JP5375210B2 - 照明装置、および当該照明装置を備えた電気光学装置、電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置、および当該照明装置を備えた電気光学装置、電子機器に関する。

電気光学物質として液晶を用いた液晶表示装置では、液晶自体は発光しないため、外光や、外部の照明装置が出射する光を用いて表示を行っていた。例えば、透過型の液晶表示装置では、液晶パネルを背面から照射する照明装置（バックライト）を備えていた。
従来、このような照明装置には、薄型であること、および液晶パネルの表示領域を均一な明るさでムラなく照射することが求められていた。また、これらに加えて、昨今の表示パネルの大型化や、高画質化の要望にともない、部分輝度コントロール（ローカルディミング）を行うことも提案されている。

例えば、特許文献１には、マトリックス状に配置された複数の点光源と、当該点光源ごとに形成された複数の凸レンズとから構成された照明装置（平面光源）が開示されている。また、凸レンズの代わりに凹面鏡を用いても良いとの記載もある。

特開２００２−４９３２６号公報 特開２００４−１２６０５５号公報

図１８（ａ），（ｂ）は、従来の照明装置による照明態様を示す図であり、液晶パネル（被照射面）側から光出射面を眺めた平面図である。
図１８（ａ）に示すように、従来の照明装置３００では、光出射面Ｓを格子状に区分けした分割領域ｄごとに点光源９５を配置していた。換言すれば、マトリックス状に複数の分割領域ｄが形成されており、各分割領域ｄの中央に点光源９５が配置されていた。なお、光出射面Ｓの大きさは、矩形をなした液晶パネルの表示領域Ｖと略一致している。
分割領域ｄの点光源９５から出射された光は、当該光源に重ねて配置された凸レンズ９６によって集光され、断面円形の光束Ａｏとなって光出射面Ｓから出射される。なお、光束Ａｏは、部分照明光に相当する。
つまり、従来の照明装置３００は、分割領域ｄごとに部分照明光としての光束Ａｏを出射し、当該光束Ａｏを平面的に合成した照明光によって表示領域Ｖを照明していた。

ここで、図１８（ａ）に示すように、長方形（矩形）の表示領域Ｖを照射するため、光出射面Ｓも長方形に形成されていた。つまり、複数のマトリックス状に区分けした各分割領域ｄも長方形となるのに対して、分割領域から出射される光束Ａｏは円形であるため、各分割領域ｄの四隅には、光束Ａｏの範囲外となるハッチングで示した低輝度領域が形成されてしまうという問題があった。
このため、例えば、凸レンズ９６と液晶パネルとの距離を離したり、凸レンズ９６の集光作用を変更することにより、光束Ａｏを一回り大きくして、光束Ａｏをオーバーラップさせることが行われていた。このときの輝度分布が図１８（ｂ）に示されており、各光束Ａｏが大きくなったことにより、低輝度領域が略無くなっていることが解る。

一方、光束Ａｏをオーバーラップさせることによって、低輝度領域は少なくなるが、反面、隣り合う光束Ａｏの重なりが大きくなるため、当該重なり部分に高輝度部分が生じてしまうという問題があった。
つまり、従来の照明装置３００では、輝度ムラが発生してしまうという課題があった。換言すれば、分割領域ｄにおける輝度を１ヶ所ずつ、独立して制御することが難しいという課題があった。また、この課題は、凸レンズの代わりに凹面鏡を用いた場合においても同様に生じていた。
この課題を解決する手段として、光束Ａｏの形を分割領域ｄに合わせて長方形とすることが考えられる。例えば、特許文献２には、円形の断面を備えた光束を矩形状の断面の光束に変換するための光学系が示されている。

しかしながら、特許文献２の光学系では、円形断面の光束を矩形断面の光束に変換するために、コリメータレンズを含む２枚のレンズが必要であるとしている。また、当該２枚のレンズの光学作用を１枚で実現することが可能であるとの記載もあるが具体的な記載が見当たらない。
前述したように、照明装置には薄型化が求められており、点光源から表示領域（液晶パネル）までの間に２枚のレンズを設ける構成では、薄型化を実現することは極めて困難であった。
このように、従来の照明装置では、輝度ムラの低減と、薄型化とを両立することは困難であるという課題があった。換言すれば、分割領域ごとの独立した輝度制御が可能で、かつ、液晶表示装置のバックライトとして使用可能な厚さの照明装置は存在しなかったという課題があった。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例又は形態として実現することが可能である。

（適用例）
略矩形をなした複数の分割領域から構成された光出射面を備え、分割領域には、光出射面からの奥行き方向において、点状光源と、点状光源に対応して点状光源側に凹部を有する凹面鏡と、が設けられ、凹面鏡は、点状光源が出射する光を点状光源側に部分照明光として反射するとともに、凹面鏡の凹部の表面は、分割領域の矩形の各辺に対応したそれぞれの部位から奥行き方向に曲率を有し、複数の分割領域が出射する部分照明光を平面的に合成した照明光を光出射面から出射することを特徴とする照明装置。

この照明装置によれば、凹面鏡の凹部の表面は、分割領域の矩形の各辺に対応したそれぞれの部位から奥行き方向に曲率を有している。
この曲率を、例えば、平面視において、点状光源を通り、分割領域の矩形の一辺と略直交する線分の延在方向における曲率半径が、当該矩形における対角線の延在方向における曲率半径よりも小さくなるような曲率とすることにより、凹面鏡が反射する光の形状を分割領域の矩形に相似した形状とすることができる。
よって、照射領域の形状と分割領域の形状とが異なっていたことに起因して輝度ムラが発生していた従来の照明装置と異なり、適用例に係る照明装置によれば、光出射面における部分照明光の大きさを分割領域の大きさと略一致させることが可能である。
従って、従来の照明装置よりも、輝度ムラを低減させることができる。
さらに、矩形状の光を出射するために２枚のレンズを必要とした従来の照明装置と異なり、適用例に係る照明装置によれば、分割領域ごとに設けられた１つの凹面鏡によって、断面矩形状の部分照明光を出射することができる。
よって、従来の照明装置よりも、薄く構成することができる。
従って、輝度ムラの低減と、薄型化とを両立した照明装置を提供することができる。

また、点状光源の各々は、平面視において分割領域の矩形における略中央に位置するように透明基板上に配置され、平面視において分割領域の矩形と略同じ外形をなした凹面鏡の各々は、ミラーアレイ基板上に形成されてなり、光出射面からの奥行き方向において、透明基板と、ミラーアレイ基板とがこの順番で重ねられ、透明基板と、ミラーアレイ基板の凹面鏡との間に形成される空間には、空気層が形成されており、断面視において、点状光源を通る光出射面からの垂線と、点状光源と凹面鏡の外形の一辺とを結ぶ線分との角度が、空気層との間における透明基板の臨界角と略一致するように、透明基板の厚さが設定されていることが好ましい。
また、凹面鏡は、平面視において、点状光源を通り、矩形の一辺と略直交する線分の延在方向における曲率半径が、対角線の延在方向における曲率半径よりも小さくなるような曲率を有していることが好ましい。

また、ミラーアレイ基板における凹面鏡の外形の周縁部には、遮光部が設けられ、遮光部は、平面視において、複数の凹面鏡を区画するように格子状をなすとともに、断面視において、透明基板とミラーアレイ基板との間に挟持されていることが好ましい。
また、点状光源は、ＥＬ素子、またはＬＥＤ素子であり、透明基板上において、第１透明電極、点状光源、金属電極、第２透明電極の順に積層されてなり、金属電極は、点状光源と重なる部分のみに形成されるとともに、第２透明電極と電気的に接続されていることが好ましい。

略矩形をなした複数の分割領域から構成された光出射面を備え、分割領域には、光出射面側の表面に凸部を有する凸レンズと、該凸レンズに対応して該凸レンズの光出射面側と反対側に配置された点状光源と、が設けられ、凸レンズは、点状光源が出射する光を拡大して部分照明光として出射するとともに、凸レンズの凸部の表面は、分割領域の矩形の各辺に対応したそれぞれの部位から曲率を有して突出されており、複数の分割領域が出射する部分照明光を平面的に合成した照明光を光出射面から出射することを特徴とする照明装置。

また、点状光源の各々は、平面視において、分割領域の矩形における略中央に位置するように、透明基板上に配置され、平面視において分割領域の矩形と略同じ外形をなした凸レンズの各々は、レンズアレイ基板上に形成されてなり、光出射面からの奥行き方向において、レンズアレイ基板と、透明基板とが空気層を介して、この順番で重ねられ、透明基板における点状光源が配置される側の面を第１面、第１面の反対側の面を第２面としたときに、断面視において、点状光源を通る第１面からの垂線と、点状光源と第２面に投影させた凸レンズの外形の一辺とを結ぶ線分との角度が、空気層との間における透明基板の臨界角と略一致するように、透明基板の厚さが設定されていることが好ましい。

また、凸レンズは、平面視において、点状光源を通り、矩形の一辺と略直交する線分の延在方向における曲率半径が、矩形の対角線の延在方向における曲率半径よりも小さくなるような曲率を有していることが好ましい。
また、空気層は、レンズアレイ基板と、透明基板の第２面との間に配置された遮光部によって形成され、遮光部は、平面視において、分割領域の矩形に沿って格子状をなしていることが好ましい。
また、１つの点状光源は、赤色、青色、緑色を含む複数の要素光源の集合体であることが好ましい。
また、光出射面は、略同じ大きさの分割領域によって略均等に分割され、矩形は、正方形であることが好ましい。

上記記載の照明装置と、矩形をなした表示領域を有する透過型、または半透過反射型の表示パネルと、を備え、表示領域の背面と、照明装置の光出射面とが向い合うように、表示パネルと照明装置とを重ねて配置したことを特徴とする電気光学装置。
また、表示領域は、多数の画素から形成されてなり、光出射面における１つの分割領域は、多数の画素のうちの、複数の画素からなる画素領域と略同じ大きさに形成されていることが好ましい。
また、表示パネルは、液晶パネルであることが好ましい。

上記記載の電気光学装置を表示部として備えたことを特徴とする電子機器。

実施形態１に係る液晶表示装置の概略構成を示した斜視図。 図１のｑ−ｑ断面における液晶表示装置の側断面図。 照明装置の分解斜視図。 点状光源の回路構成図。 （ａ）点状光源の配線態様を示す平面図、（ｂ）は、同図（ａ）のｕ−ｕ断面における断面図。 照明装置の側断面図。 （ａ）〜（ｃ）凹面鏡の曲率の説明図。 照明装置による照明態様を示す平面図。 実施形態２に係る液晶表示装置の側断面図。 照明装置の分解斜視図。 照明装置の側断面図。 （ａ）〜（ｃ）凸レンズの曲率の説明図。 点状光源の回路構成図。 点状光源近傍の断面図。 電子機器としてのマルチメディアプレーヤーを示す図。 変形例１に係る液晶表示装置の側断面図。 変形例２に係る点状光源の平面態様図。 （ａ），（ｂ）従来の照明装置による照明態様図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。

（実施形態１）
「液晶表示装置の概略構成」
図１は、本実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示した斜視図である。
まず、本発明の実施形態１に係る電気光学装置としての液晶表示装置１００の概要構成について、図１を用いて説明する。

液晶表示装置１００は、表示パネル１０、照明装置５０などから構成されている。
表示パネル１０は、２枚の透明基板間に電気光学層としての液晶を挟持した透過型の液晶パネルである。表示パネル１０の表面側には、矩形をなした表示領域Ｖが形成されており、背面側には、バックライトとして照明装置５０が設けられている。なお、図１では、構成を解り易くするために、表示パネル１０と照明装置５０との間を離して描いているが、実際は密着して構成されている。また、当該間には、拡散板などの光学フィルムが配置されているが、図１では省略している。
なお、表示パネル１０は、背面側から入射される光を用いて表面の表示領域Ｖで表示を行う表示パネルであれば良く、例えば、半透過反射型の液晶パネルであっても良い。

表示領域Ｖは、複数の画素Ｐから構成された長方形の領域である。
表示領域の一部の拡大図であるｆ部（図１右上の丸で囲った図面）に示すように、各画素Ｐは、長方形をなし、その幅（短辺）は、高さ（長辺）の約１／３に設定されている。ここで、短辺方向に並ぶ画素配列のことを画素行という、また、長辺側に並ぶ画素配列のことを画素列という。
画素行には、赤色の画素Ｐｒ、緑色の画素Ｐｇ、青色の画素Ｐｂがこの順番で、かつ、周期的に配列されている。画素列には、最上段の画素行における色調の画素が連続して配列されている。また、画素行において連続する３つの画素Ｐｒ、画素Ｐｇ、画素Ｐｂにより一つのカラー画素Ｐｃが形成される。なお、画素Ｐｒ、画素Ｐｇ、画素Ｐｂのことをサブ画素、画素Ｐｃのことを画素と読み替えても良い。
また、図１を含む各図においては、画素行の延在方向をＸ軸とし、画素列の延在方向をＹ軸としている。また、Ｘ軸およびＹ軸を含む面からの垂線方向、換言すれば、表示パネル１０（照明装置５０）の厚さ方向をＺ軸と定義している。

照明装置５０は、板状の面光源であり、表示パネル１０に向い合う面に矩形をなした光出射面Ｓを備えている。光出射面Ｓは、表示パネル１０の表示領域Ｖを投影した大きさと略同じサイズに設定されている。換言すれば、光出射面Ｓは、表示領域Ｖの背面側に重なるように配置され、その大きさは表示領域Ｖと略同じである。なお、製造時における表示パネル１０と照明装置５０との組み合せ精度を考慮すると、光出射面Ｓの方が表示領域Ｖよりも一回り大きい方が好ましい。
ここで、光出射面Ｓは、略矩形をなした複数の分割領域ｄから構成されている。換言すれば、光出射面Ｓは、複数の分割領域ｄに分割されている。
光出射面Ｓは、略同じ大きさの複数の分割領域ｄによって略均等に分割されている。１つの分割領域は、略正方形をなし、その大きさは、複数のカラー画素Ｐｃからなる画素領域と略同じ大きさとなっている。換言すれば、１つの分割領域ｄによって、複数のカラー画素Ｐｃからなる画素領域を照明する構成となっている。なお、分割領域ｄの大きさは、表示パネル１０のサイズや解像度、および液晶表示装置１００の総厚などを考慮して適宜設定する。

「照明装置の構成」
図２は、図１のｑ−ｑ断面における液晶表示装置の側断面図である。図３は、照明装置の分解斜視図である。
続いて、照明装置５０の詳細な構成について図２と、図３を用いて説明する。

図２に示すように、表示パネル１０の背面側（Ｚ軸（＋）側）には、拡散板１５と、照明装置５０とが、この順番で重ねて配置されている。また、この積層方向（Ｚ軸（＋）方向）のことを、奥行き方向ともいう。なお、表示パネル１０の表裏面にはそれぞれ偏光板が設けられ、また、仕様によっては位相差板や、プリズムシートなどの光学フィルムがさらに積層されるが、図２では省略している。
拡散板１５は、例えば、光を拡散する樹脂（拡散部材）をコーティングした半透明な樹脂シートであり、光出射面Ｓから出射される照明光を散乱および拡散させて表示領域Ｖに出射する。

図３に示すように、照明装置５０は、複数の点状光源３０が形成された透明基板２５、ミラーアレイ基板４０などから構成されている。
複数の点状光源３０は、透明基板２５上においてマトリックス状に分割された分割領域ｄごとに１つずつ対応して配置されており、その上層には、封止基板２７が形成されている。点状光源３０は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子、無機ＥＬ（Electro Luminescence）素子、有機ＥＬ素子などの発光素子を用いることができる。なお、点状光源３０には、例えば、微小な赤、緑、青色の発光素子からなる集合体を１つの白色光を発光する点光源とみなす構成も含んでいるが、本実施形態では、好適例として白色光を発光する有機ＥＬ素子を採用している。
封止基板２７は、水分によって劣化する有機ＥＬ素子を保護するために、複数の点状光源３０を覆って形成されており、当該基板の表面が光出射面Ｓとなっている。
ミラーアレイ基板４０の透明基板２５側（Ｚ軸（−）側）の表面には、該表面から窪んだ複数の凹面鏡４１が分割領域ｄごとに１つずつ形成されている。平面視において、各凹面鏡４１は、分割領域ｄに沿って略正方形をなすとともに、その中央部に対応する点状光源３０が位置するようにレイアウトされている。

図２に戻る。
前述したように、照明装置５０は、光出射面Ｓ側からの奥行き方向において、封止基板２７、点状光源３０、透明基板２５、ミラーアレイ基板４０の順番で構成されている。
ここで、透明基板２５は、素子基板２０と、調整基板２２とを貼り合せて形成されている。これは、点状光源３０と、凹面鏡４１との間における焦点距離を確保するためであり、詳しい寸法関係については後述するが、点状光源３０が形成された素子基板２０に、厚さ調整用の調整基板２２を、例えば、アクリル系粘着剤を用いた接着シートで貼り合わせている。
素子基板２０には、フォトリソグラフィー法や、熱処理を含む各種工程を用いて点状光源３０や、配線層などが形成されるため、それらの工程への影響を防ぐために、アルカリ成分が含まれていない無アルカリガラスを用いている。
また、調整基板２２には、点状光源３０などの機能層が形成されないため、無アルカリガラスと略同じ屈折率で安価なソーダガラスを用いている。
なお、素子基板２０と調整基板２２とを接着する接着シートの屈折率も、両者の屈折率と略同等であるため、一体に接着された透明基板２５は、略均一な光学特性を有する１枚のガラス基板と見なすことができる。

素子基板２０に形成された点状光源３０の封止基板２７側（Ｚ軸（−）側）には、陰極としての金属電極３１が形成されている。ここで、金属電極３１は、例えば、ＭｇとＡｇとの合金などの金属から構成されているため、点状光源３０が放射する光のうち、封止基板２７側に向かう光は、金属電極３１によって遮られ、凹面鏡４１側に向かう光のみが、活用される。
接着層２８は、ＳｉＯ₂膜からなるバリア層や、アクリル樹脂層などの透明樹脂層などを含む、バリア兼接着層であり、点状光源３０への水分の浸入を防ぐとともに、透明基板２５と封止基板２７とを接着する。なお、これらの各部の屈折率も、ガラスの屈折率と略同等であるため、封止基板２７を含めた透明基板２５を、略均一な光学特性を有する一体のガラス部材と見なすことができる。

ミラーアレイ基板４０には、分割領域ｄごとに凹面鏡４１が形成されている。ミラーアレイ基板４０は、例えば、複数の凹形状が形成された樹脂基板を射出成型法によって成型した後、アルミやクロムなどの反射膜を蒸着法によって蒸着したものである。また、蒸着法に限定するものではなく、樹脂基板に反射膜を形成できれば良く、例えば、化学メッキ法を用いた製法であっても良い。または、反射性の金属板をプレス加工して、凹面鏡４１を形成したものであっても良い。
ここで、凹面鏡４１は、対応する点状光源３０が出射する光を点状光源３０側に反射するとともに、反射した光の光束の断面を分割領域ｄの正方形に相似した形状とするための曲率を有している。なお、当該曲率の詳細については後述する。
これにより、矢印で示すように、凹面鏡４１で反射された反射光（以降、「部分照明光」ともいう）は、光出射面Ｓにおいて、平面的に略分割領域ｄと同じ正方形の断面を持つ光束となる。なお、透明基板２５と凹面鏡４１の凹部との間は空気層ｅとなっており、矢印で示すように、凹面鏡４１の曲率は、透明基板２５と空気層ｅとの屈折率の違いによる屈折作用を織り込んだ曲率となっている。

前述したように、凹面鏡４１で反射された部分照明光は、点状光源３０側に向かって出射されるため、当該点状光源３０と重なる部分、つまり、金属電極３１と重なる部分は、光が透過せず影となるが、拡散板１５の拡散作用によって、表示領域Ｖに入射する段階では、周辺部位と略同様の輝度となっている。換言すれば、影がぼやかされて目立たなくなる。なお、拡散板１５の拡散度合いを部分照明光の輝度分布に応じて変えてあっても良い。詳しくは、拡散部材の割合を異ならせて、輝度が高い部分の拡散度合いを、輝度が低い部分よりも高くすることにより、より均一な照明が可能となる。
また、点状光源３０を点灯させるためには、金属電極３１に接続される配線を含む複数の配線が形成されているが、これらの配線も部分照明光に影響を及ぼすため、本実施形態では、配線態様についても工夫を施している。

「点状光源の構成および配線態様」
図４は、点状光源の回路構成図である。図５（ａ）は、点状光源の配線態様を示す平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のｕ−ｕ断面における断面図である。
続いて、複数の点状光源３０を点灯駆動するための回路構成、および配線態様などについて、図４および図５を用いて説明する。
図４に示すように、複数の点状光源３０は、走査線駆動回路３２からＸ軸方向に延在する複数の走査線３４と、データ線駆動回路３３からＹ軸方向に延在する複数のデータ線３５との交点ごとに設けられている。
有機ＥＬ素子からなる点状光源３０は、データ線３５と金属電極３１との間に配置されている。なお、詳しくは後述するが、点状光源３０と重なる部分のデータ線３５は画素電極として機能している。また、金属電極３１は、対応する走査線３４に接続されている。

走査線駆動回路３２は、シフトレジスターや出力バッファー（いずれも図示せず）を含んで構成され、複数の走査線３４に順次走査信号を供給する。
データ線駆動回路３３は、シフトレジスターやラッチ回路（いずれも図示せず）を含んで構成され、複数のデータ線３５にデータ信号を供給する。
照明装置５０は、いわゆる単純マトリックス線順次駆動方式によって、複数の点状光源３０の輝度を独立して制御可能に設けられている。例えば、走査線３４の総本数がｎ本であった場合、走査線駆動回路３２は、走査線信号により、ｎ本の走査線を順次１／ｎ時間ずつ選択的に駆動し、並行して、データ線駆動回路３３は、点灯させる点状光源３０が配置されたデータ線３５に必要輝度のｎ倍の明るさに相当する駆動電流（電圧）のデータ信号を供給する。つまり、複数の点状光源３０を時分割駆動（デューティー駆動）することにより、各点状光源３０の輝度を略独立して制御する。
これにより、照明装置５０は、各分割領域ｄにおける部分照明光の輝度を独立して制御することを可能としている。

図５（ａ）は、走査線３４、およびデータ線３５の配線態様を示す平面図である。図２で説明した通り、凹面鏡４１で反射した部分照明光の通り道に点状光源３０が配置されているため、点状光源３０に接続する走査線３４、およびデータ線３５が金属配線であった場合には、当該金属配線による部分照明光の遮光および回折が発生してしまう。
このため、本実施形態では、走査線３４、およびデータ線３５ともに、透明なＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を配線材料として用いている。
また、ＩＴＯは、金属配線に比べて導電率が低いため、分割領域ｄを覆うように各配線の幅を広くしている。詳しくは、走査線３４については、走査線３４間の間隙Ｇを残して、他は全面的に幅広の走査線３４で覆う構成としている。データ線３５についても、同様にデータ線３５間の間隙Ｇを残して、他は全面的に幅広のデータ線３５で覆う構成としている。なお、間隙Ｇは、電気的な絶縁性が確保でき、かつ、視認されない程度に狭い寸法であれば良く、例えば、３μｍ〜２０μｍ程度が好ましく、５μｍ〜１０μｍ程度であることがより好ましい。本実施形態では、好適例として、間隙Ｇを約５μｍとしている。
また、ＩＴＯに替えて、ＺｎＯ（酸化亜鉛）などの透明電極を用いても良い。

図５（ｂ）は、図５（ａ）のｕ−ｕ断面における断面図であり、各配線、および点状光源３０の積層関係を示している。
素子基板２０上には、第１透明電極としての走査線３４と、点状光源３０と、金属電極３１と、第２透明電極としてのデータ線３５とが、この順番に積層されている。なお、点状光源３０と、隣り合う点状光源３０との間には、例えば、ＳｉＯ₂や、アクリル樹脂などからなる絶縁層３７が形成されている。
ここで、走査線３４上において点状光源３０が形成される部分、換言すれば、点状光源３０と重なる部分の走査線３４は、点状光源３０の画素電極（陽極）として機能する。また、点状光源３０の陰極として機能する金属電極３１は、対応するデータ線３５と電気的に接続されている。

また、点状光源３０としての有機ＥＬ素子（層）は、図示は省略しているが、複数の機能層から形成されている。
詳しくは、走査線３４側から、それぞれが有機物の薄膜からなる正孔輸送層と、発光層と、電子注入層とが、この順番で積層されている。本実施形態では、発光層は、好適例として白色光を放射できる有機材料の薄膜から構成されている。
金属電極３１は、例えば、Ｍｇ−Ａｇ合金（例えば重量比１０：１）などから構成されている。
なお、本実施形態では点状光源３０としての有機ＥＬ素子（層）に低分子材料を用いたものとして説明しているが、高分子材料を用いた構成であっても良い。低分子材料を用いる場合には、真空蒸着法により、前述した有機ＥＬ素子（層）を形成する。
また、高分子材料を用いる場合には、例えば、インクジェット法を用いて有機ＥＬ素子（層）を形成する。

「具体的な光学設計」
図６は、照明装置の側断面図であり、図２における１つの分割領域の拡大図である。図７（ａ）〜（ｃ）は、凹面鏡の曲率の説明図である。
ここでは、点状光源３０を凹面鏡４１の略焦点に配置するための調整基板２２による透明基板２５の厚さの設定方法や、凹面鏡の曲率の設定方法について、図６および図７を用いて説明する。

図６は、点状光源３０の中心３０ｃを通り、Ｘ軸に平行な線分に沿った側断面図であり、中心３０ｃを通るＺ軸に平行な線分を中心線Ｃｅとしている。換言すれば、点状光源３０を通る光出射面Ｓからの垂線を中心線Ｃｅとしている。
図６に示すように、点状光源３０の中心３０ｃと、凹面鏡４１の周縁部とを結ぶ一点鎖線を線分Ｌ１としたときに、透明基板２５の厚さｔ３は、線分Ｌ１と中心線Ｃｅとがなす角度が角度θとなる厚さに設定されている。
ここで、角度θは、点状光源３０が出射した光が、透明基板２５から空気層ｅに入射する際の臨界角に設定されている。つまり、点状光源３０と凹面鏡４１の外形の一辺とを結ぶ線分Ｌ１と、中心線Ｃｅとの角度が、空気層ｅとの間における透明基板２５の臨界角と略一致するように、透明基板２５の厚さｔ３が設定されている。
これにより、矢印で示すように、点状光源３０が出射した光のうち、角度θよりも小さい角度範囲の光のみが、透明基板２５から出射されて、空気層ｅに入射することができる。他方、臨界角θより大きい角度の光は、透明基板２５から出ることができず、透明基板２５内で全反射を繰り返すことになる。
このようにして、透明基板２５から出射する光の範囲（領域）を限定している。なお、分割領域ｄは、平面的に正方形をなしているため、点状光源３０の中心３０ｃを通り、Ｙ軸に平行な線分に沿った側断面においても、図６と同じ設定となっている。換言すれば、図６におけるＸ軸をＹ軸と読み替えることができる。

続いて、具体的な設計事例について説明する。
図１において、表示パネル１０の表示領域Ｖのサイズが対角５インチであった場合、照明装置５０の光出射面Ｓは、対角５インチよりも一回り大きいサイズに設定する。
詳しくは、縦７６．２ｍｍ（Ｙ軸方向）×横１０１．６ｍｍ（Ｘ軸方向）の表示領域Ｖを覆うように、光出射面Ｓのサイズを縦８１．９ｍｍ×横１０７．１ｍｍに設定する。
そして、光出射面Ｓを約６．３ｍｍ角の正方形の分割領域ｄに分割する。詳しくは、Ｘ軸方向に延在する分割領域ｄの配列を行とし、Ｙ軸方向に延在する分割領域ｄの配列を列としたときに、１３行×１７列に分割する。
また、点状光源３０の平面的なサイズは、約０．５ｍｍ角とし、各分割領域ｄの中心に配置する。換言すれば、隣り合う点状光源３０間の間隔が、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向ともに約６．３ｍｍ間隔となるように配置する。
つまり、光出射面Ｓを１３行×１７列＝２２１個の分割領域に分割して、ローカルディミング（局所輝度制御）を行う構成とする。

図６において、分割領域ｄが約６．３ｍｍ角であるため凹面鏡４１の平面形状も同じサイズとなり、凹面鏡４１の幅ｗは約６．３ｍｍとなっている。
ここで、透明基板２５の屈折率（ｎ１）を１．５２とし、空気層ｅの屈折率（ｎ２）を１．００として、数式（１）によって臨界角を求めると臨界角θは約４１．１°となる。
θ＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎ１）…（１）
そして、求めた臨界角θと、直角三角形の一辺の長さとなる幅ｗの半分の長さｗ／２を数式（２）に代入することによって、透明基板２５の厚さｔ３が求められる。この場合、厚さｔ３は、約３．６ｍｍとなる。
ｔ３＝（ｗ／２）／ｔａｎθ…（２）
有機ＥＬ素子を形成する素子基板２０には、一般的に厚さｔ１が約０．５ｍｍの無アルカリガラスが用いられる。よって、調整基板２２の厚さｔ２を約３．１ｍｍとすることにより、透明基板２５の厚さｔ３（総厚）が約３．６ｍｍとなるように設定する。

また、分割領域の分割数は、上記数値に限定するものではなく、液晶表示装置１００の画像コンテンツ、解像度、厚さなどの仕様に応じて、上記演算式（１）（２）を満たすように、適宜設定することができる。
例えば、同様に対角５インチの表示パネルに用いる照明装置において、より細かい領域での輝度制御と、さらなる薄型化を図りたい場合には、分割数を増やせば良い。
例えば、分割数を上記構成の約１０倍の２１２０個とする。
この場合、分割領域ｄの大きさを約２．０ｍｍ角とし、点状光源３０のサイズは約０．２ｍｍ角とする。光出射面Ｓのサイズは、縦８０．０ｍｍ×横１０６．０ｍｍとし、光出射面Ｓを４０行×５３列の分割領域に分割する。
この分割数の場合、数式（２）から透明基板２５の厚さｔ３は、約１．１４ｍｍとなるため、調整基板２２の厚さｔ２を約０．６４ｍｍに設定する。
この構成によれば、前述の構成よりも、より細かい領域での輝度制御と、薄型化とを実現することができる。

図７（ａ）は、凹面鏡４１の曲率を説明するための平面図である。当該図面では、点状光源３０から入射する断面が略円形の光束パターンを光束Ａｉ（破線）としている。また、光束Ａｉを凹面鏡４１によって反射した光束パターンを光束Ａｏ（実線）で示している。なお、光束Ａｏは、部分照明光の光束パターンであり、以降の説明において、部分照明光Ａｏという表現も用いる。
また、符番４１（ｄ）で示した略正方形の形状は、凹面鏡４１の外形（周縁部）を示しており、分割領域ｄと同じサイズとなっている。また、その中心を中心点４１ｃとしている。凹面鏡４１において、その中心点４１ｃを通り、Ｘ軸に沿った曲率を曲率ｋ１としている。同様に、中心点４１ｃを通り、Ｙ軸に沿った曲率を曲率ｋ２としている。これらは、凹面鏡４１の横、および縦方向における基準曲率となる。
また、凹面鏡４１における外形の対角線を結ぶ曲率を曲率ｋ３、曲率ｋ４としている。

図７（ｂ）は、（ａ）のｊ−ｊ断面における側断面図であり、比較のため、曲率ｋ３（ｋ４）の曲率も破線で示している。図７（ｃ）は、凹面鏡４１の斜視図である。
ここで、凹面鏡４１は、断面が略円形の光束Ａｉを、分割領域ｄの正方形に相似した光束Ａｏに変換するために、凹面鏡４１の横縦方向における曲率ｋ１，ｋ２と、対角方向における曲率ｋ３，ｋ４とを異ならせている。換言すれば、対角方向の曲率ｋ３，ｋ４を、図７（ａ）の矢印で示すように、略円形の光束Ａｉにおける対角方向を引き伸ばすための曲率設定としている。
詳しくは、図７（ｂ）に示すように、曲率ｋ１（ｋ２）の曲率半径よりも、曲率ｋ３（ｋ４）の曲率半径を大きく設定している。なお、凹面鏡４１の外形は略正方形であるため、曲率ｋ１を曲率ｋ２に、また、曲率ｋ３を曲率ｋ４に、それぞれ読み替えることができる。そして、図７（ｃ）に示すように、曲率ｋ１から曲率ｋ３の間、曲率ｋ３から曲率ｋ２の間、曲率ｋ２から曲率ｋ４の間、そして、曲率ｋ４から曲率ｋ１の間をそれぞれ滑らかに曲率を変化させて凹面鏡４１を形成する。
これにより、図７（ａ）に示すように、凹面鏡４１で反射された光束Ａｏの形状は、分割領域ｄの形状に相似した略正方形となる。また、その大きさが分割領域ｄよりも一回り大きくなるように凹面鏡４１を配置している。

図８は、本実施形態の照明装置による照明態様を示す平面図であり、図１８に対応している。当該図面は、表示パネル１０側（Ｚ軸（−）側）から光出射面Ｓを眺めた様子を示している。
図８に示すように、光出射面Ｓからは、複数の分割領域ｄの各々から出射された矩形状の部分照明光Ａｏが略隙間なく、また、大きな重なりもなく、平面的に合成されて、光出射面Ｓにおいて略均一な照明光として出射される。

図１に戻る。
また、液晶表示装置１００では、上述した照明装置５０の点灯態様を表示パネル１０の表示画像と連動して制御している。
詳しくは、１フレーム当りの表示画像の輝度分布に応じて、分割領域ｄから出射される部分照明光の明るさを分割領域ｄ単位で調整している。換言すれば、表示画像の輝度変化に連動して、場所的および時間的に部分照明光の明るさをダイナミックに制御している。
また、表示パネル１０に周囲の明るさを検知するフォトダイオードなどの光センサーを設けて、周囲の明るさに応じて、照明光の明るさを調整しても良い。
つまり、液晶表示装置１００は、表示画像の輝度分布に応じて照明光の輝度を部分的に調整するローカルディミング法を行っている。

上述した通り、本実施形態に係る照明装置５０、および液晶表示装置１００によれば、以下の効果を得ることができる。
図７で説明した通り、分割領域ｄごとに設けられた凹面鏡４１は、点状光源３０から入射する光を分割領域の矩形に相似した形状とするための曲率を有している。
これにより、部分照明光の形状と分割領域の形状とが異なっていたことに起因して輝度ムラが発生していた従来の照明装置と異なり、照明装置５０によれば、図８で説明した通り、光出射面Ｓにおける部分照明光Ａｏの形状を分割領域ｄの形状と略一致させることができる。
また、光出射面Ｓ側から、封止基板２７、点状光源３０、透明基板２５、凹面鏡４１の順番で照明装置５０を構成するとともに、透明基板２５の厚さを調整基板２２によって調整することによって、凹面鏡４１の焦点近傍に点状光源３０を配置させている。
特に、図６で説明した通り、点状光源３０と凹面鏡４１の外形の一辺とを結ぶ線分Ｌ１と、中心線Ｃｅとの角度が、空気層ｅとの間における透明基板２５の臨界角と略一致するように、透明基板２５の厚さｔ３を設定している。つまり、点状光源３０が出射した光のうち、角度θよりも小さい角度範囲の光のみが、透明基板２５から出射されて部分照明光となり得るため、当該分割領域のみで独立した輝度管理を行うことができる。
よって、隣接する分割領域にまで大きく照明光が及んでしまっていたため、分割領域における輝度を独立して制御することが難しかった従来の照明装置と異なり、照明装置５０によれば、分割領域ごとで独立した輝度制御を行うことができる。

さらに、矩形状の光を出射するために２枚のレンズを必要とした従来の照明装置と異なり、照明装置５０によれば、分割領域ｄごとに設けられた１つの凹面鏡４１によって、断面矩形状の部分照明光Ａｏを出射することができる。
よって、照明装置５０は、従来の照明装置よりも薄く構成することができる。
従って、輝度ムラの低減と、薄型化とを両立した照明装置５０を提供することができる。換言すれば、分割領域ごとの独立した輝度制御が可能で、液晶パネルのバックライトとして使用可能な厚さの照明装置５０を提供することができる。

また、図５で説明した通り、複数の走査線３４をＩＴＯで形成するとともに、電気的な絶縁性が確保できる程度の間隙Ｇを確保して幅広の配線としている。また、データ線３５についても同様の構成としている。
これにより、部分照明光の遮光および回折が懸念される金属配線と異なり、遮光および回折の懸念がなく、かつ、各配線の配線抵抗を金属配線並みに下げることができる。さらに、間隙Ｇを小さくしているため、当該間隙が視認される可能性も低い。
よって、照明装置５０によれば、均一な照明を行うことができる。
また、複数の点状光源３０は、単純マトリックス線順次駆動方式によって、複数の点状光源３０の輝度を独立して制御可能に設けられている。
従って、光出射面Ｓから出射する照明光の輝度分布を分割領域ｄ単位で独立して制御可能な照明装置５０を提供することができる。

また、図２で説明した通り、照明装置５０と表示パネル１０との間には、拡散板１５が配置されている。
これにより、金属電極３１によって生じる影は、ぼやかされて目立たなくなる。よって、輝度ムラを低減することができる。
また、液晶表示装置１００は、表示パネル１０における１フレーム当りの表示画像の輝度分布に応じて、分割領域ｄから出射される部分照明光の明るさを分割領域ｄ単位で調整している。
従って、表示画像の輝度分布に応じて照明光の輝度を部分的に調整するローカルディミング法を行う液晶表示装置１００を提供することができる。

（実施形態２）
図９は、実施形態２における液晶表示装置の側断面図であり、図２に対応している。図１０は、照明装置の分解斜視図であり、図３に対応している。
以下、本発明の実施形態２に係る液晶表示装置について、図９，１０を用いて説明する。本実施形態における液晶表示装置１１０は、図１の照明装置５０とは異なる構成の照明装置７０を備えている。この点以外は、実施形態１の液晶表示装置１００と同一である。
ここでは、実施形態１における説明と重複する部分は省略し、照明装置７０の構成を中心に説明する。また、同一の構成部位については同一の番号を附して説明する。

「照明装置の構成」
図９に示すように、表示パネル１０の背面側（Ｚ軸（＋）側）には、拡散板１５と、照明装置７０とが、この順番で重ねて配置されている。また、この積層方向（Ｚ軸（＋）方向）のことを、奥行き方向ともいう。
照明装置７０は、複数の点状光源３０が形成された透明基板２５、レンズアレイ基板６０などから構成されている。
照明装置７０は、光出射面Ｓ側からの奥行き方向において、レンズアレイ基板６０、遮光層６３、透明基板２５、点状光源３０の順番で構成されている。レンズアレイ基板６０には、複数の凸レンズ６１がマトリックス状に配置されている。なお、正確にはレンズアレイ基板６０の複数の凸レンズ６１による凹凸面が光出射面となるが、説明を容易にするために、複数の凸レンズ６１の頂点を含む（通る）平面を光出射面Ｓとしている。

また、素子基板２０と調整基板２２とを貼り合せて形成された透明基板２５は、後述する回路構成や配線態様以外は、図２で説明した透明基板と同様の構成であるが、天地（Ｚ軸方向）を反転した状態で配置されている。詳しくは、光出射面Ｓ側から、調整基板２２、素子基板２０、点状光源３０の順番に配置されている。また、透明基板２５の点状光源３０側（Ｚ軸（＋）側）の面を第１面２５ａとし、レンズアレイ基板６０側（Ｚ軸（−）側）の面を第２面２５ｂとしている。
つまり、照明装置７０では、各点状光源３０が出射した光を分割領域ｄごとに、レンズアレイ基板６０の凸レンズ６１で拡大および整形することにより、実施形態１の照明装置５０と同様な、断面矩形状の部分照明光を出射する。
複数の点状光源３０は、透明基板２５の第１面２５ａのマトリックス状に分割された分割領域ｄごとに１つずつ配置されており、その上層には、封止基板２７が形成されている。点状光源３０は、ＬＥＤ素子、無機ＥＬ素子、有機ＥＬ素子などの発光素子を用いることができる。本実施形態においても、好適例として有機ＥＬ素子を採用している。

遮光層６３は、レンズアレイ基板６０と透明基板２５との間に配置された遮光部であり、平面視において分割領域ｄを区画するように格子状をなしている。
遮光層６３には、２つの役割があり、その一つは、各分割領域ｄにおいて凸レンズ６１と透明基板２５の第２面２５ｂとの間に空気層ｅを形成するためである。もう一つは、遮光層６３の厚さによって、隣り合う分割領域ｄへ部分照明光が入射することを防止することである。なお、遮光層６３の厚さは、約０．０３ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲内であることが好ましい。幅は、約０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲内であることが好ましい。
遮光層６３は、例えば、黒色のウレタン樹脂や、樹脂フィルムを格子状にプレスして形成することができる。または、インクジェット法や、スクリーン印刷法などの印刷法によって、遮光インクを第２面２５ｂに網目状に印刷して形成することもできる。

図１０は、照明装置の分解斜視図であるが、遮光層６３は省略している。
レンズアレイ基板６０の上面（Ｚ軸（−）側）には、複数の凸レンズ６１が分割領域ｄごとに１つずつ形成されている。換言すれば、平面視において略正方形をなす各凸レンズ６１によって、各分割領域ｄが規定されている。また、レンズアレイ基板６０の透明基板２５側の面は、平面となっている。そして、各分割領域ｄの中央部に対応する点状光源３０が位置するようにレイアウトされている。
レンズアレイ基板６０は、透明樹脂、または無機ガラス（光学ガラス）などから構成されている。透明樹脂としては、アクリル系、ポリカーボネートなどの熱可塑性樹脂や、紫外線硬化樹脂などの光硬化樹脂を用いることができる。また、レンズアレイ基板６０は、熱成型、射出成型、切削加工、研磨加工、フォトリソ法、光造型法、インクジェット法などの加工方法、またはこれらの加工方法を組合せて製造することができる。

図９に戻る。
ここで、凸レンズ６１は、対応する点状光源３０から入射する光を拡大および整形して、部分照明光として出射するとともに、光束の断面を分割領域ｄの正方形に相似した形状とするための曲率を有している。なお、当該曲率の詳細については後述する。
これにより、矢印で示すように、凸レンズ６１で拡大および整形された部分照明光は、光出射面Ｓにおいて、平面的に略分割領域ｄと同じ正方形の断面を持つ光束となる。
また、矢印で示すように、凸レンズ６１の曲率は、透明基板２５と空気層ｅとの屈折率の違いによる屈折作用を織り込んだ曲率となっている。

「具体的な光学設計」
図１１は、照明装置の側断面図であり、図９における１つの分割領域の拡大図である。また、図６に対応している。図１２（ａ）〜（ｃ）は、凸レンズの曲率の説明図であり、図７に対応している。
まず、点状光源３０を凸レンズ６１の略焦点に配置するための調整基板２２による透明基板２５の厚さの設定方法については、透明基板２５が反転していること以外は、図６で説明した設定方法と同様である。

詳しくは、図１１に示すように、点状光源３０の中心３０ｃと、透明基板２５の第２面２５ｂにおける遮光層６３との接合部とを結ぶ一点鎖線を線分Ｌ１としたときに、透明基板２５の厚さｔ３は、線分Ｌ１と中心線Ｃｅとがなす角度が角度θとなる厚さに設定されている。なお、第２面２５ｂにおける遮光層６３との接合部は、第２面２５ｂに投影された凸レンズ６１の外形（分割領域ｄ）の一辺に相当する。
ここで、角度θが透明基板２５から空気層ｅに入射する際の臨界角に設定されていることは、実施形態１の照明装置５０と同じである。
これにより、矢印で示すように、点状光源３０が出射した光のうち、角度θよりも小さい角度範囲の光のみが、透明基板２５から出射されて、空気層ｅに入射することができる。他方、臨界角θより大きい角度の光は、透明基板２５から出ることができず、透明基板２５内で全反射を繰り返すことになる。
また、空気層ｅに入射することができた光であっても、遮光層６３に向かう光は、遮光層６３に吸収される。つまり、遮光層６３に向かう光は、隣の分割領域ｄ（凸レンズ６１）には入射しない。

このようにして、透明基板２５から出射する光の範囲（領域）を限定している。なお、分割領域ｄは、平面的に正方形をなしているため、点状光源３０の中心３０ｃを通り、Ｙ軸に平行な線分に沿った側断面においても、図１１と同じ設定となっている。換言すれば、図１１におけるＸ軸をＹ軸と読み替えることができる。

また、具体的な設計態様については、実施形態１で説明した数式（１）、（２）を用いて同様に設計することができる。
例えば、分割数が多くてもコントラストが良く、またエネルギー効率に優れた照明装置７０が求められており、対角５インチの表示パネル１０を使用する場合、下記のように設計する。
この場合、分割領域ｄの大きさを約２．０ｍｍ角とし、点状光源３０のサイズは約０．２ｍｍ角とする。光出射面Ｓのサイズは、縦８０．０ｍｍ×横１０６．０ｍｍとし、光出射面Ｓを４０行×５３列の分割領域に分割する。
この分割数の場合、数式（２）から透明基板２５の厚さｔ３は、約１．１４ｍｍとなるため、調整基板２２の厚さｔ２を約０．６４ｍｍに設定する。

また、多少厚くなっても、分割数を少なくし、製造コストを抑制したい場合には、次のように設計する。
例えば、対角５インチの表示パネル１０の照明装置において、分割数を上記事例の約１／１０の２２１個とした場合について、設計すると以下のようになる。
この場合、分割領域ｄの大きさを約６．３ｍｍ角とし、点状光源３０のサイズは約０．５ｍｍ角とする。光出射面Ｓのサイズは、縦８１．９ｍｍ×横１０７．１ｍｍとし、光出射面Ｓを１３行×１７列の分割領域に分割する。
この分割数の場合、数式（２）から透明基板２５の厚さｔ３は、約３．６ｍｍとなるため、調整基板２２の厚さｔ２を約３．１ｍｍに設定する。
なお、上述した事例は一例であり、分割数は、上記数値に限定するものではなく、液晶表示装置１１０の画像コンテンツ、解像度、厚さなどの仕様に応じて、上記演算式（１）（２）を満たすように、適宜設定することができる。

図１２（ａ）は、凸レンズ６１の曲率を説明するための平面図である。当該図面では、点状光源３０から入射する断面が略円形の光束パターンを光束Ａｉ（破線）としている。また、光束Ａｉを凸レンズ６１によって拡大および整形した光束パターンを光束Ａｏ（実線）で示している。
また、符番６１（ｄ）で示した略正方形の形状は、凸レンズ６１の外形（周縁部）を示しており、分割領域ｄと同じサイズとなっている。また、その中心を中心点６１ｃとしている。凸レンズ６１において、その中心点６１ｃを通り、Ｘ軸に沿った曲率を曲率ｋ１１としている。同様に、中心点６１ｃを通り、Ｙ軸に沿った曲率を曲率ｋ１２としている。これらは、凸レンズ６１の横、および縦方向における基準曲率となる。また、凸レンズ６１における外形の対角線を結ぶ曲率を曲率ｋ１３、曲率ｋ１４としている。

図１２（ｂ）は、（ａ）のｍ−ｍ断面における側断面図であり、比較のため、曲率ｋ１３（ｋ１４）の曲率も破線で示している。図１２（ｃ）は、凸レンズ６１の斜視図である。ここで、凸レンズ６１は、断面が略円形の光束Ａｉを、分割領域ｄの正方形に相似した光束Ａｏに変換するために、凸レンズ６１の横縦方向における曲率ｋ１１，ｋ１２と、対角方向における曲率ｋ１３，ｋ１４とを異ならせている。換言すれば、対角方向の曲率ｋ１３，ｋ１４を、図１２（ａ）の矢印で示すように、略円形の光束Ａｉにおける対角方向を引き伸ばすための曲率設定としている。
詳しくは、図１２（ｂ）に示すように、曲率ｋ１１（ｋ１２）の曲率半径よりも、曲率ｋ１３（ｋ１４）の曲率半径を大きく設定している。なお、凸レンズ６１の外形は略正方形であるため、曲率ｋ１１を曲率ｋ１２に、また、曲率ｋ１３を曲率ｋ１４に、それぞれ読み替えることができる。そして、図１２（ｃ）に示すように、曲率ｋ１１から曲率ｋ１３の間、曲率ｋ１３から曲率ｋ１２の間、曲率ｋ１２から曲率ｋ１４の間、そして、曲率ｋ１４から曲率ｋ１１の間をそれぞれ滑らかに曲率を変化させて凸レンズ６１を形成する。これにより、図１２（ａ）に示すように、凸レンズ６１で拡大された光束Ａｏの形状は、分割領域ｄの形状に相似した略正方形となる。また、その大きさが分割領域ｄよりも一回り大きくなるように凸レンズ６１を配置している。

つまり、凸レンズ６１の曲率と、図７で説明した凹面鏡４１の曲率とは、ミラー反転したときに略同一となるように設定されている。換言すれば、例えば、レンズアレイ基板６０を射出成型の雄型として用いたときに、成型される成型物は、前述した曲面を有する凹面鏡４１を複数備えたミラーアレイ基板４０と同様なものとなる。
また、照明装置７０の光出射面Ｓから出射される照明光の態様は、図８で説明した照明態様と同様のものとなる。

「点状光源の構成および配線態様」
図１３は、点状光源の回路構成図であり、図４に対応している。図１４は、点状光源近傍の断面図であり、図５（ｂ）に対応している。
続いて、実施形態２において、複数の点状光源３０を点灯駆動するための回路構成、および配線態様などについて説明する。
実施形態２の照明装置７０においても、実施形態１の回路構成および駆動方法（単純マトリックス線順次駆動）を踏襲することができるが、本実施形態では、部分照明光が点状光源を介さずに光出射面に到達する構成であるため、より輝度を高階調に制御可能な回路構成、および駆動方法を採用している。

図１３は、各分割領域ｄの点状光源３０を点灯駆動するための回路構成図であり、本実施形態の照明装置７０では、アクティブマトリックス駆動方式を採用している。
各分割領域ｄには、画素を選択するためのスイッチングＴＦＴ（Thin Film Transistor）８６と、点状光源３０に電流を流すための駆動用ＴＦＴ８７と、保持容量（キャパシタ）８８とがそれぞれ備えられている。なお、これらを総称して画素回路ともいう。
スイッチングＴＦＴ８６のゲート端子には、走査線駆動回路８２からの走査線８４が接続されており、ソース端子には、データ線駆動回路８３からのデータ線８５が接続されている。スイッチングＴＦＴ８６のドレイン端子には、駆動用ＴＦＴ８７のゲート端子と、保持容量８８の一端が接続されている。

駆動用ＴＦＴ８７のソース端子と、保持容量８８の他端とは、高電源電位が供給されているＶＤＤラインに接続されている。そして、駆動用ＴＦＴ８７のドレイン端子は、画素電極８９に接続されている。
また、画素電極８９と、共通電極９１との間には、有機ＥＬ素子（層）からなる点状光源３０が配置されている。また、共通電極９１は、アースラインに接続されている。
走査線駆動回路８２は、シフトレジスターや出力バッファー（いずれも図示せず）を含んで構成され、複数の走査線８４に順次走査信号を供給する。
データ線駆動回路８３は、シフトレジスターやラッチ回路（いずれも図示せず）を含んで構成され、複数のデータ線８５にデータ信号を供給する。
そして、走査信号によって選択されたスイッチングＴＦＴ８６はオンし、データ信号が駆動用ＴＦＴ８７に供給される。これにより、駆動用ＴＦＴ８７がオンし、ＶＤＤラインから点状光源３０にデータ信号の電圧に応じた電流が流れ、表示光が放射される。
また、駆動用ＴＦＴ８７がオンするのと並行して、保持容量８８にデータ信号が保持されるため、容量に応じた時間、発光が維持される。

図１４は、点状光源近傍の側断面図であり、図５（ｂ）に対応している。
本実施形態における点状光源３０、および素子基板２０からなる光源部の構成は、点状光源３０が放つ光を素子基板２０側から出射するボトムエミッション型に分類される。
当該光源部は、素子基板２０の第１面２５ａ上に、素子層８１と、画素電極８９と、点状光源３０と、共通電極９１と、接着層２８と、封止基板２７とがこの順番に積層されて構成されている。
また、素子層８１上には、点状光源３０を区画するための隔壁９０が形成されている。隔壁９０は、例えば、黒色樹脂などから形成されており、各分割領域の点状光源を区画している。

素子層８１には、図１３で説明した、スイッチングＴＦＴ８６、駆動用ＴＦＴ８７、保持容量８８などの回路素子、および走査線８４、データ線８５などが形成されている。これらの回路素子、および配線は、隔壁９０に重なるように配置されている。例えば、図１４には、隔壁９０と重なるように配置された駆動用ＴＦＴ８７のドレイン端子と、ＩＴＯなどの透明電極からなる画素電極８９とが接続している様子が示されている。
また、素子層８１において、点状光源３０と重なる領域は、例えば、ＳｉＯ₂などからなる層間絶縁膜によって透明に形成されている。
共通電極９１は、Ｍｇ−Ａｇ合金などの導電性および反射性を兼ね備えた材料から構成された反射層、兼電極であり、点状光源３０および隔壁９０を覆って形成されている。
これらの構成により、点状光源３０が出射した光は、白抜きの矢印で示すように、画素電極８９、および素子層８１を透過して、透明基板２５の第２面２５ｂから出射されることになる。このように、隔壁９０と重なる部分には、光が通過しないため、素子層８１の配線には、金属材料を用いている。
なお、点状光源３０として有機ＥＬ素子（層）の構成は、図５（ｂ）での説明と同様であるが、前述したように、透明基板２５の天地が反転しているため、有機ＥＬ層の積層方向が反対になっている。詳しくは、画素電極８９側から、正孔輸送層と、発光層と、電子注入層とが、この順番で積層されている。つまり、共通電極９１側に電子注入層が配置される。

上述した通り、本実施形態に係る液晶表示装置１１０によれば、実施形態１の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
図１２で説明した通り、分割領域ｄごとに設けられた凸レンズ６１は、点状光源３０から入射する光を分割領域の矩形に相似した形状とするための曲率を有している。
これにより、部分照明光の形状と分割領域の形状とが異なっていたことに起因して輝度ムラが発生していた従来の照明装置と異なり、照明装置７０によれば、光出射面Ｓにおける部分照明光Ａｏの形状を分割領域ｄの形状と略一致させることができる。
また、光出射面Ｓ側から、レンズアレイ基板６０、遮光層６３、透明基板２５、点状光源３０の順番で照明装置７０を構成するとともに、透明基板２５の厚さを調整基板２２によって調整することによって、凸レンズ６１の焦点近傍に点状光源３０を配置させている。

特に、図１１で説明した通り、点状光源３０の中心３０ｃと、透明基板２５の第２面２５ｂにおける遮光層６３との接合部とを結ぶ一点鎖線を線分Ｌ１としたときに、透明基板２５の厚さｔ３は、線分Ｌ１と中心線Ｃｅとがなす角度が角度θ（透明基板２５の臨界角）となる厚さに設定されている。つまり、点状光源３０が出射した光のうち、角度θよりも小さい角度範囲の光のみが、透明基板２５から出射されて部分照明光となり得るため、当該分割領域のみで独立した輝度管理を行うことができる。
よって、隣接する分割領域にまで大きく照明光が及んでしまっていたため、分割領域における輝度を独立して制御することが難しかった従来の照明装置と異なり、照明装置７０によれば、分割領域ごとで独立した輝度制御を行うことができる。

さらに、矩形状の光を出射するために２枚のレンズを必要とした従来の照明装置と異なり、照明装置７０によれば、分割領域ｄごとに設けられた１つの凸レンズ６１によって、断面矩形状の部分照明光Ａｏを出射することができる。
よって、照明装置７０は、従来の照明装置よりも薄く構成することができる。
従って、輝度ムラの低減と、薄型化とを両立した照明装置７０を提供することができる。換言すれば、分割領域ごとの独立した輝度制御が可能で、液晶パネルのバックライトとして使用可能な厚さの照明装置７０を提供することができる。
別の観点から言えば、凹面鏡４１を主体にした構成で輝度ムラの低減と、薄型化とを両立していた実施形態１の照明装置５０と同様の作用効果を、凸レンズ６１を主体にした照明装置７０によっても実現することができる。

また、図１３および図１４で説明した通り、照明装置７０では、複数の点状光源３０を点灯駆動するのにアクティブマトリックス駆動方式を採用している。
よって、単純マトリックス駆動のようなパッシブ型の駆動方法に比べて、応答性良く、かつ、発光輝度をより細かく（高階調）制御することができる。また、単純マトリックス駆動の場合、デューティー駆動であるため、瞬間的に高い輝度が必要となり、有機ＥＬ素子へ負担が掛かるが、この点についても、アクティブマトリックス駆動の方が有利である。従って、応答性良く、発光輝度をより細かく（高階調）制御することが可能な照明装置７０を提供することができる。

（電子機器）
図１５は、上記液晶表示装置を搭載したマルチメディアプレーヤーを示す図である。
液晶表示装置１００は、例えば、電子機器としての携帯型のＭＭＰ（マルチメディアプレーヤー）５００に搭載して用いることができる。
ＭＭＰ５００は、内蔵のハードディスクドライブや、メモリーデバイスなどに記憶されている音楽や、動画、写真などを再生可能に設けられている。
ＭＭＰ５００は、表示部として液晶表示装置１００を備えており、複数の操作ボタン５１０を操作することにより、記憶している動画や写真などの表示を行うことができる。
例えば、映画などの動画を表示している場合、表示画像のコントラストに応じて、明るい領域の照明は明るく、暗い領域の照明は暗くなるような輝度制御が可能であるため、よりメリハリのある表示画像を得ることができる。また、暗い領域や、暗い画像の照明は暗くすることが可能なため、一様な明るさの照明をしていた従来の照明装置に比べて消費電力を抑制することができる。
このように、表示部として液晶表示装置１００備えたことにより、分割領域ごとで独立した輝度制御を行うことが可能で、薄型かつ、省エネ効果に優れたＭＭＰ５００を提供することができる。
なお、液晶表示装置１００を、液晶表示装置１１０に置き換えた構成であっても良く、これらの構成であっても、液晶表示装置１００の場合と同様な作用効果を得ることができる。

また、電子機器としてはＭＭＰに限定するものではなく、表示パネルを備えた電子機器であれば良い。
例えば、携帯電話、カーナビゲーションシステム用の表示装置や、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器などの各種電子機器に用いることができる。
これらの電子機器であっても、ＭＭＰ５００と同様な作用効果を得ることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。

（変形例１）
図１６は、変形例１に係る液晶表示装置の側断面図であり、図２に対応している。
ここでは、変形例１に係る液晶表示装置１０５について、図１６を用いて説明する。
変形例１に係る液晶表示装置１０５は、実施形態１の液晶表示装置１００の照明装置５０とは異なる照明装置５５を搭載している。詳しくは、照明装置５５は、遮光層４３を備えていることが実施形態１の照明装置５０と異なる。換言すれば、照明装置５５の構成は、遮光層４３を備えていること以外は、実施形態１の照明装置５０と同じである。
以下、実施形態１における記載と重複する部分は省略して説明する。なお、同一の構成部位については、同一の番号を附して説明する。

図１６に示すように、透明基板２５とミラーアレイ基板４０との間には、遮光層４３が形成されている。詳しくは、透明基板２５の調整基板２２とミラーアレイ基板４０の凹面鏡４１の周縁部との間に、遮光層４３が形成されている。
平面視において、遮光層４３は、凹面鏡４１の外形（分割領域ｄ）に沿って格子状に形成された黒色の遮光層である。
遮光層４３は、図９で説明した遮光層６３と同様な材料、および製法によって形成することができる。また、遮光層４３の厚さおよび幅も、遮光層６３と同様である。
ここでは、好適例として、黒色の樹脂フィルムを格子状にプレス加工したものを遮光層４３として用いている。
遮光層４３が設けられていることにより、凹面鏡４１の周縁部と調整基板２２との間の間隙が埋められるため、部分照明光が隣りの分割領域ｄに入射することを防止することができる。
従って、輝度ムラを低減した照明装置５５および液晶表示装置１０５を提供することができる。

（変形例２）
図１７は、変形例２に係る点状光源の態様を示す平面図であり、図１０において点状光源を透明基板２５の第２面２５ｂ側から観察したときの透過平面図である。
変形例２に係る照明装置では、１つの点状光源３９が微小な赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）色の要素光源（発光素子）の集合体から構成されている。詳しくは、点状光源３９は、赤色を発光する有機ＥＬ素子３９Ｒと、緑色を発光する有機ＥＬ素子３９Ｇと、青色を発光する有機ＥＬ素子３９Ｂとから構成されている。なお、有機ＥＬ素子３９Ｒ，３９Ｇ，３９Ｂが要素光源に相当する。
有機ＥＬ素子３９Ｒは、図１４の積層構造と同様に形成されており、有機ＥＬ素子の発光層が赤色を発光する有機材料となっている点が、実施形態２の構成と異なる。また、同様に、有機ＥＬ素子３９Ｇの発光層には緑色を発光する有機材料が用いられ、有機ＥＬ素子３９Ｂの発光層には青色を発光する有機材料が用いられている。

また、各有機ＥＬ素子３９Ｒ，３９Ｇ，３９Ｂは、３つが近接してセットとして配置されるとともに、それぞれが隔壁９０（図１４）によって区画され、素子ごとに、図１３で説明した画素回路が設けられている。
つまり、３つの有機ＥＬ素子３９Ｒ，３９Ｇ，３９Ｂが出射する光を合成した光が、点状光源３９の部分照明光として出射されることになる。また、３つの有機ＥＬ素子３９Ｒ，３９Ｇ，３９Ｂは、それぞれが、独立して点灯駆動可能に構成されている。
よって、点状光源３９の各々は、各有機ＥＬ素子３９Ｒ，３９Ｇ，３９Ｂの輝度を調整することによって、様々な色調の光を出射することができる。また、白色光においても、微妙に異なるカラーバリエーションの白色光を出射することができる。

さらに、図１７の最上段の点状光源３９における有機ＥＬ素子３９Ｒ，３９Ｇ，３９Ｂの並びは、左側（Ｘ軸（−）側）の上方（Ｙ軸（＋）側）から下方に、有機ＥＬ素子３９Ｒ，３９Ｇの順番で配置され、その配置の右側（Ｘ軸（＋）側）に有機ＥＬ素子３９Ｂが配置されたデルタ配列となっている。
また、その下段の点状光源３９における並びは、左側の上方から下方に、有機ＥＬ素子３９Ｂ，３９Ｒの順番で配置され、その配置の右側には有機ＥＬ素子３９Ｇが配置されたデルタ配列となっている。
また、その下段の点状光源３９における並びは、左側の上方から下方に、有機ＥＬ素子３９Ｇ，３９Ｂの順番で配置され、その配置の右側には有機ＥＬ素子３９Ｒが配置されたデルタ配列となっている。
つまり、点状光源３９の配置行ごとに、各要素光源の配置が変わっている。換言すれば、デルタ配置における色調が、配置行ごとに一つずつ反時計回りに回転している。
これにより、点状光源３９における各要素光源の配置に起因した色光の癖を配置行単位でキャンセルし、照明光を均一化することができる。
従って、変形例２に係る照明装置によれば、発光輝度をより細かく（高階調に）制御することができる。また、様々な色調の光による照明を含むカラーバリエーション豊富な照明を行うことができる。

なお、上記説明では、各要素光源が有機ＥＬであるものとして説明したが、無機ＥＬ素子や、ＬＥＤであっても良い。また、要素光源の発光色は、ＲＧＢに限定するものではなく、例えば、シアン、マゼンタ、イエローなどの色光であっても良いし、これらをＲＧＢに加えたり、組み合せた構成であっても良い。また、各要素光源のサイズも同一でなくても良く、例えば、不足しがちな色光の要素光源のサイズを大きく設定しても良い。
また、１つの点状光源を複数の要素光源の集合体によって構成することは、実施形態１の照明装置５０にも適用することができる。
これらの構成であっても、変形例２と同様な作用効果を得ることができる。

（変形例３）
図１を用いて説明する。
上記各実施形態において、分割領域ｄは、略正方形であるものとして説明したが、これに限定するものではなく、分割領域ｄを長方形としても良い。
例えば、実施形態１の照明装置５０において、表示パネル１０の表示領域Ｖのサイズを対角５インチとしたときに、分割領域ｄのサイズを縦方向（Ｙ軸方向）６．３ｍｍ×横方向（Ｘ軸方向）８．２ｍｍの長方形としても良い。
この場合、光出射面Ｓを１３行×１３列の分割領域に分割し、光出射面Ｓのサイズは、縦８１．９ｍｍ×横１０６．６ｍｍとする。また、分割数は１６９個となる。
また、この場合、長方形の短辺方向（６．３ｍｍ）を幅ｗとして数式（１），（２）から透明基板２５の厚さｔ３（図６）を定める。厚さｔ３は、約３．６ｍｍとなる。

図７を用いて説明する。
ここでは、図７（ａ）の凹面鏡４１の外形（分割領域ｄ）が上記寸法関係にあるものとして説明する。換言すれば、図７（ａ）の凹面鏡４１が紙面に向かって横長の長方形であるとみなして説明する。
凹面鏡４１の外形が長方形の場合、点状光源３０から入射する断面が略円形の光束Ａｉを断面が長方形の光束Ａｏに変換するために、縦方向の曲率ｋ２と、横方向の曲率ｋ１とを異ならせる必要がある。また、実施形態１での説明と同様に、横方向の曲率ｋ１と、対角線における曲率ｋ３（ｋ４）とを異ならせる必要もある。
詳しくは、曲率が、縦方向の曲率ｋ２、横方向の曲率ｋ１、対角線における曲率ｋ３（ｋ４）、という順番で大きくなるように、凹面鏡４１の曲率を設定する。
この構成によれば、照明装置の設計の自由度を高めることができる。
また、この凹面鏡４１の曲率をミラー反転させれば、図１２の凸レンズ６１にも適用することができる。換言すれば、実施形態２の照明装置７０においても、分割領域ｄを長方形で形成することができる。

１０…表示パネル、２５…透明基板、２５ａ…透明基板の第１面、２５ｂ…透明基板の第２面、３０，３９…点状光源、３１…金属電極、３４…第１透明電極としての走査線、３５…第２透明電極としてのデータ線、３９Ｒ，３９Ｇ，３９Ｂ…要素光源としての有機ＥＬ素子、４１…凹面鏡、４３，６３…遮光部としての遮光層、５０，７０…照明装置、６１…凸レンズ、１００，１０５，１１０…電気光学装置としての液晶表示装置、５００…電子機器としてのＭＭＰ、ｄ…分割領域、Ｓ…光出射面、θ…角度（臨界角）。

Claims (15)

1. 点状光源と、
   前記点状光源に対応した位置に凹面鏡が形成されたミラーアレイ基板と、を有し、
   前記凹面鏡は、前記ミラーアレイ基板の前記点状光源側の面において、略矩形をなした分割領域に形成され、
   前記凹面鏡の凹部は、
   前記分割領域の対角線の方向の断面において、第１曲率を有し、
   前記分割領域の２つの対角線の交点を通り、かつ、前記分割領域の一辺に平行な方向である第１方向の断面において、前記第１曲率と異なる曲率である第２曲率を有することを特徴とする照明装置。
2. 請求項１に記載の照明装置において、
   前記第1曲率は、前記第２曲率より小さいことを特徴とする照明装置。
3. 請求項１または２に記載の照明装置において、
   前記点状光源と前記ミラーアレイ基板との間に配置された透明基板を有し、
   前記凹面鏡の凹部は、前記透明基板との間に空間を備え、
   前記第１方向の断面において、
   前記分割領域の端辺から前記透明基板へ下ろした垂線を第１直線とし、
   前記第１直線と前記透明基板の前記ミラーアレイ基板側の面との交点と、前記点状光源と、を結んだ直線を第２直線としたとき、
   前記透明基板は、前記第１直線と前記第２直線とのなす角が、前記透明基板から前記空間へ向かう方向の光が反射する臨界角と略等しくなる、屈折率及び厚さであることを特徴とする照明装置。
4. 請求項３に記載の照明装置において、
   前記透明基板と前記ミラーアレイ基板との間に配置された遮光部を有し、
   前記遮光部は、前記透明基板の面に垂直な方向から見た平面視において、前記分割領域の辺と重なる格子状の形状であることを特徴とする照明装置。
5. 請求項３または４に記載の照明装置において、
   前記透明基板の前記点状光源側の面に配置された第１透明電極と、
   前記透明基板の前記点状光源側の面に配置された金属電極と、
   前記透明基板の前記点状光源側の面に配置された第２透明電極と、を有し、
   前記点状光源は、ＥＬ素子またはＬＥＤ素子であり、
   前記金属電極は、前記点状光源と重なる位置に配置され、かつ、前記第２透明電極と電気的に接続されていることを特徴とする照明装置。
6. 点状光源と、
   前記点状光源に対応した位置に凸レンズが形成されたレンズアレイ基板と、を有し、
   前記凸レンズは、前記レンズアレイ基板の前記点状光源と反対側の面において、略矩形をなした分割領域に形成され、
   前記凸レンズの凸部は、
   前記分割領域の対角線の方向の断面において、第１曲率を有し、
   前記分割領域の２つの対角線の交点を通り、かつ、前記分割領域の一辺に平行な方向である第１方向の断面において、前記第１曲率と異なる曲率である第２曲率を有することを特徴とする照明装置。
7. 請求項６に記載の照明装置において、
   前記第1曲率は、前記第２曲率より小さいことを特徴とする照明装置。
8. 請求項６または７に記載の照明装置において、
   前記点状光源と前記レンズアレイ基板との間に、空間を備えるように配置された透明基板を有し、
   前記第１方向の断面において、
   前記分割領域の端辺から前記透明基板へ下ろした垂線を第１直線とし、
   前記第１直線と前記透明基板の前記レンズアレイ基板側の面との交点と、前記点状光源と、を結んだ直線を第２直線としたとき、
   前記透明基板は、前記第１直線と前記第２直線とのなす角が、前記透明基板から前記空間へ向かう方向の光が反射する臨界角と略等しくなる、屈折率及び厚さであることを特徴とする照明装置。
9. 請求項８に記載の照明装置において、
   前記透明基板と前記レンズアレイ基板との間に配置された遮光部を有し、
   前記遮光部は、前記透明基板の面に垂直な方向から見た平面視において、前記分割領域の辺と重なる格子状の形状であることを特徴とする照明装置。
10. 請求項１乃至９の何れかに記載の照明装置において、
    前記点状光源は、赤色、青色、緑色を含む複数の要素光源の集合体であることを特徴とする照明装置。
11. 請求項１乃至１０の何れかに記載の照明装置において、
    前記分割領域は、正方形であることを特徴とする照明装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の照明装置と、
    矩形をなした表示領域を有する透過型、または半透過反射型の表示パネルと、を備え、
    前記表示領域の背面と、前記照明装置の光出射面とが向い合うように、前記表示パネルと前記照明装置とを重ねて配置したことを特徴とする電気光学装置。
13. 前記表示領域は、多数の画素から形成されてなり、
    前記分割領域は、前記多数の画素のうちの、複数の前記画素からなる画素領域と略同じ大きさに形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の電気光学装置。
14. 前記表示パネルは、液晶パネルであることを特徴とする請求項１２または１３に記載の電気光学装置。
15. 請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の電気光学装置を表示部として備えたことを特徴とする電子機器。

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