JP5683440B2 - 照明装置および表示装置 - Google Patents

Description

本開示は照明装置に関する。また、本開示は照明装置と反射型の表示部とを備えた表示装置に関する。

光の反射率を制御することによって画像を表示する反射型の表示部を備えた表示装置が知られている。また、このような表示装置に用いられる反射型の表示部として、反射型の液晶表示パネルや電子ペーパーなどが知られている。

反射型の液晶表示パネルは、光を反射する反射膜などを備えており、液晶層によって光の反射率を制御して画像を表示する。また、電子ペーパーは、例えば白色と黒色の顔料を画像のパターンに応じて移動させるなどといった動作によって、表面の反射率を変えて画像を表示する。

反射型の表示部を備えた表示装置は外光を利用して画像を表示することができるので、低消費電力化、薄型化および軽量化を達成することができ、例えば携帯用電子機器の表示装置として利用されている。

反射型の表示部を備えた表示装置は、明所視ができる程度の環境照度下であれば支障なく画像を視認することができる。しかしながら、薄明視または暗所視ができる程度といった環境照度下では、画像の視認性が低下する。

そこで、照度の低い環境下における視認性の向上を図るために、反射型の表示部の前面に対向して配置され、表示部に光を照射する照明装置（所謂フロントライト方式の照明装置）を備えた構成の表示装置も提案されている。このような照明装置として、基板上に分散して配列された複数の発光部を備えた照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この照明装置は、透光性の基板と、基板の表示部側の面に配置された複数の発光部と、透光性の導電材料から構成され、発光部に接続された配線とを備えている（特許文献１の図１ないし図３を参照）。表示部の画像は、照明装置を構成する透光性の基板を介して観察される。従って、表示部の画像は、表示部の前面に発光部などが配置された状態で観察される。

特開２００８−７７８６５号公報

基板の表示部側の面に配置された複数の発光部を備えた照明装置にあっては、発光部からの光が画像観察者の目に直接向かうことを防ぐ必要がある。例えば、基板と発光部との間に遮光部を設けることで発光部からの光が画像観察者に直接向かうといったことを防ぐことができる。しかしながら、この場合は画像観察者が遮光部が配された基板を介して画像を観察することになるので、例えば遮光部の配列ピッチが粗い等といった場合に画像観察者が遮光部によるドット感を感ずることが考えられる。一方、例えば発光部の個数が増えるほど発光部の一部に欠陥を生ずるといった確率も増えるので、照明装置の信頼性などといった観点からは、発光部の配列ピッチはある程度粗く設定するといったことが好ましい。

従って、本開示の目的は、画像観察者が遮光部によるドット感を感じないかあるいは気にならないようにすることができ、また、発光部の配列ピッチもある程度粗く設定することができるフロントライト方式の照明装置、及び、係る照明装置を備えた表示装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本開示の表示装置は、
反射型の表示部、および、
表示部の上に配置される照明装置、を備えており、
照明装置は、
透光性の基板と、
基板の面上に一定のピッチで複数個が配列されており、且つ、それぞれが複数の画素に跨って形成される遮光部と、
遮光部の個数よりも少ない個数の発光部と、を含んでおり、
発光部は、遮光部の配列ピッチとは異なるピッチで複数個が配列されており、且つ、それぞれが１つの遮光部と重なるように配列されている、表示装置である。

上記の目的を達成するための本開示の照明装置は、
反射型の表示部の上に配置される照明装置であって、
透光性の基板と、
基板の面上に一定のピッチで複数個が配列されており、且つ、それぞれが複数の画素に跨って形成される遮光部と、
遮光部の個数よりも少ない個数の発光部と、を含んでおり、
発光部は、遮光部の配列ピッチとは異なるピッチで複数個が配列されており、且つ、それぞれが１つの遮光部と重なるように配列されている、照明装置である。

本開示の表示装置に用いられる照明装置、あるいは又、本開示の照明装置にあっては、場所に関わらず遮光部は一定のピッチで配列されているので、画像観察者が遮光部によるドット感を感じないかあるいは気にならないようにすることができる。また、発光部の配列ピッチもある程度粗く設定することができる。

図１は、第１の実施形態に係る照明装置を備えた表示装置を分解したときの模式的な分解斜視図である。 図２は、照明装置における遮光部の配置と表示部における画素の配置との関係を説明するための、照明装置および表示部の一部の模式的な平面図である。 図３は、照明装置における発光部の配置と表示部における画素の配置との関係を説明するための、照明装置および表示部の一部の模式的な平面図である。 図４は、照明装置の背面の模式的な平面図である。 図５の（Ａ）は、図４のＡ−Ａ断面図である。図５の（Ｂ）は、図４のＢ−Ｂ断面図である。図５の（Ｃ）は、図４のＣ−Ｃ断面図である。 図６は、図４のＤ−Ｄ断面における発光部の照度分布と、表示領域の関係を説明するための模式図である。 図７の（Ａ）乃至（Ｃ）は、発光部の構成を説明するための基板などの模式的な一部断面図である。 図８は、第１の実施形態の第１変形例に係る照明装置における発光部の配置と表示部における画素の配置との関係を説明するための、照明装置および表示部の一部の模式的な平面図である。 図９は、第１変形例に係る照明装置の背面の模式的な平面図である。 図１０は、第１の実施形態の第２変形例に係る照明装置における発光部の配置と表示部における画素の配置との関係を説明するための、照明装置および表示部の一部の模式的な平面図である。 図１１は、第２変形例に係る照明装置の背面の模式的な平面図である。 図１２は、第１の実施形態の第３変形例に係る照明装置における遮光部の配置と表示部における画素の配置との関係を説明するための、照明装置および表示部の一部の模式的な平面図である。 図１３は、第１の実施形態の第４変形例に係る照明装置における遮光部の配置と表示部における画素の配置との関係を説明するための、照明装置および表示部の一部の模式的な平面図である。 図１４は、第１の実施形態の第５変形例に係る照明装置を説明するための、遮光部と発光部の配列を示した模式的な平面図である。 図１５は、第２の実施形態に係る照明装置を備えた表示装置を分解したときの模式的な分解斜視図である。 図１６は、照明装置の背面の模式的な平面図である。 図１７の（Ａ）は、図１６のＡ−Ａ断面図である。図１７の（Ｂ）は、図１６のＢ−Ｂ断面図である。図１７の（Ｃ）は、図１６のＣ−Ｃ断面図である。 図１８は、基板および導光板においてＹ−Ｚ平面に平行な面内を伝播する光の軌跡を説明するための模式的な断面図である。 図１９は、第２の実施形態の第１変形例に係る表示装置を分解したときの模式的な分解斜視図である。

以下、図面を参照して、実施形態に基づき本開示を説明する。本開示は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値や材料は例示である。以下の説明において、同一要素または同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示に係る照明装置および表示装置、全般に関する説明
２．第１の実施形態（第１変形例ないし第４変形例を含む）
３．第２の実施形態（第１変形例を含む）

［本開示に係る照明装置および表示装置、全般に関する説明］
本開示に係る照明装置、あるいは、本開示に係る表示装置に用いられる照明装置（以下、これらを単に、本開示の照明装置と呼ぶ場合がある）において、表示部の反射特性の角度依存性が顕著でない場合には、発光部は一定のピッチで配列されている構成とすることが好ましい。一方、表示部の表示特性が顕著な角度依存性を示すなどといった場合には、画像の輝度の不均一を補償するように、発光部は所定の方向に沿ってピッチが変化するように配列されている構成とすることが好ましい。この場合には、発光部が配列された領域の部分毎にピッチが変化するといった構成であってもよいし、あるいは又、連続的にピッチが変化するといった構成であってもよい。

上述した各種の好ましい構成を含む本開示の照明装置にあっては、遮光部によって発光部からの光が画像観察者に直接向かうといったことを防ぐことができる。各遮光部の平面形状は、基本的には、遮光部の平面形状は、発光部の平面形状と略同様の形状とすることが好ましく、円形、楕円形、矩形、多角形、丸みを帯びた矩形、丸みを帯びた多角形などから、設計に応じて好ましい形状を選択すればよい。遮光部は一定のピッチで配列されているので、各遮光部の面積をある程度の小さい値とすれば、画像観察者が遮光部によるドット感を感じないかあるいは気にならないようにすることができる。実験によれば、視距離が比較的短い携帯電子機器用途を想定した場合においても、遮光部が配列される領域に対して遮光部が占める面積の割合が５パーセント以下であればドット感は少なく、１．５パーセント以下であると気にならないかあるいは見えない。従って、上述の割合は５パーセント以下、より望ましくは、１．５パーセント以下とすることが好ましい。

遮光部の配列のピッチは、照明装置の設計に応じて適宜設定することができる。一般的には、符号Ｗ₁，Ｗ₂をＷ₁≦Ｗ₂を満たす自然数としたとき、遮光部の配列ピッチ×Ｗ₁＝表示部の画素ピッチ×Ｗ₂といった関係とすることが好ましい。尚、遮光部の配列のピッチは、例えば行方向と列方向とで値が相違するといった構成であってもよい。

基本的には、遮光部は光の反射率の低い材料から形成されていることが好ましい。遮光部を構成する材料として、カーボン、金属酸化物（例えば、酸化クロム）、金属窒化物（例えば、窒化クロム）、黒色顔料や銀等の導電性粒子を含有するガラスペースト等を挙げることができる。遮光部は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法とエッチング法との組合せ、スピンコーティング法とリフトオフ法との組合せ、スクリーン印刷法やリソグラフィ技術など、使用する材料に依存して適宜選択された方法にて形成することができる。

尚、後述するように発光部が電流駆動型の発光素子から成る場合には、発光部からの光の利用効率を高めるために、遮光部における発光部側の面に反射層が設けられている構成とすることが好ましい。反射層を構成する材料として、例えば、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）等、あるいは、これらの合金といった金属材料を挙げることができる。反射層は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法とエッチング法との組合せなど、使用する材料に依存して適宜選択された方法にて形成することができる。

発光部が配列された領域にあっては、通常、その中央部において照度は高く、周辺部に行くほどその照度は低くなる。従って、観察される画像の輝度の均一性の低下を軽減するといった観点からは、発光部が配列された領域は表示部の表示領域全体を含みかつそれよりも広い領域とすることが好ましい。

上述した各種の好ましい構成を含む本開示の照明装置において、発光部は電流駆動型の発光素子から成る構成とすることができる。基本的には、各発光部の占有面積はできるだけ小さいことが望ましい。従って、各発光部は、基本的には点光源であることが好ましい。電流駆動型の発光素子として、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）といった周知の発光素子を用いることができる。実装が容易かつ占有面積が小さいといった観点からは、発光ダイオードを発光部として用いる構成が好ましい。

発光素子は白色を発光する構成とすることができる。白色を発光する発光素子として、青色またはそれよりも波長の短い光を発光する発光ダイオードと蛍光体を組み合わせた方式（いわゆる蛍光体方式）の発光ダイオードや、赤色・緑色・青色の３チップを用いて1つの発光源とする発光ダイオードを例示することができる。

あるいは又、複数の発光素子の光を加法混色することによって白色を発光する構成とすることができる。例えば、発光素子として、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの３種を用い、これら３種の発光ダイオードが交互に並んで分散して配置されるといった構成とすることができる。この構成によれば、より形状の小さい発光ダイオードを用いることができるので、発光部や遮光部によって表示部の画像の一部が遮光される程度をより小さくすることができる。

発光ダイオードの構成は特に限定するものではない。例えば、いわゆる表面実装型の発光ダイオードを用いることができる。表面実装型の発光ダイオードは、例えば、下面に一対の端子が形成された矩形状の基材上に、半導体プロセスによって形成された微小の発光チップを配置し、一対の端子のそれぞれが、発光チップのアノードとカソードとに接続されて成るといった構成である。基材の下面の一対の端子と、例えば後述する第１配線と第２配線とを周知の方法によって接続することによって、発光ダイオードを実装することができる。

発光部として電流駆動型の発光素子を用いる場合、基板には、各発光部に接続される第１配線および第２配線が更に設けられている構成とすることができる。この場合において、第１配線は、並列に延在する複数本の配線から成り、第２配線は、第１配線に対して並列に延在する複数本の配線から成る構成とすることができる。一般的に、画像観察者は第１配線や第２配線が表示部の上にある状態で画像を観察するので、第１配線および第２配線は透光性の導電材料から成る構成とすることが好ましい。一方、配線に電流が流れる際の電圧降下を小さいものとするといった必要がある場合には、第１配線は透光性の導電材料から成り、第２配線は金属材料から成る構成とすることもできるし、あるいは又、第１配線および第２配線は、金属材料から成る構成とすることができる。尚、金属材料から成る配線は表示部の画像を遮るので、金属材料を用いた配線は充分に幅が細い配線とすることが好ましい。

配線を構成する透光性の導電材料として、インジウムとスズの酸化物（ＩＴＯ）やインジウムと亜鉛の酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材料を用いることができる。あるいは又、配線を構成する金属材料として、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等といった金属や、周知の合金を用いることができる。第１配線や第２配線は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法に例示される物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）などの周知の成膜方法と、エッチング法やリフトオフ法などの周知のパターニング法との組み合わせによって形成することができる。

あるいは又、上述した各種の好ましい構成を含む本開示の照明装置にあっては、
発光部が配列された基板の面と対向するように配置された導光板、及び、
導光板の端面に配置された光源、
を更に備えており、
発光部は、光源からの光により励起して光源の光とは異なる波長の光を発光する蛍光体から成る構成とすることもできる。この場合において、光源からの光と発光部からの光を加法混色することにより白色光を表示部に照射する構成とすることができる。

光源として、電球、蛍光ランプあるいは発光ダイオードなどといった周知の発光素子を用いることができる。照明装置の小型化や省電力化といった観点からは、特に、発光ダイオードを光源として用いることが好ましい。ここで、光源からの光が導光板などを伝播して漏れ光として画像観察者に向かうと、表示される画像のコントラストが低下するといった現象が生ずる。このため、青色光は暗いが色感覚は強いといった特性に注目し、光源は青色を発光するといった構成とすることが好ましい。この場合には、蛍光体は、例えば黄色の光を発光する構成とすることができる。あるいは又、赤色の光を発光する蛍光体と、緑色の光を発光する蛍光体とを配置するといった構成とすることもできる。

光源からの光の利用効率を高めるといった観点からは、基板の発光部側の面と導光板の間に透光性の接着層が設けられているといった構成とすることが好ましい。基本的には、基板、導光板および接着層の屈折率が略同一となるように材料を選択することが好ましい。接着層は、周知の材料を適宜選択して構成することができる。

照明装置を構成する透光性の基板や導光板は、ガラスや、プラスチック材料（例えば、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、非晶性のポリプロピレン系樹脂、ＡＳ樹脂を含むスチレン系樹脂）等から構成することができる。

反射型の表示部の構成は特に限定するものではなく、反射型の液晶表示パネルや電子ペーパー（例えば電気泳動式）などといった周知のデバイスを用いることができる。後述する実施形態にあっては、表示部として反射型の液晶表示パネルを用いる。表示部はモノクロ表示であってもよいしカラー表示であってもよい。

反射型の液晶表示パネルは、例えば、透明共通電極を備えたフロントパネル、画素電極を備えたリアパネル、及び、フロントパネルとリアパネルとの間に配置された液晶材料などから成る。画素電極が光を反射する構成であってもよいし、透明画素電極と反射膜の組み合わせによって、反射膜が光を反射するといった構成であってもよい。液晶表示パネルの構成は特に限定するものではない。所謂ＴＮモードで駆動される構成であってもよいし、ＶＡモードあるいはＩＰＳモードで駆動される構成であってもよい。

尚、反射型と透過型の両方の特性を併せ持った半透過型の表示部として、例えば、画素内に反射型の表示領域と透過型の表示領域の両方を有する液晶表示パネルが周知である。このような半透過型の表示部を用いてもよい。即ち、「反射型の表示部」には「半透過型の表示部」も含まれる。

表示部の形状は特に限定するものではない。例えば、横長の矩形状であってもよいし、縦長の矩形状であってもよい。表示部の画素（ピクセル）の数Ｍ×Ｎを（Ｍ，Ｎ）で表記したとき、例えば横長の矩形状の場合には（Ｍ，Ｎ）の値として、（６４０，４８０）、（８００，６００）、（１０２４，７６８）等の画像表示用解像度の幾つかを例示することができ、縦長の矩形状の場合には相互に値を入れ替えた解像度を例示することができる。

発光部を駆動する発光部駆動回路や光源を駆動する光源駆動回路は、種々の回路から構成することができる。これらは周知の回路素子などを用いて構成することができる。

本明細書に示す各種の条件は、厳密に成立する場合の他、実質的に成立する場合にも満たされる。設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。

［第１の実施形態］
第１の実施形態は、本開示に係る表示装置および照明装置に関する。

図１は、第１の実施形態に係る照明装置を備えた表示装置を分解したときの模式的な分解斜視図である。

図１に示すように、表示装置１は、反射型の表示部１０、及び、表示部１０の上に配置される照明装置２０を備えている。

表示部１０は、例えば、反射型の液晶表示パネルから成る。以下の説明において表示部１０はカラー表示であるとするが、これに限るものではない。表示部１０は、外部からの映像信号に応じて動作する図示せぬ表示部駆動回路によって駆動される。説明の都合上、画素１２が配列されて成る表示部１０の表示領域１１はＸ−Ｚ平面と平行であり、画像を観察する側が＋Ｙ方向であるとする。また、照明装置２０は表示部１０の＋Ｙ方向側に、Ｘ−Ｚ平面と平行に配置されているとする。

照明装置２０は、透光性の基板２１、基板２１の面上に一定のピッチで配列された複数の遮光部２５、及び、遮光部２５の個数よりも少ない個数の発光部２６を含んでいる。尚、図示の都合上、基板２１の一部を切り欠いて示した。

例えばガラス材料から成る基板２１は略矩形状であり、基板２１における表示部１０側の面（以下、単に、一方の面と呼ぶ場合がある）の辺を、符号２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄで表す。辺２２Ａは、電流駆動型の発光部２６を駆動するための発光部駆動回路１０１の接続部側の辺であり、辺２２Ｃは辺２２Ａに対向する辺である。例えば、辺２２Ａ，２２Ｃは約１２［ｃｍ］、辺２２Ｂ，２２Ｄは約１６［ｃｍ］といった値である。表示部１０の形状も概ね基板２１の形状と同様である。

図１に示すように、遮光部２５は、行方向（図においてＸ方向）にＰ個、列方向（図においてＹ方向）にＱ個、合計Ｐ×Ｑ個の、２次元マトリクス状に配列されている。第ｑ行（但し、ｑ＝１，２・・・，Ｑ）、第ｐ列目（但し、ｐ＝１，２・・・，Ｐ）の遮光部２５を第（ｐ，ｑ）番目の遮光部２５あるいは遮光部２５_(p,q)と表す場合がある。尚、図１では、７×９個の遮光部２５が配列されているとしたが、これは例示に過ぎない。

後ほど図５等を参照して詳しく説明するが、遮光部２５の発光部２６側の面には、反射層が設けられている。遮光部２５は、例えば、基板２１上に酸化クロム膜とクロム膜とを順次積層した後、周知の方法に基づいてパターニングすることよって形成されている。尚、クロム膜の表面には、後述する第１配線２３および第２配線２４との絶縁を確保するために、図示せぬ絶縁性の酸化物層が形成されている。

発光部２６は、遮光部２５の上に形成されている。後述する図２および図３などを参照して後ほど詳しく説明するが、複数の発光部２６は、遮光部２５の配列ピッチとは異なるピッチで配列されており、且つ、それぞれが１つの遮光部２５と重なるように配列されている。

照明装置２０の発光部２６は、電流駆動型の発光素子から構成されている。より具体的には、発光部２６は、表面実装型の発光ダイオード（ＬＥＤ）から成る。この発光ダイオードは、例えば、青色を発光する発光ダイオードに蛍光体を組み合わせた構成であり、白色を発光する。発光部２６は、例えば、一辺が３×１０^-2［ｍｍ］といった矩形状である。

遮光部２５は、発光部２６からの光を画像観察者が直視するといったことを防ぐためのものであって、発光部２６が占める部分を包含するような形状に設けられている。遮光部２５の面積は小さいほど好ましいので、基本的には、遮光部２５の平面形状は、発光部２６の平面形状と略同様の形状とされる。例えば、遮光部２５は、一辺が３．７×１０^-2［ｍｍ］といった矩形状である。

基板２１には各発光部２６に接続される第１配線２３および第２配線２４が更に設けられている。第１配線２３および第２配線２４は、例えばＩＴＯといった透光性の導電材料から成る。第１配線２３は、行方向に並列する複数本の配線から成り、給電線２３Ａの辺２２Ｄに沿う部分からから延びるように形成されている。第２配線２４は、第１配線２３に対して並列に延在する複数本の配線から成り、給電線２４Ａの辺２２Ｂに沿う部分から延びるように形成されている。第１配線２３、給電線２３Ａ、第２配線２４および給電線２４Ａは、例えば導電材料層を周知の方法に基づいてパターニングすることよって形成されている。尚、図１に示す例では、遮光部２５の各行に対応して第１配線２３、第２配線２４が設けられているが、発光部２６が設けられていない行（例えば後述する図４に示す第（ｑ＋１）行など）における第１配線２３、第２配線２４を省略してもよい。

尚、場合によっては、第１配線２３は透光性の導電材料から成り、第２配線２４は金属材料から成る構成とすることができる。あるいは又、第１配線２３および第２配線２４は金属材料から成る構成とすることもできる。

配線を金属材料から構成すると、その部分の画像は遮光される。しかしながら、例えば、銅（Ｃｕ）の導電率はＩＴＯの５０〜１００倍程度であるので、配線の幅を狭く設定することができる。そして、隣接する画素１２と画素１２との間に金属材料から成る配線が位置するように設定することによって、配線が目障りになることを防ぐことができる。第２配線２４を金属材料から構成する場合、例えば銅（Ｃｕ）から成る金属層を周知の方法により形成する。次いで、この金属層を周知の方法によりパターニングすることで、第２配線２４および給電線２４Ａを形成すればよい。第１配線２３を金属材料から構成する場合においても基本的には同様である。

図示の都合上、図１にあっては、遮光部２５、発光部２６、第１配線２３および第２配線２４、並びに、画素１２はサイズを拡大して模式的に示した。また、表示部１０における画素１２は、図２などに示すように赤色発光副画素１２_R、緑色発光副画素１２_Gおよび青色発光副画素１２_Bから成る組で構成されているが、図１においては副画素の図示を省略した。第２の実施形態において参照する図１５や１９においても同様である。

次いで、照明装置２０における遮光部２５および発光部２６の配置の関係、及び、これらと表示部１０における画素１２との関係について説明する。

図２は、照明装置における遮光部の配置と表示部における画素の配置との関係を説明するための、照明装置および表示部の一部の模式的な平面図である。図３は、照明装置における発光部の配置と表示部における画素の配置との関係を説明するための、照明装置および表示部の一部の模式的な平面図である。図４は、照明装置の背面の模式的な平面図である。尚、図示の都合上、図２と図３にあっては、第１配線２３および第２配線２４の表示を省略した。

図２に示すように、副画素１２_R，１２_G，１２_Bの組から成る画素１２において、行方向の配列ピッチと列方向の配列ピッチとを、それぞれ、符号ＰＸと符号ＰＺとで表す。画素ピッチＰＸ，ＰＺは、例えば０．１５［ｍｍ］といった値である。

また、遮光部２５の行方向の配列ピッチと列方向の配列ピッチとを、それぞれ、符号ＢＸと符号ＢＺとで表す。図２に示す例では、遮光部２５の配列ピッチＢＸ，ＢＺは、画素ピッチＰＸ，ＰＺと同じ値に設定されている。

次いで、発光部２６の配列について説明する。図３に示すように、発光部２６の行方向の配列ピッチと列方向の配列ピッチとを、それぞれ、符号ＬＸと符号ＬＺとで表す。発光部２６は遮光部２５のピッチとは異なるピッチで配列されている。図３に示す例では、遮光部２５の配列ピッチＬＸ，ＬＺは、それぞれ、遮光部２５の配列ピッチＢＸ，ＢＺの２倍に設定されている。従って、発光部２６の数＝遮光部２５の数／４といった関係である。

図４に示すように、複数の発光部２６のそれぞれは１つの遮光部２５と重なるように配列されている。発光部２６は、行方向にＪ個（但し、Ｊ＝Ｐ／２）、列方向にＫ個（但し、Ｋ＝Ｑ／２）、合計Ｊ×Ｋ個の、２次元マトリクス状に配列されている。第ｊ行（但し、ｊ＝１，２・・・，Ｊ）、第ｋ列目（但し、ｋ＝１，２・・・，Ｋ）の発光部２６を第（ｊ，ｋ）番目の発光部２６あるいは発光部２６_(j,k)と表す場合がある。尚、図４にあっては、図示の都合上、遮光部２５_(p,q)には発光部２６_(j,k)が対応するとして示した。

図５の（Ａ）は、図４のＡ−Ａ断面図である。図５の（Ｂ）は、図４のＢ−Ｂ断面図である。図５の（Ｃ）は、図４のＣ−Ｃ断面図である。

光の利用効率を高めるために、遮光部２５における発光部２６側の面には反射層が設けられている。具体的には、図５の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、遮光部２５は、基板２１側に設けられた酸化クロム膜から成る遮光層２５Ａと、その上に設けられたクロム膜から成る反射層２５Ｂが積層されて形成されている。

図４に示すように、第ｋ行目の発光部２６（具体的には、発光部２６_(1,k)乃至２６_(J,k)）には、第ｑ番目の第１配線２３_qおよび第２配線２４_qが接続される。第１配線２３、第２配線２４および発光部２６における抵抗成分を考慮すると、対を成す第１配線２３_qと第２配線２４_q、および、それらの間に接続される発光部２６_(1,k)乃至２６_(J,k)は、抵抗ラダー回路を構成する。

図１に示す照明装置２０と表示装置１の製造方法を説明する。

先ず、基板２１上の全面に、例えばクロム酸化物から成る遮光層２５Ａと金属クロムから成る反射層２５Ｂを周知の方法により順次積層する。その後、反射層２５Ｂの上に図示せぬ絶縁性の酸化物層を形成する。次いで、これらの層を周知の方法によりパターニングすることで、基板２１上に遮光部２５を形成する。

その後、遮光部２５を含む全面に、ＩＴＯから成る透明導電層を周知の方法により形成する。次いで、この透明導電層を周知の方法によりパターニングすることで、基板２１上に、第１配線２３および給電線２３Ａ、並びに、第２配線２４および給電線２４Ａを形成する。

その後、遮光部２５上に、表面実装型の発光ダイオードから成る発光部２６を取り付ける。具体的には、アノード端子２６Ａが第１配線２３と対向し、カソード端子２６Ｋが第２配線２４と対向するように、遮光部２５上に発光部２６を配置する。その後、例えば電解めっき処理やリフロー・ハンダ付け処理等を適宜選択して行うことによって、遮光部２５上に発光部２６を取り付けることができる。

以上の工程によって図１に示す照明装置２０を得ることができる。そして、この照明装置２０に表示部１０や必要な回路を組み合わせることによって、図１に示す表示装置１を得ることができる。

図２ないし図４に示す構成にあっては、４つの画素１２が配列される領域に対して１つの遮光部２５が配置される関係にある。従って、遮光部２５が配列される領域に対して遮光部２５が占める面積の割合を符号ＡＲで表せば、
ＡＲ＝１つの遮光部２５の面積／（４×ＰＸ×ＰＺ）×１００ ［パーセント］
である。

遮光部２５の一辺は３．７×１０^-2［ｍｍ］、ＰＸ，ＰＺは０．１５［ｍｍ］であるから、ＡＲ＝１．５［パーセント］となる。上述したように、この値が５パーセント以下であればドット感は少なく、１．５パーセント以下であると気にならないかあるいは見えない。

図１や図４に示す給電線２３Ａ，２３Ｂには、発光部駆動回路１０１から所定の電圧が印加される。給電線２３Ａには例えば５［ボルト］が印加され、給電線２４Ａには例えば０［ボルト］が印加される。給電線の抵抗成分が充分小さいとすれば、第１配線２３において給電線２３Ａとの接続部分の電圧は５［ボルト］、第２配線２４において給電線２４Ａとの接続部分の電圧は０［ボルト］である。

図５の（Ａ）に示すように、第１配線２３は発光部２６のアノード端子２６Ａに接続され、第２配線２４は発光部２６のカソード端子２６Ｋに接続されている。従って、給電線２３Ａ，２３Ｂに所定の電圧を印加することによって、発光部２６は発光し、表示領域１１に光を照射する。

対を成す第１配線２３と第２配線２４との間に接続された発光部２６から成る群にあっては、例えばいずれか１つの発光部２６が故障して短絡状態となると、その群全体の発光に（場合によっては更に他の群の発光に）支障が生ずる。発光部２６の個数が増えるほど発光部２６に欠陥を生ずるといった確率も増えるので、上述した支障が生ずる確率が高くなる。第１の実施形態の照明装置にあっては、発光部２６の配列ピッチをある程度粗く設定することができるので、照明装置全体の信頼性を相対的に高めることができる。

次いで、発光部２６が配列された領域と表示領域１１との関係について説明する。

図６は、図４のＤ−Ｄ断面における発光部の照度分布と、表示領域の関係を説明するための模式図である。

一般に、発光部２６が配置された領域の中心に近づくほど、発光部２６からの光が重畳されるため照度は高くなる。逆にいえば、発光部２６が配置された領域の端部に近づくほど、照度は低くなる。一般的には、図５の下段のグラフに示すように、領域の中央から端部からに近づく程、照明装置２０の照度は低下する。

表示部１０を照射する光の均一性が低下すると、表示される画像の輝度の不均一を招く。このため、図６に示すように、発光部２６が配列された領域は表示部１０の表示領域１１の全体を含みかつそれよりも広い領域となるように設定されている。これによって、照明装置２０の照度分布の不均一性の影響を軽減することができる。

以上、第１の実施形態について説明した。上述した説明では、発光部２６は青色を発光する発光ダイオードに蛍光体を組み合わせた発光素子から成るとして説明したが、発光部２６の構成はこれに限るものではない。発光部２６の他の構成例について、図７を参照して説明する。

図７の（Ａ）乃至（Ｃ）は、発光部の構成を説明するための基板などの模式的な一部断面図である。図７に示す各図面は、図４のＤ−Ｄ断面における発光部の配置を模式的に表す。

例えば、赤色・緑色・青色の３チップを用いて1つの発光源とする発光ダイオードによっても、白色を発光することができる。図７の（Ａ）は、この場合の構成を示す。図における符号Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれ、「赤色」、「青色」、「緑色」を発光することを示す。

あるいは又、複数の発光部２６の光を加法混色することによって白色光を発光する構成とすることができる。

例えば、図７の（Ｂ）に示すように、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードの３種を用い、これら３種の発光ダイオードが交互に並んで分散するように配置するといった構成とすることができる。表示部１０には、これらの光が加法混色され、白色光が照射される。この構成によれば、より小型の発光ダイオードを用いることができるので、発光部２６や遮光部２５の面積を小さくすることができる。従って、ドット感をより小さくすることができる。

尚、場合によっては、２原色の組（例えば赤色・緑色）の２チップを用いて1つの発光源とする発光ダイオードと、上記の組とは異なる２原色の組（例えば青色・赤色）の２チップを用いて1つの発光源とする発光ダイオードとを交互に並んで配置するといった構成とすることもできる。

また、図７の（Ｃ）に示すように、発光部２６などを含む基板２１上の全面に、例えば透光性の樹脂材料から成る保護層２７を設けてもよい。保護層２７は、界面における光の反射が少なくなるような条件を満たす屈折率の材料を選択して形成することが好ましい。

次いで、図８ないし図１４を参照して、第１の実施形態における第１変形例ないし第４変形例について説明する。

図８は、第１変形例に係る照明装置における発光部の配置と表示部における画素の配置との関係を説明するための、照明装置および表示部の一部の模式的な平面図である。

第１変形例は、発光部２６の配置が図３と相違している点が相違する。第１変形例にあっては、図８に示すように、或る行の発光部２６の配列に対して、隣接する行の発光部２６は行方向に１画素分シフトして配列されている。第１変形例に係る照明装置の背面の模式的な平面図を図９に示す。

図１０は、第２変形例に係る照明装置における発光部の配置と表示部における画素の配置との関係を説明するための、照明装置および表示部の一部の模式的な平面図である。

第２変形例も、発光部２６の配置が図３と相違している点が相違する。図８にあっては、Ｚ方向の発光部２６の配列ピッチＬＺ＝２×ＢＺであった。これに対し、第２変形例にあっては、図１０に示すように、Ｚ方向の発光部２６の配列ピッチＬＺ＝ＢＺとされている。また、或る行の発光部２６の配列に対して、隣接する行の発光部２６は行方向に１画素分シフトして配列されている。第２変形例に係る照明装置の背面の模式的な平面図を図１１に示す。

図１２は、第３変形例に係る照明装置における遮光部の配置と表示部における画素の配置との関係を説明するための、照明装置および表示部の一部の模式的な平面図である。

第３変形例は、遮光部２５の配置が図２と相違している点が相違する。図２にあっては、遮光部２５における行方向の配列ピッチＢＸと列方向の配列ピッチは、ＢＸ＝ＰＸ、ＢＺ＝ＰＺといった関係であった。これに対し、第３変形例では、遮光部２５は、ＢＸ＝２×ＰＸ、ＢＺ＝２×ＰＺといった関係で配列されている。

図１３は、第４変形例に係る照明装置における遮光部の配置と表示部における画素の配置との関係を説明するための、照明装置および表示部の一部の模式的な平面図である。

第４変形例も、遮光部２５の配置が図２と相違している点が相違する。第３変形例に対し、隣接する行の遮光部２５は行方向に１画素分シフトして配列されている点が相違する。

図１４は、第５変形例に係る照明装置を説明するための、遮光部と発光部の配列を示した模式的な平面図である。

例えば、表示部１０における光の反射率が角度依存性を示す場合には、表示部１０に均一な照度で光を照射しても観察される画像の輝度が不均一になるといった現象が生ずる。このような場合には、画像の輝度の不均一を補償するように、照明装置２０の光の照度分布を設定すればよい。具体的には、発光部２６を、所定の方向に沿ってピッチが変化するように配列すればよい。

例えば、表示部１０における光の反射率が＋Ｚ側ほど低くなるといった場合には、図１４に示すように、発光部２６は、＋Ｚ方向に沿ってピッチが細かくなるように配列すればよい。尚、図１４においては領域１ないし領域４における発光部２６の配列を示したが、これは例示に過ぎない。

［第２の実施形態］
第２の実施形態も、本開示に係る表示装置および照明装置に関する。

第１の実施形態の照明装置は、電流駆動型の発光素子を発光部として用いている。これに対し、第２の実施形態の照明装置は、発光部が配列された基板の面と対向するように配置された導光板および導光板の端面に配置された光源を更に備えており、発光部は光源からの光により励起して光源の光とは異なる波長の光を発光する蛍光体から成る。また、第２の実施形態の照明装置は、第１の実施形態において説明した第１配線、第２配線、および、給電線は備えていない。以上の点が、第１の実施形態と主に相違する。

図１５は、第２の実施形態に係る照明装置を備えた表示装置を分解したときの模式的な分解斜視図である。図１６は、照明装置の背面の模式的な平面図である。図１７の（Ａ）は、図１６のＡ−Ａ断面図である。図１７の（Ｂ）は、図１６のＢ−Ｂ断面図である。図１７の（Ｃ）は、図１６のＣ−Ｃ断面図である。

図１５に示すように、表示装置２は、反射型の表示部１０、及び、表示部１０の上に配置される照明装置２２０を備えている。図１６は、照明装置の背面の模式的な平面図である。

照明装置２２０は、透光性の基板２１、基板２１の面上に一定のピッチで配列された複数の遮光部２２５、及び、遮光部２２５の個数よりも少ない個数の発光部２２６を含んでいる。そして、発光部２２６が配列された基板２１の面と対向するように配置された導光板２２１、及び、導光板２２１の端面に配置された光源２２８を更に備えている。尚、図示の都合上、基板２１と導光板２２１の一部を切り欠いて示した。導光板２２１は、例えば基板２１と同じ材料から構成されており、その平面形状は基板２１と略同様である。

基板２１と導光板２２１との間には、図１７に示すように、例えば透光性の樹脂材料から成る接着層２２７が設けられている。尚、図示の都合上、図１５にあっては接着層２２７の表示を省略した。

遮光部２２５は、第１の実施形態の遮光部２５から反射層を省略した構造である。具体的には、図３等に示す反射層２５Ｂを省略した構造である。また、遮光部２２５の配列は、第１の実施形態において遮光部２５について説明した配列と同様である。遮光部２２５の構造や配列についての説明は省略する。

図１６等に示すように、発光部２２６は、遮光部２２５の上に形成されている。発光部２２６の配列は、第１の実施形態において発光部２２６について説明した配列と同様である。発光部２２６の配列についての説明は省略する。発光部２２６は、後述する光源２２８からの光により励起して光源の光とは異なる波長の光を発光する蛍光体から成る。発光部２２６は、例えば遮光部２２５を形成した基板２１の全面に、周知の方法に基づいて蛍光体材料から成る層を形成し、次いで、周知の方法に基づいてパターニングすることによって形成することができる。

通常、表示部１０側に照射される光の強度は光源２２８から離れるほど弱くなる傾向を示す。この傾向を打ち消すため、導光板２２１は楔状とされている。光源２２８は辺２２Ａ側の端面に対向して配置されており、導光板２２１の厚みは辺２２Ａ側から辺２２Ｃ側に向かって徐々に薄くなる。導光板２２１内に入射した光が表示部１０側の面に向かうときの入射角は、導光板２２１において光が全反射する毎に小さくなる。従って、光源２２８から離れるほど導光板２２１内の光が表示部１０側の面に向かうときの入射角が小さくなり、光が表示部１０側に出射しやすくなる。

図１８は、基板および導光板においてＹ−Ｚ平面に平行な面内を伝播する光の軌跡を説明するための模式的な断面図である。

光源２２８は例えば発光ダイオードから成り、光源駆動回路２０１の動作に基づいて青色を発光する。そして、発光部２２６は、光源２２８からの光により励起して光源２２８の光とは異なる波長の光を発光する。具体的には、発光部２２６は黄色の光を発光する。

図１８に示すように、発光部２２６からは出射光として黄色の光が表示部１０に照射される。また、光源２２８からの青色の光も導光板２２１から表示部１０に照射される。尚、図示の都合上、青色の光の照射については表示を省略した。光源２２８からの光と発光部２２６からの光を加法混色することにより白色光が表示部１０に照射される。

以上、第２の実施形態について説明した。尚、図１９に示すように、遮光部２２５が配置された領域の周囲を囲むような遮光枠２２９が設けられていてもよい。遮光枠２２９は、例えば、遮光部２２５と同じプロセスで形成することができる。第１の実施形態においても同様である。

また、上述の説明においては、各発光部２２６の構成は同一であるとした。例えば、照射される光の均一性を向上させるために、発光部２２６が配置される領域の端部側では相対的に発光部２２６の面積を広げるといった構成とすることもできる。

以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

なお、本開示の技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）反射型の表示部、及び、
表示部の上に配置される照明装置、
を備えており、
照明装置は、
透光性の基板、
基板の面上に一定のピッチで配列された複数の遮光部、及び、
遮光部の個数よりも少ない個数の発光部、
を含んでおり、
複数の発光部は、遮光部の配列ピッチとは異なるピッチで配列されており、且つ、それぞれが１つの遮光部と重なるように配列されている、
表示装置。
（２）発光部は一定のピッチで配列されている上記（１）に記載の表示装置。
（３）発光部は所定の方向に沿ってピッチが変化するように配列されている上記（１）に記載の表示装置。
（４）遮光部が配列された領域に対して遮光部が占める面積の割合は１．５パーセント以下である上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の表示装置。
（５）発光部群が配列された領域は表示部の表示領域の全体を含みかつそれよりも広い領域である上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の表示装置。
（６）発光部は電流駆動型の発光素子から成る上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の表示装置。
（７）遮光部における発光部側の面に反射層が設けられている上記（６）に記載の表示装置。
（８）発光素子は白色を発光する上記（６）又は（７）に記載の表示装置。
（９）複数の発光素子の光を加法混色することによって白色光を照射する上記（６）又は（７）に記載の表示装置。
（１０）基板には各発光部に接続される第１配線および第２配線が更に設けられている上記（６）乃至（９）のいずれかに記載の表示装置。
（１１）第１配線は並列に延在する複数本の配線から成り、
第２配線は第１配線に対して並列に延在する複数本の配線から成る上記（１０）に記載の表示装置。
（１２）第１配線および第２配線は、透光性の導電材料から成る上記（１０）又は（１１）に記載の表示装置。
（１３）第１配線は透光性の導電材料から成り、第２配線は金属材料から成る上記（１０）又は（１１）に記載の表示装置。
（１４）第１配線および第２配線は金属材料から成る上記（１０）又は（１１）に記載の表示装置。
（１５）照明装置は、
発光部が配列された基板の面と対向するように配置された導光板、及び、
導光板の端面に配置された光源、
を更に備えており、
発光部は、光源からの光により励起して光源の光とは異なる波長の光を発光する蛍光体から成る上記（１）に記載の表示装置。
（１６）光源からの光と蛍光体からの光を加法混色することにより白色光を表示部に照射する上記（１５）に記載の表示装置。
（１７）光源は青色を発光する上記（１５）又は（１６）に記載の表示装置。
（１８）基板の発光部側の面と導光板の間に透光性の接着層が設けられている上記（１５）乃至（１７）のいずれかに記載の表示装置。
（１９）反射型の表示部の上に配置される照明装置であって、
透光性の基板、
基板の面上に一定のピッチで配列された複数の遮光部、及び、
遮光部の個数よりも少ない個数の発光部、
を含んでおり、
複数の発光部は、遮光部の配列ピッチとは異なるピッチで配列されており、且つ、それぞれが１つの遮光部と重なるように配列されている、
照明装置

１，２・・・表示装置、１０・・・反射型の表示部、１１・・・表示領域、１２・・・画素、２０，２２０・・・照明装置、２１・・・基板、２２１・・・導光板、２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ・・・辺、２３・・・第１配線、２３Ａ・・・第１配線の給電線、
２４・・・第２配線、２４Ａ・・・第２配線の給電線、２５，２２５・・・遮光部、
２５Ａ・・・遮光層、２５Ｂ・・・反射層、２６，２２６・・・発光部、２６Ａ・・・発光部のアノード端子、２６Ｋ・・・発光部のカソード端子、２７・・・保護層、２２７・・・接着層、２２８・・・光源、２２９・・・遮光枠、１０１・・・発光部駆動回路、２０１・・・光源駆動回路

Claims (19)

1. 反射型の表示部、および、
   前記表示部の上に配置される照明装置、を備えており、
   前記照明装置は、
   透光性の基板と、
   前記基板の面上に一定のピッチで複数個が配列されており、且つ、それぞれが複数の画素に跨って形成される遮光部と、
   前記遮光部の個数よりも少ない個数の発光部と、を含んでおり、
   前記発光部は、前記遮光部の配列ピッチとは異なるピッチで複数個が配列されており、且つ、それぞれが１つの前記遮光部と重なるように配列されている、表示装置。
2. 前記遮光部の行方向の配列ピッチは、行方向の画素ピッチの整数倍に設定され、前記遮光部の列方向の配列ピッチは、前記画素の列方向の画素ピッチの整数倍に設定される、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記発光部は所定の方向に沿ってピッチが変化するように配列されている請求項１に記載の表示装置。
4. 前記遮光部が配列される領域に対して前記遮光部が占める面積の割合は１．５パーセント以下である請求項１に記載の表示装置。
5. 前記発光部が配列された領域は、前記表示部の表示領域の全体を含みかつそれよりも広い領域である請求項１に記載の表示装置。
6. 前記発光部は電流駆動型の発光素子から成る請求項１に記載の表示装置。
7. 前記遮光部における前記発光部側の面に反射層が設けられている請求項６に記載の表示装置。
8. 前記発光素子は白色を発光する請求項６に記載の表示装置。
9. 複数の前記発光素子の光を加法混色することによって白色光を照射する請求項６に記載の表示装置。
10. 前記基板にはそれぞれの前記発光部に接続される第１配線および第２配線が更に設けられている請求項６に記載の表示装置。
11. 前記第１配線は並列に延在する複数本の配線から成り、
    前記第２配線は前記第１配線に対して並列に延在する複数本の配線から成る請求項１０に記載の表示装置。
12. 前記第１配線および前記第２配線は、透光性の導電材料から成る請求項１０に記載の表示装置。
13. 前記第１配線は透光性の導電材料から成り、前記第２配線は金属材料から成る請求項１０に記載の表示装置。
14. 前記第１配線および前記第２配線は金属材料から成る請求項１０に記載の表示装置。
15. 前記照明装置は、
    前記発光部が配列された前記基板の面と対向するように配置された導光板、および、
    前記導光板の端面に配置された光源、を更に備えており、
    前記発光部は、前記光源からの光により励起して前記光源の光とは異なる波長の光を発光する蛍光体から成る請求項１に記載の表示装置。
16. 前記光源からの光と前記蛍光体からの光を加法混色することにより白色光を表示部に照射する請求項１５に記載の表示装置。
17. 前記光源は青色を発光する請求項１５に記載の表示装置。
18. 前記基板の前記発光部側の面と前記導光板の間に透光性の接着層が設けられている請求項１５に記載の表示装置。
19. 反射型の表示部の上に配置される照明装置であって、
    透光性の基板と、
    前記基板の面上に一定のピッチで複数個が配列されており、且つ、それぞれが複数の画素に跨って形成される遮光部と、
    前記遮光部の個数よりも少ない個数の発光部と、を含んでおり、
    前記発光部は、前記遮光部の配列ピッチとは異なるピッチで複数個が配列されており、且つ、それぞれが１つの前記遮光部と重なるように配列されている、照明装置。
    

Images