WO2021172014A1 - 照明装置及び表示装置 - Google Patents

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    • G02F2202/36—Micro- or nanomaterials

Definitions

  • the embodiment of the present invention relates to a lighting device and a display device.
  • a liquid crystal display device using a liquid crystal panel for display has been known as a display device mounted on a television, an information device, or the like. Due to the display quality of such a liquid crystal display device, there is an increasing demand for higher brightness of the lighting device used in the liquid crystal display device, and a direct type lighting in which a light source is arranged directly under the liquid crystal panel with a light guide plate in between. The device is under consideration.
  • the present embodiment provides a lighting device having improved lighting quality and a display device provided with the lighting device.
  • the lighting device includes a wiring substrate, a plurality of light emitting elements arranged on the main surface of the wiring substrate, a light diffusion distance maintaining layer provided on the plurality of light emitting elements, and the light diffusion.
  • a wavelength conversion layer provided on the distance maintenance layer and a prism sheet provided on the wavelength conversion layer are provided, and the main surface of the wiring substrate is divided into a plurality of segment regions, and the plurality of segment regions are divided into a plurality of segment regions.
  • Each of the n (n> 1) light emitting elements is provided, the plurality of light emitting elements are independently driven in the segment region unit, and the thicknesses of the light diffusion distance maintaining layers are adjacent to each other. It is 1 ⁇ 2 or more of the pitch of the segment region.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a display device DSP according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the lighting device IL shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing a part of the lighting device IL according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the lighting device IL along the line AA of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a light emitting element LEM along the line BB of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing another configuration example of the protective layer OC.
  • FIG. 7 is a diagram showing the brightness profiles of the lighting device IL of this embodiment and the lighting device of the comparative example.
  • FIG. 8 is a diagram showing brightness profiles in the present embodiment and the comparative example.
  • first direction X, the second direction Y, and the third direction Z are orthogonal to each other, but may intersect at an angle other than 90 degrees.
  • the direction toward the tip of the arrow in the third direction Z is defined as up or up, and the direction opposite to the direction toward the tip of the arrow in the third direction Z is defined as down or down.
  • the second member in the case of "the second member above the first member” and “the second member below the first member”, the second member may be in contact with the first member or separated from the first member. May be located. In the latter case, a third member may be interposed between the first member and the second member. On the other hand, in the case of “the second member above the first member” and “the second member below the first member”, the second member is in contact with the first member.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a display device DSP according to the present embodiment.
  • the display device DSP includes a display panel PNL and a lighting device IL.
  • the display panel PNL is a generally known transmissive or transflective liquid crystal display panel.
  • the display panel PNL is not limited to the liquid crystal display panel, and may be any display panel that requires a separate light source, such as a MEMS (Micro Electro-Mechanical System) display panel.
  • MEMS Micro Electro-Mechanical System
  • the lighting device IL is arranged facing below the display panel PNL.
  • the illuminator IL emits light toward the display panel PNL.
  • the lighting device IL functions as a backlight unit.
  • the display panel PNL displays an image by selectively transmitting light from the illuminating device IL.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the lighting device IL shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing a part of the lighting device IL according to the present embodiment.
  • the illumination device IL includes a wiring board CBS, a plurality of light emitting elements LEM, a drive unit DVM, a protective layer OC, a light diffusion distance maintaining layer TLG, a wavelength conversion layer RCL, and a prism sheet. It is equipped with PSM.
  • the wiring board CBS, the plurality of light emitting elements LEM, the protective layer OC, the light diffusion distance maintaining layer TLG, the wavelength conversion layer RCL, and the prism sheet PSM are laminated in this order in the third direction Z.
  • the wiring board CBS is composed of a printed circuit board (PCB: Printed Circuit Board).
  • PCB printed Circuit Board
  • the wiring board CBS is not limited to a printed circuit board, and may be composed of a flexible printed circuit board (FPC).
  • the wiring board CBS has a main surface MSF and has a light emitting region LA on the main surface MSF.
  • the light emitting region LA faces at least the display region of the display panel (PNL).
  • the plurality of light emitting elements LEM are mounted on the main surface MSF of the wiring board CBS.
  • the light emitting element LEM is a mini LED (mini light emitting diode).
  • a drive unit DVM that drives a plurality of light emitting elements LEM is mounted outside the light emission region LA.
  • the light emitting element LEM outputs light having a specific wavelength, and the wavelength conversion layer RCL converts the wavelength of the light emitted from the light emitting element LEM and outputs it.
  • the light emitting element LEM has a square shape.
  • the shape of the light emitting element LEM may have a shape other than a square such as a rectangle.
  • the length of one side of the light emitting element LEM, which is a mini LED is, for example, more than 100 ⁇ m and less than 300 ⁇ m.
  • the length of one side of the light emitting element LEM, which is a mini LED may exceed 100 ⁇ m and may be 200 ⁇ m or less.
  • the light emitting element LEM may be a micro LED having the longest side length of 100 ⁇ m or less as an LED having a size smaller than that of the mini LED.
  • the light emitting element LEM may be an LED having the longest side length of 1 mm or less.
  • the light emitting element LEM may be an LED having a longest side length of 1000 ⁇ m or more as a general LED having a size larger than that of the mini LED.
  • the length of one side of the light emitting element LEM, which is the general LED, is, for example, 300 ⁇ m or more and 350 ⁇ m or less.
  • the protective layer OC is configured as a light transmitting layer that transmits the wavelength of the light emitted by the light emitting element LEM.
  • the protective layer OC is made of, for example, a silicon resin.
  • the protective layer OC transmits the above light without converting the wavelength of the light emitted by the light emitting element LEM into another wavelength.
  • the wavelength of the light transmitted through the protective layer OC is converted to another wavelength by the wavelength conversion layer RCL described later.
  • the light diffusion distance maintaining layer TLG is located above the plurality of light emitting elements LEM with the protective layer OC interposed therebetween.
  • the light diffusion distance maintaining layer TLG is a transparent resin layer made of a material having one kind of refractive index.
  • the light diffusion distance maintaining layer TLG is a transparent resin layer composed of one kind of resin material, and more specifically, a plate-shaped polycarbonate resin.
  • the space between the protective layer OC and the wavelength conversion layer RCL is maintained at a constant interval.
  • the mini LED which is a light emitting element LEM, emits light having high directivity. Therefore, when the turns on the plurality of light emitting elements LEM, there is a risk that the user will be viewing these light-emitting elements LEM as a bright point dot pattern. In order to prevent the bright spots formed by the light emitting element LEM from being visually recognized, it is necessary to diffuse the highly directional emitted light from the light emitting element LED to such an extent that it cannot be visually recognized.
  • the light diffusion distance maintaining layer TLG of the present embodiment has a sufficient thickness (distance in the third direction Z) necessary for the light emitted from the light emitting element LEM to diffuse in the third direction Z. Therefore, in the present embodiment, the occurrence of undesired light unevenness including the bright spot is suppressed.
  • the light diffusion distance maintaining layer TLG is located between the light emitting element LEM and the display panel PNL. As a result, the light emitted from the light emitting element LEM is diffused toward the display panel PNL in the process of passing through the light diffusion distance maintaining layer TLG, and is mixed with the light from the adjacent light emitting element LEM.
  • the brightness of the light after passing through the light diffusion distance maintaining layer TLG is made uniform over the entire emission surface (the entire emission surface corresponding to the light emission region LA). Therefore, the deterioration of the lighting quality of the lighting device IL can be suppressed, and the lighting quality is improved.
  • the pitch of the segment region SA in the first direction X and the second direction Y is the pitch P and the thickness of the light diffusion distance maintaining layer TLG (the length in the third direction) is the thickness T. It is desirable that the thickness T is 1 ⁇ 2 or more of the pitch P. That is, T ⁇ (1/2) ⁇ P holds.
  • the wavelength conversion layer RCL as a wavelength conversion element is located above the light diffusion distance maintenance layer TLG.
  • the wavelength conversion layer RCL contains, for example, quantum dots as a light emitting material, absorbs incident light such as light emitted by the light emitting element LEM, and can emit light having a wavelength longer than the wavelength of the absorbed light. ..
  • the light emitting element LEM is a blue LED having a main emission peak wavelength of 500 nm or less
  • the wavelength conversion layer RCL is a phosphor that absorbs the light emitted from the light emitting element LEM and emits light having a wavelength of 500 nm or more.
  • the wavelength conversion layer RCL is arranged on the light diffusion distance maintenance layer TLG, not between the light emitting element ELM and the light diffusion distance maintenance layer TLG.
  • the wavelength conversion layer RCL is preferably arranged after the light diffusion distance maintaining layer TLG on the optical path of the light emitted by the light emitting element LEM.
  • the wavelength conversion layer RCL is arranged between the light emitting element ELM and the light diffusion distance maintaining layer TLG.
  • the light emitted from the light emitting element LEM is diffused by passing through the wavelength conversion layer RCL in the vicinity of the light emitting element LEM, and then is incident on the light diffusion distance maintaining layer TLG and is naturally diffused. Therefore, it is difficult for the emitted light from the light emitting element LEM to sufficiently reach the portion of the wavelength conversion layer RCL that is relatively far from the light emitting element LEM in a plan view, and the light diffusivity in the portion cannot be fully utilized. As a result, the diffusivity may be inferior.
  • the light from the light emitting element ELM when the light from the light emitting element ELM first enters the light diffusion distance maintaining layer TLG, the light from the light emitting element ELM naturally diffuses radially in the process of passing through the light diffusion distance maintaining layer TLG, and then the wavelength conversion layer RCL. Further spread by.
  • the emitted light from the light emitting element LEM sufficiently enters the wavelength conversion layer RCL even at a position away from the light emitting element LEM in a plan view, and is further diffused by the wavelength conversion layer RCL there.
  • the diffusibility is improved in such a configuration. Therefore, it is preferable that the light diffusion distance maintaining layer TLG is closer to the light emitting element ELM than the wavelength conversion layer RCL.
  • the prism sheet PSM is located above the wavelength conversion layer RCL.
  • the prism sheet PSM is composed of two refractive prism sheets PSM1 and PSM2 arranged orthogonally.
  • the prism sheet PSM may be composed of a total reflection type prism sheet instead of the refraction type prism sheet PSM1.
  • the total reflection type prism sheet has a simple structure and is excellent in light utilization efficiency and vertical condensing property.
  • the light emitted from the prism sheet PSM is emitted toward the display panel PNL as illumination light to illuminate the display panel PNL.
  • FIG. 3 shows a wiring board CBS and a plurality of light emitting elements LEM in the lighting device IL.
  • the light emitting region LA is divided into a plurality of segment regions SA.
  • the plurality of segment regions SA are arranged in a matrix in the first direction X and the second direction Y.
  • 30 pieces of the plurality of segment regions SA are arranged in the first direction X, and 32 pieces are arranged in the second direction Y.
  • the plurality of segment regions SA do not have to be arranged in a matrix, and may be located adjacent to each other.
  • the segment region SA is a square having a side of 1 mm.
  • the size and shape of the segment region SA are not limited to the above example.
  • the plurality of light emitting elements LEM are arranged in a matrix in the first direction X and the second direction Y.
  • the plurality of light emitting elements LEM do not have to be arranged in a matrix, and may be arranged in a predetermined pattern.
  • the pitch P between the segment regions SA corresponds to the distance between the centers of the adjacent segment regions. Since the segment region SA is square, the pitch in the first direction X and the pitch in the second direction Y are the same. In the present embodiment, the pitch P of the segment region SA is 1 mm.
  • N (n> 1) light emitting elements LEM are provided in each of the plurality of segment regions SA.
  • four light emitting elements LEM are provided in each segment region SA.
  • two, three, or five or more light emitting elements LEM may be provided in each segment region SA.
  • the four light emitting elements LEM provided in each segment region SA are connected in series.
  • the light emitting elements LEMs provided in the different segment regions SA belong to different wiring systems, and are simultaneously or separately driven on / off by the drive unit DVM.
  • the drive unit DVM can turn a part of the plurality of light emitting elements LEM on and the rest off by a method called local dimming. This makes it possible to further increase the contrast ratio of the image displayed on the display panel PNL.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the lighting device IL along the line AA of FIG.
  • FIG. 4 shows the wiring board CBS, the plurality of light emitting elements LEM, and the protective layer OC in the lighting device IL.
  • the light emitting element LEM is mounted on the wiring board CBS by a method called flip-chip bonding.
  • flip-chip bonding a bare chip cut out from a substrate and not packaged is connected to a wiring board CBS with a conductive material CM such as solder, gold, or an anisotropic conductive film.
  • the SUB is a light-transmitting substrate as a base material
  • the light emitting element LEM has a pad PAD1 and a pad PAD2 on a surface (bottom surface BTM) of the substrate SUB facing the wiring board CBS.
  • the light emitting element LEM has two pads PAD1 and PAD2, one of which is connected to the anode of the light emitting diode from the bottom BTM side and the other of which is connected to the cathode from the bottom BTM side.
  • connection electrode CNE is formed on the wiring board CBS with copper foil or the like.
  • the connection electrode CNE forms part of the main surface MSF.
  • the substrate SUB has a surface (top surface) USF on the opposite side of the bottom surface BTM, and in flip-chip bonding, the surface USF of the light emitting element LEM is heated and pressed. By heating and pressing from the surface USF, the pads PAD1 and PAD2 are connected to the connection electrode CNE via a conductive material CM such as solder, gold, or an anisotropic conductive film.
  • a conductive material CM such as solder, gold, or an anisotropic conductive film.
  • the wavelength conversion layer RCL is provided separately from the light emitting element LEM.
  • connection portion is not formed on the surface USF of the substrate SUB, and the wiring can be shortened.
  • the surface is connected to the wiring board with a wire, so the length is longer than the thickness of the substrate SUB, whereas in flip chip bonding, the wiring length is the distance from the bottom BTM of the substrate SUB to the wiring board CBS. It becomes.
  • the wiring board CBS is provided with a light reflecting layer RFL in addition to the connection electrode CNE.
  • the light-reflecting layer RFL together with the connecting electrode CNE, forms part of the main surface MSF.
  • the light reflecting layer RFL is a white insulating layer. Therefore, the light reflectance of the wiring board CBS can be increased as compared with the case where the color of the layer constituting the main surface MSF of the wiring board CBS is a color other than white such as green and black, and the light emitting element LEM. It is possible to increase the utilization efficiency of the light emitted from.
  • the protective layer OC covers the main surface MSF and a plurality of light emitting elements LEM.
  • the protective layer OC is in contact with the surface USF and the side surface SSF of the light emitting element ELM (board SUB).
  • the protective layer OC covers the connection portion between the connection electrode CNE and the pad PAD1 (or pad PAD2).
  • the protective layer OC is located at least in the light emitting region (LA).
  • the wiring board CBS, the plurality of light emitting elements LEM, and the protective layer OC together with the drive unit DVM constitute a light source EMD.
  • the height h of the light emitting element ELM is 80 ⁇ m, and the thickness t of the protective layer OC is 0.3 mm.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a light emitting element LEM along the line BB of FIG.
  • the light emitting element LEM is a flip chip type light emitting diode element.
  • the light emitting element LEM includes a transparent substrate SUB having an insulating property.
  • the substrate SUB is, for example, a sapphire substrate.
  • a crystal layer (semiconductor layer) in which an n-type semiconductor layer SEMN, an active layer (light emitting layer) SEMA, and a p-type semiconductor layer SEMP are sequentially laminated is formed on the bottom surface BTM of the substrate SUB.
  • the region containing P-type impurities is the p-type semiconductor layer SEMP
  • the region containing N-type impurities is the n-type semiconductor layer SEMN.
  • the material of the crystal layer (semiconductor layer) is not particularly limited, but the crystal layer (semiconductor layer) may contain gallium nitride (GaN) or gallium arsenide (GaAs).
  • the light reflecting film RFM is formed of a conductive material and is electrically connected to the p-type semiconductor layer SEMI.
  • the p-electrode ELP is electrically connected to the light reflecting film RFM.
  • the n-electrode ELN is electrically connected to the n-type semiconductor layer SEMN.
  • the pad PAD1 covers the n-electrode ELN and is electrically connected to the n-electrode ELN.
  • the protective layer PRL covers the n-type semiconductor layer SEMN, the active layer SEMA, the p-type semiconductor layer SEMP, and the light-reflecting film RFM, and covers a part of the p-electrode ELP.
  • the pad PAD2 covers the p-electrode ELP and is electrically connected to the p-electrode ELP.
  • the lighting device IL and the display device DSP of the present embodiment are configured as described above.
  • the display device DSP includes a display panel PNL and a lighting device IL.
  • the lighting device IL includes a wiring board CBS, a plurality of light emitting elements LEM, a protective layer OC, and the like.
  • the plurality of light emitting elements LEM are independently driven in the segment region SA unit.
  • one segment region SA When performing local dimming, it is desired that one segment region SA emits light uniformly. The amount of light is constant at each position within the area of one segment area SA (the area surrounded by the dotted line in FIG. 3), and the boundary between two adjacent segment areas SA that are lit is not visible. is necessary. Further, when one segment region SA is lit and another adjacent segment region SA is extinguished, light leakage from the lit segment region SA in the extinguished segment region SA (halo effect). Is desired not to occur.
  • a number of light emitting elements LEM suitable for the area of the segment region SA are selected, and the light emitting elements LEM are arranged so as to emit light uniformly. It is known that the light spreads radially, but by arranging four light emitting elements LEM, it is possible to prevent the amount of light at the four corners of the square segment region SA from decreasing.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing another configuration example of the protective layer OC in the present embodiment.
  • the configuration example shown in FIG. 6 is different from the configuration example shown in FIG. 4 in that the protective layer OC has an uneven surface.
  • the protective layer OC shown in FIG. 6 has a corrugated upper surface OCU as an example of the uneven shape.
  • the upper surface OCU of the protective layer OC has an uneven shape in this way, the light diffusion distance maintaining layer TLG does not adhere to the protective layer OC.
  • the light diffusion distance maintenance layer TLG and the protective layer OC When the light diffusion distance maintenance layer TLG and the protective layer OC are laminated in close contact with each other, the light diffusion distance maintenance layer TLG or the protective layer OC is bent due to receiving an external force, and the light diffusion distance maintenance layer TLG or the protective layer OC is formed.
  • the distance between the light diffusion distance maintaining layer TLG and the protective layer OC may be locally reduced due to the bending or warping of the light diffusion distance.
  • a phenomenon called Newton ring may occur.
  • the concave-convex shape of the upper surface OCU of the protective layer OC has a wavy shape, but the shape is not limited to this.
  • the uneven shape may be, for example, a triangular shape. Also in this configuration example, the same effect as that of the above embodiment can be obtained.
  • FIG. 7 is a diagram showing the brightness profiles of the lighting device IL of this embodiment and the lighting device of the comparative example.
  • the brightness shown in FIG. 7 is the front brightness of the lighting device.
  • the brightness profile LPA of the lighting device IL of this embodiment is shown by a solid line
  • the brightness profile LPR of the lighting device of the comparative example is shown by a dotted line.
  • the brightness was measured for a lighting device having a segment region SA having a square side of 2 mm as described above.
  • the center of the segment region SA1 is set as the reference position (0 mm)
  • the distance from the reference position to the right side is shown by a positive value
  • the distance from the reference position to the left side is shown by a negative value.
  • the light emitting element LEM of one segment region SA1 located within the range of ⁇ 1.0 mm to 1.0 mm was turned on, and the light emitting element LEM of the remaining segment region SA was turned off. ..
  • a segment region SA2 located within the range of -3.0 mm to -1.0 mm a segment region SA3 located within the range of 1.0 mm to 3.0 mm, within the range of -5.0 mm to -3.0 mm.
  • the light emitting element LEM was turned off in the segment region SA4 located in and the segment region SA5 located within the range of 3.0 mm to 5.0 mm.
  • the optical characteristics of a lighting device having three diffusion sheets instead of the light diffusion distance maintenance layer TLG were measured.
  • the lighting device of the comparative example has the same configuration except that three diffusion sheets are provided instead of the light diffusion distance maintenance layer TLG.
  • the luminance level is maximized at the center of the segment region SA1.
  • the brightness of this example was substantially increased by 30% as compared with that of the comparative example. It is considered that this is because the light diffusion distance maintaining layer TLG is a transparent resin layer made of a material having one kind of refractive index, and the brightness is increased because unnecessary diffusion does not occur.
  • the light diffusion distance maintaining layer TLG is a transparent resin layer made of a material having one kind of refractive index, and the brightness is increased because unnecessary diffusion does not occur.
  • FIG. 8 is a diagram showing brightness profiles in the present embodiment and the comparative example.
  • the brightness of the example and the comparative example are standardized so that the brightness of the example at the reference position (0 mm) is 1.
  • the brightness profile LPA of the lighting device IL of this embodiment is shown by a solid line
  • the brightness profile LPR of the lighting device of the comparative example is shown by a dotted line.
  • the reference position is the position BS0
  • the boundary between the segment area SA1 and the segment area SA2 is the position BS12
  • the boundary between the segment area SA2 and the segment area SA4 is the position BS24
  • the boundary between the segment area SA1 and the segment area SA3 is the position BS13.
  • the boundary between the segment region SA3 and the segment region SA5 is defined as the position BS35.
  • the boundary between the segment area SA4 and the adjacent segment area SA6 (not shown) is defined as the position BS46, and the boundary between the segment area SA5 and the adjacent segment area SA7 (not shown) is defined as the position BS57.
  • FIG. 8 and Table 1 show the comparison results of the lighting device of this embodiment and the lighting device of the comparative example.
  • the luminance profile LPA of this example is steeper than the luminance profile LPR of the comparative example. As described above, in the illumination device IL of the present embodiment, it is possible to obtain light having a steeper luminance profile.
  • the brightness ratio is 28.6% between the reference position BS0 and the position BS12, that is, between the center of the segment region SA1 and the end on the segment region SA2 side. is decreasing. On the other hand, in the comparative example, the brightness ratio is reduced by only 22.7%.
  • the brightness ratio is reduced by 59.4% between the position BS12 and the position BS24, that is, between the end portion on the segment region SA1 side and the end portion on the segment region SA4 side in the segment region SA2. ..
  • the brightness ratio is reduced by only 57.7%.
  • the brightness ratio is reduced by 36.8% between the reference position BS0 and the position BS13, that is, between the center of the segment region SA1 and the end on the segment region SA3 side.
  • the brightness ratio is reduced by only 27.8%.
  • the brightness ratio is reduced by 52.6% between the position BS13 and the position BS35, that is, between the end portion on the segment region SA1 side and the end portion on the segment region SA5 side in the segment region SA3. ..
  • the brightness ratio is reduced by 53.9%.
  • the illuminating device IL of this embodiment is a illuminating device more suitable for performing local dimming.
  • a display device provided with such a lighting device can further increase the contrast.
  • p-type semiconductor layer SSF ... side surface , SUB ... substrate, t ... thickness, T ... thickness, TLG ... light diffusion distance maintenance layer, TLGB ... bottom surface, USF ... surface, X ... first direction, Y ... second direction, Z ... third direction.

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Abstract

本実施形態の目的は、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ことにある。　本実施形態の照明装置（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。

Description

照明装置及び表示装置
　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。
　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提供できる。
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恐れがある。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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　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に記載された照明装置と、を備えた表示装置。
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