することができ、第３方向Ｚにおける輝度レベルの向上を図ることができる。

上記のように構成された第４の実施形態に係る表示装置ＤＳＰによれば、照明装置ＩＬは、上記第２の実施形態の照明装置ＩＬと同様に構成されている。そのため、本第４の実施形態においても、上記第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
照明装置ＩＬは、さらに光学突起３を備えている。光学突起３により、点灯しているセグメント領域ＳＡにおける輝度レベルの向上を図ることができる。そして、光出射領域ＬＡ内において、ハロー効果が発生し難くなるため、コントラスト比の低下を抑制することができる。

上面５ｓが頂３ｔより主面１ｓ側に位置するよう、保護層５の厚みＴは小さい値に設定されている。上面５ｓが頂３ｔより主面１ｓ側に位置していない場合と比較して、輝度レベルの向上を図ることができる。
すなわち、本第４の実施形態では、保護層５の厚みＴを小さくしたことによる輝度レベルの向上効果と、光学突起３を設けたことによる輝度レベルの向上効果と、の両方の効果が得られるものである。
なお、図１２において、保護膜５の厚みＴを保護層５の上面５ｓが、発光素子２の表面２５０よりも主面１ｓ側に位置するようにした構成が記載されているが、保護層５の上面５ｓが、発光素子２の表面２５０と頂３ｔの間に位置するようにしても、同様の効果を得ることができる。

上記のことから、発光領域を制御可能な照明装置ＩＬ及び照明装置ＩＬを備えた表示装置ＤＳＰを得ることができる。また、製品信頼性に優れた照明装置ＩＬ及び照明装置ＩＬを備えた表示装置ＤＳＰを得ることができる。さらに、コントラスト比の低下を抑制することができる照明装置ＩＬ及び照明装置ＩＬを備えた表示装置ＤＳＰを得ることができる。そして、光出射領域ＬＡ内における不所望な輝度レベルのムラの発生を抑制することができる照明装置ＩＬ及び照明装置ＩＬを備えた表示装置ＤＳＰを得ることができる。

（第５の実施形態）
次に、本第５の実施形態について説明する。表示装置ＤＳＰは、本第５の実施形態で説明する構成以外、上記第４の実施形態と同様に構成されている。図１３は、本第５の実施形態に係る照明装置ＩＬの一部を示す断面図である。

図１３に示すように、波長変換部９は、各々の発光素子２の表面２５０に接していない。本第５の実施形態において、波長変換部９は、全ての発光素子２の表面２５０に接していない。波長変換部９は、第３方向Ｚにおいて、表面２５０にギャップｇを置いて位置している。波長変換部９と表面２５０との間に空気層が存在している。

又は、保護層５が表面２５０を覆っている場合、波長変換部９は、保護層５の上面５ｓにギャップを置いて位置してもよい。何れにおいても、保護層５の厚みＴは小さい方が望ましく、保護層５の上面５ｓは、光学突起３の頂３ｔより主面１ｓ側に位置している。

上記のように構成された第５の実施形態においても、上記第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、図１３において、保護膜５の厚みＴを保護層５の上面５ｓが、発光素子２の表面２５０よりも主面１ｓ側に位置するようにした構成が記載されているが、保護層５の上面５ｓが、発光素子２の表面２５０と頂３ｔの間に位置するようにしても、同様の効果を得ることができる。また、波長変換部９を光学突起３に接するように配置することも可能である。

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。

例えば、光学突起３は、一のセグメント領域ＳＡから隣合うセグメント領域ＳＡへの光漏れを抑制するように構成されていればよい。そのため、光学突起３は、光反射性ではなく、光拡散性又は遮光性を有していてもよい。
光拡散性の光学突起３を使用する場合、光学突起３の光学特性の分、一のセグメント領域ＳＡの輝度レベルを高くすることができ、隣合うセグメント領域ＳＡの輝度レベルが不所望に高くなり難くすることができる。
遮光性の光学突起３を使用する場合、光学突起３に一のセグメント領域ＳＡの輝度レベルを高める作用は無いが、光学突起３は隣合うセグメント領域ＳＡの輝度レベルが不所望に高くなり難くすることができる。そのため、コントラスト比の低下を抑制することができる照明装置ＩＬを得ることができる。

光学突起３の高さｈ２は、上述した例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、光学突起３は、表面２５０と同一平面Ｓ３を越えて突出している方が望ましいが、同一平面Ｓ３を越えて突出していなくともよい（図１２）。
本発明の実施形態は、上述した照明装置ＩＬ及び表示装置ＤＳＰに限定されるものではなく、各種の照明装置や、複数の照明装置のうちの何れか一を備えた表示装置に適用可能である。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［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、突起と、保護層と、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、
前記突起は、隣合う２つの前記セグメント領域の間に位置し、前記主面から前記主面の上方に向かって突出し、
前記保護層は、前記主面の上に設けられ、各々の前記発光素子の側面に接し、前記複数の発光素子を保護するように構成され、
前記保護層の上面は、前記突起の最高部より前記主面側に位置している、
照明装置。
［２］各々の前記発光素子は、基材を有し、
前記基材は前記主面に対向する底面と、前記底面とは反対側の天面と、を有し、
前記突起は、前記天面と同一平面を越えて突出し、
前記保護層の前記上面は、前記天面と同一平面より前記主面側に位置している、
［１］に記載の照明装置。
［３］各々の前記発光素子は、最長の１辺の長さが１ｍｍ以下の発光ダイオードである、
［１］に記載の照明装置。
［４］前記複数の発光素子、前記突起、及び前記保護層の上方に位置し、前記複数の発光素子が出射する光が照射される波長変換素子をさらに備える、
［１］に記載の照明装置。
［５］各々の前記発光素子は、基材を有し、
前記基材は前記主面に対向する底面と、前記底面とは反対側の天面と、を有し、
前記波長変換素子は、各々の前記発光素子の前記天面に接している、
［４］に記載の照明装置。
［６］前記波長変換素子の上方に位置し、前記複数の発光素子が放出した光を拡散させて放出するように構成された光拡散部と、
前記光拡散部の上方に位置し、前記光拡散部から入射される光を集光して放出するように構成された輝度向上部と、をさらに備える、
［４］に記載の照明装置。
［７］表示パネルと、
前記表示パネルを照明する［１］乃至［６］の何れか１に記載の照明装置と、を備える、
表示装置。

ＤＳＰ…表示装置、ＰＮＬ…表示パネル、ＩＬ…照明装置、１…配線基板、
１ｓ…主面、１ｒ…光反射層、ＬＡ…光出射領域、ＳＡ…セグメント領域、
２…発光素子、２１０…基板、２２０…底面、２５０…表面、２３０，２４０…パッド、
２６０…側面、３，３１，３２…光学突起、３ｔ…頂、４…駆動部、５…保護層、
５ｓ…上面、６…光拡散部、６ａ…光拡散シート、７…輝度向上部、８…光源、
９…波長変換部、Ｔ…厚み、ｈ１，ｈ２…高さ、Ｓ１…第１面、Ｓ２…第２面、
Ｓ３…同一平面、Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向、Ｚ…第３方向、ｇ…ギャップ。

Claims (6)

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、突起と、保護層と、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、
   前記突起は、隣合う２つの前記セグメント領域の間に位置し、前記主面から前記主面の上方に向かって突出し、
   前記保護層は、前記主面の上に設けられ、各々の前記発光素子の側面に接し、前記複数の発光素子を保護するように構成され、
   前記保護層の上面は、前記突起の最高部より前記主面側に位置し、
   各々の前記発光素子は、基材を有し、
   前記基材は前記主面に対向する底面と、前記底面とは反対側の天面と、を有し、
   前記突起は、前記天面と同一平面を越えて突出し、
   前記保護層の前記上面は、前記天面と同一平面より前記主面側に位置している、
   照明装置。
2. 各々の前記発光素子は、最長の１辺の長さが１ｍｍ以下の発光ダイオードである、
   請求項１に記載の照明装置。
3. 前記複数の発光素子、前記突起、及び前記保護層の上方に位置し、前記複数の発光素子が出射する光が照射される波長変換素子をさらに備える、
   請求項１に記載の照明装置。
4. 前記波長変換素子は、各々の前記発光素子の前記天面に接している、
   請求項３に記載の照明装置。
5. 前記波長変換素子の上方に位置し、前記複数の発光素子が放出した光を拡散させて放出するように構成された光拡散部と、
   前記光拡散部の上方に位置し、前記光拡散部から入射される光を集光して放出するように構成された輝度向上部と、をさらに備える、
   請求項３に記載の照明装置。
6. 表示パネルと、
   前記表示パネルを照明する請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の照明装置と、を備える、
   表示装置。

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