JP2019160633A - 面光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】拡散層の厚みが薄い場合であっても照明光に生じうる明暗部（特に暗部）の程度を抑えることができる面光源装置を提供する。【解決手段】照度分布調整板４０は、光源と対向して配置され、光源から出射した光の照度分布を調整する。拡散板２６は、光源とは反対側において照度分布調整板４０上に配置され、光を拡散する。隣り合って配置される光透過部４５の出射側の中心間の距離をｐで表し、これらの光透過部４５のうちの一方の出射側の直径をＯＬで表すとともに他方の出射側の直径をＯＲで表し、照度分布調整板４０の厚みをｔで表し、拡散板２６の厚みをｄで表し、拡散板２６の拡散度をｄ５０で表した場合、以下の式が満たされる：（ｐ−ＯＬ／２−ＯＲ／２）≦｛ｄ／ｔａｎ（θＬ−ｄ５０）＋ｄ／ｔａｎ（θＲ−ｄ５０）｝ただし、ｔａｎ（θＬ）＝ｔ／ＯＬ、ｔａｎ（θＲ）＝ｔ／ＯＲ。【選択図】図８

Description

本発明は、面光源装置に関する。

液晶表示パネルを背面側から照明するバックライトとして、面状に発光する面光源装置が広く普及している。面光源装置は、光学部材の側方に光源を配置するエッジライト型と、光学部材の直下に光源を配置する直下型とに大別される。

エッジライト型の面光源装置は薄型化が比較的容易である。そのため車載用の液晶表示装置などの薄型化が求められている液晶表示装置では、バックライトとしてエッジライト型の面光源装置が用いられてきた。その一方で、車載用の液晶表示装置では、窓から差し込む外光の下での視認性を確保するために、表示を明るくすることが求められている。エッジライト型の面光源装置を使って明るい表示を得ようとする場合、光学部材の側方に多数の光源を密に配置する必要がある。しかしながら車載用の液晶表示装置は狭い空間に配置されることが多く、狭い空間に多数の光源が密に配置されると、光源から生じる熱が外方へ十分に放出されず、液晶表示装置は高温になって誤動作を生じる虞がある。一方、直下型の面光源装置をバックライトとして用いる場合、複数の光源を互いに離間して配置することができるので、光源から生じる熱を適切に放出することができ、液晶表示装置の誤動作等の不具合を有効に回避することができる。したがって車載用の液晶表示装置においては、直下型の面光源装置をバックライトとして用いつつ、この面光源装置を薄型化することが求められている。

直下型の面光源装置において、装置を薄型化しつつ映像の明るさのムラを抑えるために、光源と液晶表示パネルとの間に照度分布調整板を配置し、この照度分布調整板により光の照度分布を調整する技術が知られている。この照度分布調整板は、反射部材で構成され、多数の光透過孔を有する。通常は、一つの光源によってカバーするエリアを複数の細かい要素領域に分割し、一つの要素領域に一つの光透過孔を配置して、光源からの距離が大きくなるに従って光透過孔の開口率が大きくなるように、照度分布調整板が設計される。これにより照度分布調整板を通過する光の分布を均一化し、映像の明るさのムラを抑えることが可能である。

例えば特許文献１が開示する直下型の面照明光源装置は放射側反射部を備えており、この放射側反射部に形成される多数の開口部の直径の大きさが調整されて、照明光の均一化が図られている。

国際公開第２００９／００１５３２号

上述のように直下型の面光源装置では照度分布調整板を用いることで照度分布の均一化が図られているが、照度分布の更なる均一化のために、光学部材及び／又は空隙によって構成される拡散層を照度分布調整板の出射側に設けることがある。この場合、拡散層において光の拡散が促され、照度分布調整板から出射する光の分布を更に効果的に均一化することができる。

一方、面光源装置の薄型化の要求が高まるにつれて、拡散層をより一層薄くすることが求められている。しかしながら拡散層が薄くなるほど、光の拡散度は小さくなる。そのため拡散層が薄い場合には、照度分布調整板の光透過孔から出射した光が十分に拡散せず、局所的に暗い部分が照明光に存在したり、スポット状の明るい光が視認されたりすることがある。このように、拡散層の厚みが薄い場合には光の拡散が不十分になって、照度分布が十分には均一化されないことがある。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、拡散層の厚みが薄い場合であっても照明光に生じうる明暗部（特に暗部）の程度を抑えることができる面光源装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、光源と、光源と対向して配置され光源から出射した光の照度分布を調整する照度分布調整板と、光源とは反対側において照度分布調整板上に配置される拡散板と、を備える面光源装置であって、照度分布調整板は、光を透過させる複数の光透過部が形成された基材を有し、基材は、１以上の区画領域を有し、各区画領域は、複数の要素領域に区分けされ、少なくとも、基材の法線方向に沿って投影されたときに光源と重なる要素領域に隣接する要素領域の各々には、光透過部が形成され、隣り合って配置される光透過部のうちの光の出射側の中心間の距離をｐで表し、隣り合って配置される光透過部のうちの一方の光の出射側の直径をＯ_Ｌで表すとともに他方の光の出射側の直径をＯ_Ｒで表し、照度分布調整板の厚みをｔで表し、拡散板の厚みをｄで表し、拡散板に垂直に入射した光に対する拡散板を透過している透過光の変角光度分布において、拡散板の法線方向の透過光の光度の値の５０％の値の光度を示す透過光の角度をｄ５０で表した場合、
（ｐ−Ｏ_Ｌ／２−Ｏ_Ｒ／２）≦｛ｄ／ｔａｎ（θ_Ｌ−ｄ５０）＋ｄ／ｔａｎ（θ_Ｒ−ｄ５０）｝、
ただし、ｔａｎ（θ_Ｌ）＝ｔ／Ｏ_Ｌ、ｔａｎ（θ_Ｒ）＝ｔ／Ｏ_Ｒ、
を満たす面光源装置に関する。

本発明の他の態様は、光源と、光源と対向して配置され光源から出射した光の照度分布を調整する照度分布調整板と、光源とは反対側において照度分布調整板上に空隙層を介して配置され光を拡散する拡散板と、を備える面光源装置であって、照度分布調整板は、光を透過させる複数の光透過部が形成された基材を有し、基材は、１以上の区画領域を有し、各区画領域は、複数の要素領域に区分けされ、少なくとも、基材の法線方向に沿って投影されたときに光源と重なる要素領域に隣接する要素領域の各々には、光透過部が形成され、隣り合って配置される光透過部のうちの光の出射側の中心間の距離をｐで表し、隣り合って配置される光透過部のうちの一方の光の出射側の直径をＯ_Ｌで表すとともに他方の光の出射側の直径をＯ_Ｒで表し、照度分布調整板の厚みをｔで表し、拡散板の厚みをｄで表し、拡散板に垂直に入射した光に対する拡散板を透過している透過光の変角光度分布において、拡散板の法線方向の透過光の光度の値の５０％の値の光度を示す透過光の角度をｄ５０で表し、空隙層の厚みをｄ_Ａで表した場合、
（ｐ−Ｏ_Ｌ／２−Ｏ_Ｒ／２）≦｛ｄ／ｔａｎ（θ_Ｌ−ｄ５０）＋ｄ／ｔａｎ（θ_Ｒ−ｄ５０）＋（ｄ_Ａ×Ｏ_Ｌ）／ｔ＋（ｄ_Ａ×Ｏ_Ｒ）／ｔ｝、
ただし、ｔａｎ（θ_Ｌ）＝ｔ／Ｏ_Ｌ、ｔａｎ（θ_Ｒ）＝ｔ／Ｏ_Ｒ、
を満たす面光源装置に関する。

面光源装置は、複数の光透過部のうち、光源の直上には配置されない光透過部であって、光源に最も近い位置に配置される光透過部を１次光透過部とした場合、照度分布調整板の延在方向に関して１次光透過部のうち光源から最も離れた位置と光源との間の距離をｘで表し、延在方向と垂直をなす方向に関する光源と照度分布調整板との間の距離をｙで表し、１次光透過部の光の出射側の直径をＯ_１で表した場合、
（ｐ−Ｏ_１）／２≦ｄ／ｔａｎ（θ_１−ｄ５０）、
ただし、ｔａｎ（θ_１）＝（ｔ＋ｙ）／ｘ、
を満たしてもよい。

面光源装置は、複数の光透過部のうち、光源の直上には配置されない光透過部であって、光源に最も近い位置に配置される光透過部を１次光透過部とした場合、照度分布調整板の延在方向に関して１次光透過部のうち光源から最も離れた位置と光源との間の距離をｘで表し、延在方向と垂直をなす方向に関する光源と照度分布調整板との間の距離をｙで表し、１次光透過部の光の出射側の直径をＯ_１で表した場合、
（ｐ−Ｏ_１）／２≦ｄ／ｔａｎ（θ_１−ｄ５０）＋ｄ_Ａ／ｔａｎ（θ_１）、
ただし、ｔａｎ（θ_１）＝（ｔ＋ｙ）／ｘ、
を満たしてもよい。

複数の光透過部は、光源からの距離が遠くなるほど、対応の要素領域における開口率が増大してもよい。

複数の光透過部は、隣り合って配置される光透過部の中心間の距離が一定であるように、照度分布調整板に形成されてもよい。

本発明によれば、拡散層の厚みが薄い場合であっても照明光に生じうる明暗部（特に暗部）の程度を抑えることができる。

図１は、表示パネルと面光源装置を備えた表示装置の一例を概略的に示す図である。 図２は、面光源装置の一例を概略的に示す斜視図である。 図３は、面光源装置に組み込まれた照度分布調整板の一例を示す平面図である。 図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った面光源装置の断面を示す図である。 図５は、照度分布調整板の一つの区画領域を示す平面図であって、要素領域及び光透過孔の配置パターンの一例を示す図である。 図６は、要素領域の平面視形状の一例を示す図である。 図７は、拡散板及び照度分布調整板を部分的に拡大して示す断面図であり、拡散板及び照度分布調整板の寸法が最適化されていない場合を例示する。 図８は、拡散板及び照度分布調整板を部分的に拡大して示す断面図であり、拡散板及び照度分布調整板の寸法が最適化されている場合を例示する。 図９は、拡散板及び照度分布調整板を部分的に拡大して示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

本明細書において、「板」、「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「板」は「シート」や「フィルム」と呼ばれうるような部材をも含む概念であり、したがって、例えば、「照度分布調整板」は、「照度分布調整シート」や「照度分布調整フィルム」と呼ばれる部材と、呼称の違いのみにおいて区別され得ない。

また、「板面（シート面、フィルム面）」とは、対象となる板状（シート状、フィルム状）の部材を全体的且つ大局的に見た場合において対象となる板状部材（シート状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。なお、本明細書において、面及び板状（シート状、フィルム状）の部材の法線方向とは、対象となる面及び板状（シート状、フィルム状）の部材の板面への法線方向のことを指す。

さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待しうる程度の範囲を含めて解釈することとする。

図１は、表示パネル１５と面光源装置２０を備えた表示装置１０の一例を概略的に示す図である。図２は、面光源装置２０の一例を概略的に示す斜視図である。

本実施の形態の表示装置１０は、例えば動画、静止画、文字情報、或いはこれらの組み合わせで構成された映像を表示パネル１５に表示する装置である。本実施の形態では、表示装置１０が車載用の液晶表示装置である例について説明するが、これに限られることなく、表示装置１０は、室内又は屋外において、広告、プレゼンテーション、テレビジョン映像、各種情報の表示等、様々な用途に使用されうる。図１に示された表示装置１０は、出光面２０ａを有する面光源装置２０と、出光面２０ａと対向して配置された表示パネル１５と、を有している。図示された例では、表示パネル１５は液晶表示パネルとして構成されており、したがって表示装置１０は液晶表示装置として構成されている。本実施の形態では、面光源装置２０はいわゆる直下型のバックライトを構成しており、表示パネル１５の背面側（すなわち観察者５とは反対側）から表示パネル１５を照明する。

図示された例では、表示パネル１５は、映像が表示される表示面１５ａが面光源装置２０とは反対側を向くように配置されている。これにより、表示パネル１５の表示面１５ａが表示装置１０の表示面１０ａを形成する。表示パネル１５は、表示パネル１５の法線方向から見て、すなわち平面視において、矩形形状に形成されている。

本実施の形態の表示パネル１５は、透過型の液晶表示パネルであり、面光源装置２０から表示パネル１５に入射した光の一部を透過させ、表示面１５ａに映像を表示させる。表示パネル１５は、液晶材料を有する液晶層を含んでおり、表示パネル１５の光透過率は、液晶層に印加される電界の強度に応じて変化する。このような表示パネル１５の一例として、一対の偏光板と、一対の偏光板間に配置された液晶セル（液晶層）と、を有する液晶表示パネルを用いることができる。この液晶表示パネルにおいて、偏光板は、入射した光を直交する二つの偏光成分に分解し、一方の方向の偏光成分を透過させ、一方の方向に直交する他方の方向の偏光成分を吸収する機能を有した偏光子を有する。液晶セルは、一対の支持板と、一対の支持板間に配置された液晶と、を有する。液晶セルは、一つの画素を形成する領域毎に電界が印加されうるようになっており、電界が印加された液晶セルの液晶の配向は変化するようになる。面光源装置２０から出射し、液晶セルの面光源装置２０側に配置された偏光板を透過した特定方向（透過軸と平行な方向）の偏光成分は、一例として、電界印加されていない液晶セルを通過する際にはその偏光方向を９０°回転させ、電界印加されている液晶セルを通過する際にはその偏光方向を維持する。これにより、液晶セルへの電界印加の有無によって、液晶セルの面光源装置２０側に配置された偏光板を透過した特定方向の偏光成分が、液晶セルの面光源装置２０と反対側に配置された他の偏光板をさらに透過するか、或いは、当該他の偏光板で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。

面光源装置２０は、面状の光を出射する出光面２０ａを有しており、出光面２０ａの法線方向に出光面２０ａと対向する領域内に光源２２が設けられた、いわゆる直下型のバックライトとして構成されている。図２に示されているように、本実施の形態の面光源装置２０は、ベース積層体３０、スペーサ２３、照度分布調整板４０、拡散板２６、第１光学シート２７及び第２光学シート２８を有している。図示された例では、ベース積層体３０上にスペーサ２３及び照度分布調整板４０が順に積層され、照度分布調整板４０から所定の距離だけ離間して、拡散板２６、第１光学シート２７及び第２光学シート２８の積層体が配置されている。すなわち拡散板２６は、空隙層５１を介して照度分布調整板４０上に配置されている。空隙層５１には、空気等の任意の気体が存在しており、後述のように光の拡散を積極的に促す成分は含まれていない。ただし、拡散板２６は照度分布調整板４０上に直接的に配置されてもよく、拡散板２６と照度分布調整板４０との間に空隙層５１が設けられていなくてもよい。そして、第２光学シート２８が面光源装置２０の出光面２０ａをなしている。

図３は、面光源装置２０に組み込まれた照度分布調整板４０の一例を示す平面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った面光源装置２０の断面を示す図である。とりわけ図４は、照度分布調整板４０の基材４１における一つの区画領域Ａａに対応する面光源装置２０の断面を示している。

光源２２は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）等で構成され、照度分布調整板４０と対向して配置されている。本実施の形態では、図３によく示されているように、光源２２は、面光源装置２０の板面に平行な第１方向ｄ_１に沿って並べて配置されるすなわち配列されるとともに、面光源装置２０の板面に平行且つ第１方向ｄ_１と交差する第２方向ｄ_２に沿って配列される。とりわけ本実施の形態では、第１方向ｄ_１と第２方向ｄ_２とは直角をなす。すなわち、本実施の形態では、複数の光源２２が第１方向ｄ_１及び第２方向ｄ_２に沿って２次元的に配列される。なお、これに限られず、面光源装置２０は、第１方向ｄ_１又は第２方向ｄ_２に沿って一列に配列された複数の光源２２を有していてもよいし、一つの光源２２のみを有していてもよい。なお、各光源２２の出力、すなわち、各光源２２の点灯及び消灯、及び／又は、各光源２２の点灯時の明るさは、他の光源２２の出力から独立して調節されうることが好ましい。

照度分布調整板４０は、光源２２と対向して配置され、光源２２から出射した光の照度分布を調整する。図３に示された例では、照度分布調整板４０の輪郭は平面視において矩形形状を有している。第１方向ｄ_１及び第２方向ｄ_２は任意に定義できるが、図示された例では、第１方向ｄ_１は照度分布調整板４０の輪郭をなす矩形形状の１辺と平行をなすように定義され、第２方向ｄ_２は当該１辺と直交する他の１辺と平行をなすように定義される。とりわけ図示された例では、第１方向ｄ_１は照度分布調整板４０の輪郭をなす矩形形状の長辺と平行をなすように定義され、第２方向ｄ_２は当該矩形形状の短辺と平行をなすように定義される。

スペーサ２３は、照度分布調整板４０を支持する部材であり、ベース積層体３０と照度分布調整板４０との間を所定の距離に保つ機能を有している。図２及び図３に示されているように、スペーサ２３は、隣り合う二つの光源２２の間を仕切る壁部２４を有しており、これにより、各光源２２に対応して、壁部２４で囲まれた開口２５が形成されている。図示された例では、スペーサ２３は、平面視において、第１方向ｄ_１に配列され第２方向ｄ_２に延びる複数の壁部２４と、第２方向ｄ_２に配列され第１方向ｄ_１に延びる複数の壁部２４と、が格子をなすように配置されている。開口２５は、光源２２の配置パターンに対応して設けられる。すなわち、スペーサ２３は、第１方向ｄ_１に配列されるとともに、第２方向ｄ_２に配列された、複数の開口２５を有している。本実施の形態では、各開口２５は、平面視において矩形とりわけ正方形をなして形成されているが、これに限られず、各開口２５は、平面視において三角形、六角形、円形等の他の形状をなしていてもよい。このようなスペーサ２３は、例えばポリカーボネート樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン−アクリレート共重合樹脂（ＡＳＡ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂（ＡＥＳ樹脂）、ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ樹脂）、ポリアセタール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、又はこれらの樹脂を２種以上混合した混合物等で形成することができる。とりわけスペーサ２３は、可視光波長域の光に対する高い反射性を有する材料で構成されることが好ましい。

図３では、照度分布調整板４０の背面側に配置される光源２２及びスペーサ２３の開口２５の位置が破線で示されている。照度分布調整板４０は、光源２２から出射した光を透過させるための複数の光透過孔（光透過部）４５が形成された基材４１を備えている。なお、図３では、光透過孔４５の図示は省略されている。照度分布調整板４０の基材４１は、各光源２２に対応した１以上の区画領域Ａａを有している。図示の基材４１は複数の区画領域Ａａを有し、一つの光源２２に対して一つの区画領域Ａａが設けられている。したがって、基材４１は、第１方向ｄ_１に沿って配列されるとともに、第２方向ｄ_２に沿って配列された、複数の区画領域Ａａを有している。図３では、基材４１における一点鎖線で区画された領域がそれぞれの区画領域Ａａを示している。図示された例では、各区画領域Ａａは平面視で矩形形状に形成されているが、区画領域Ａａの形状はこれに限られない。なお、各区画領域Ａａは、規則的に配列された複数の要素領域Ａｂにさらに区分けされる。図示の要素領域Ａｂは互いに共通の形状及び共通の大きさを有するが、要素領域Ａｂの具体的な形状及び大きさは限定されず、例えば要素領域Ａｂ間において形状が異なっていてもよい。なお、要素領域Ａｂの具体的な形状及び配列パターンについては後述する。

図３に示された例では、基材４１の隣り合う区画領域Ａａを区画する区画線Ｌａは、スペーサ２３の壁部２４に沿って定義される。言い換えると、区画線Ｌａは、照度分布調整板４０の法線方向に沿ってスペーサ２３の壁部２４と対向する領域内に位置するように定義される。結果として、区画線Ｌａは、全体として、第１方向ｄ_１に配列され第２方向ｄ_２に延びる複数の区画線Ｌａと、第２方向ｄ_２に配列され第１方向ｄ_１に延びる複数の区画線Ｌａと、が格子をなすように定義される。図示された例では、各区画領域Ａａは、第１方向ｄ_１に沿った幅Ｗ_１と、第２方向ｄ_２に沿った幅Ｗ_２とを有する。この幅Ｗ_１及び幅Ｗ_２は、例えば５ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることができる。

ベース積層体３０は、光源２２を支持するとともに、光源２２に対して電源を供給する機能を有する。図４に示された例では、ベース積層体３０は、基材３１、接合層３２、フィルム基板３３、配線層３４、レジスト層３５及び光反射層３６を有している。

基材３１は、フィルム基板３３、配線層３４、レジスト層３５及び光反射層３６を保持する基材として機能する部材である。基材３１の材料としては、フィルム基板３３、配線層３４、レジスト層３５及び光反射層３６を適切に保持することができるものであれば特に限られないが、例えば金属や樹脂等を用いることができる。とりわけアルミニウム等の熱伝導性の良い金属材料で形成された基材３１を用いると、光源２２で生じた熱をこの基材３１を介して面光源装置２０の背面側へ向けて放出することができるので、より好ましい。この基材３１の厚さは、例えば０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。なお、基材３１は、面光源装置２０の筐体の一部をなしていてもよい。

フィルム基板３３は、配線層３４を保持する基材として機能する部材であり、配線層３４とともにプリント配線板を形成する。図４に示されたフィルム基板３３は、可撓性を有する樹脂フィルムで形成されており、これによりフィルム基板３３は、配線層３４とともにフレキシブルプリント配線板を形成する。このフィルム基板３３の厚さは、例えば１０μｍ以上５００μｍ以下とすることができる。フィルム基板３３として、従来のリジッド基板よりも薄い基板を用いることにより、面光源装置２０を薄型化することができる。フィルム基板３３の材料としては、絶縁性、耐熱性、耐久性、加熱時の寸法安定性、機械的強度等を考慮して適宜選択されうるが、例えば、ポリイミド（ＰＩ）や、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いることができる。

フィルム基板３３は、接合層３２を介して基材３１に固定される。接合層３２は、フィルム基板３３を適切に基材３１に固定できるものであれば特に限られない。一例として、接合層３２として両面テープを用いることができる。その他にも、接合層３２として適宜の接着剤や粘着剤が用いられてもよい。

配線層３４は、フィルム基板３３上に設けられ、光源２２に対して電源を供給する機能を有する。そのため、配線層３４は、導電性の高い金属材料で形成されることが好ましい。配線層３４を形成する金属材料としては、例えば、銅、アルミニウム、金、銀等又はこれらの合金等の金属材料を挙げることができる。一例として、配線層３４は、サブトラクト法を用いて形成することができる。すなわち、フィルム基板３３上に配置された銅箔等の金属層を、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチングによりパターニングすることにより、所望のパターンを有する配線層３４を形成することができる。なお、これに限られず、配線層３４は、アディティブ法やセミアディティブ法等の他の方法を用いて形成されてもよい。なお、配線層３４における、光源２２や他の配線又はコネクタとの接続部には、電極部が設けられる。

配線層３４、及び、配線層３４から露出したフィルム基板３３上には、レジスト層３５が設けられる。とりわけレジスト層３５は、配線層３４の電極部となる箇所を除いて、配線層３４、及び、配線層３４から露出したフィルム基板３３を覆うようにして設けられる。このレジスト層３５は、配線層３４を保護するとともに、配線層３４と他の部材との間の短絡を防止する機能を有する。レジスト層３５の材料としては、例えば、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、エポキシ系及びフェノール系樹脂、エポキシアクリレート樹脂、シリコーン系樹脂等の樹脂材料を用いることができる。レジスト層３５は、一例として、配線層３４及びフィルム基板３３全体を覆うように樹脂層を設け、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチングにより配線層３４の電極部となる箇所に、当該電極部を露出させる開口を設けることにより形成することができる。

光反射層３６は、光源２２から出射した光の利用効率を向上させるために設けられる層であり、光源２２から出射して照度分布調整板４０で反射されてその光路が光反射層３６側に向けられて曲げられた光を、再び照度分布調整板４０へ向けて反射させる機能を有する。そのため、光反射層３６は、可視光波長域の光に対する高い反射性を有する層であることが好ましい。また、光反射層３６は、照度分布調整板４０の光源２２と同じ側に照度分布調整板４０と平行をなして配置される。図４に示された例では、光反射層３６は、光源２２が配置されるべき箇所を除いて、レジスト層３５上に積層されている。図示された例では、光反射層３６は、平面視において光源２２を囲むようにして配置されている。また、図示された例では、光反射層３６は、レジスト層３５の光源２２を囲む内周縁部を露出させるようにして設けられている。なお、これに限られず、光反射層３６は、例えばレジスト層３５の光源２２を囲む内周縁部が露出しないように、レジスト層３５の内周縁部と光反射層３６の内周縁部が一致するようにして設けられていてもよい。光反射層３６としては、例えば白色の樹脂材料で形成された層を用いることができる。

光源２２は、導電接続層３７を介して配線層３４の電極部に接続されている。導電接続層３７としては、例えば、はんだ、導電性接着剤等からなる層を用いることができる。

拡散板２６は、照度分布調整板４０を介して光源２２とは反対側において、空隙層５１を介して照度分布調整板４０上に配置され、又は、照度分布調整板４０上に直接的に配置される。この拡散板２６は、当該拡散板２６に入射した光を拡散する機能を有した板状部材であり、これにより、照度の面内分布を均一化させ、照度分布調整板４０の光透過孔４５の像を目立たなくさせることができる。拡散板２６としては、光拡散機能を有する部材であれば特に限定されることなく使用可能であるが、例えば、表面に微細な凹凸を有する樹脂板やガラス板、内部に拡散粒子を有する樹脂板やガラス板を用いることができる。

本実施の形態における第１光学シート２７は、光源２２側から入射した光の進行方向を変化させて表示パネル１５側から出射させ、第１光学シート２７の法線方向における照度を集中的に向上させるための集光シートである。本実施の形態の集光シートは、そのシート面上のある方向に沿って配列された複数の単位プリズムを有したシートである。この集光シートとしては、例えば米国３Ｍ社から入手可能な「ＢＥＦ」（登録商標）を用いることができる。

また、本実施の形態における第２光学シート２８は、その透過軸と平行な方向の偏光成分を透過させ、その透過軸に直交する反射軸と平行な方向の偏光成分を反射する反射型偏光板である。この反射型偏光板によれば、面光源装置２０から出射し表示パネル１５で有効に利用され得ない偏光成分の光が、当該表示パネル１５へ入射して偏光板で吸収されてしまうことを防止することができる。したがって、光源光の利用効率を向上させて、照度特性を改善することができる。この反射型偏光板としては、例えば米国３Ｍ社から入手可能な「ＤＢＥＦ」（登録商標）を用いることができる。

このような拡散板２６、第１光学シート２７及び第２光学シート２８としては、いずれも、面光源装置２０の十分な照度を確保する観点から、可視光透過率の高いものを用いることが好ましい。

次に、照度分布調整板４０について詳述する。図５は、照度分布調整板４０の一つの区画領域Ａａを示す平面図であって、要素領域Ａｂ及び光透過孔４５の配置パターンの一例を示す図である。照度分布調整板４０は、光源２２から出射した光を透過させる複数の光透過孔４５が形成された基材４１を有する。複数の光透過孔４５は、各区画領域Ａａ内において、光源２２の直上に対面する区画領域Ａａの中心Ｃから離れるほどその開口面積が大きくなるパターンにて配置されている。すなわち、複数の光透過孔４５は、光源２２からの距離が遠くなるほど、対応の要素領域Ａｂにおける開口率（＝光透過孔の面積／要素領域の面積）が増大する。照度分布調整板４０は、光源２２から出射した光の利用効率を向上させる機能も有しており、当該照度分布調整板４０に入射した光を反射させてその光路を光反射層３６側に向けて曲げることができるように構成されている。このため、照度分布調整板４０の基材４１は、可視光波長域の光に対する高い反射性を有する層であることが好ましい。基材４１は、例えば白色の樹脂材料で形成される。一例として、基材４１は、発泡ポリエチレンテレフタレート（発泡ＰＥＴ）等の発泡樹脂で形成されてもよい。

本実施の形態では、照度分布調整板４０は、低い光透過性を有する材料で形成された基材４１を有し、光透過孔４５は、基材４１に形成された物理的な孔、すなわち対向する基材４１の二つの主面のうちの一方の主面から他方の主面へ延びる貫通孔として形成されているが、光透過孔４５の具体的構成は、これに限られない。光透過孔４５は、照度分布調整板４０の板面への法線方向の一方側から他方側へ光が透過可能な部分として形成されていればよく、例えば、照度分布調整板４０が、光透過性を有する板状の透明基材と、この透明基材上とりわけ透明基材の光源２２側の主面上に設けられた光反射層と、を有し、光透過孔４５が、この光反射層内に設けられた開口部として構成されてもよい。この場合、透明基材には物理的な孔を設けなくてもよい。すなわち光透過孔（光透過部）４５の概念には、物理的な孔だけではなく、光を透過可能な部分も含まれる。

図４に示されているように、光源２２から照度分布調整板４０へ向けて出射した光は、照度分布調整板４０で反射されて光反射層３６側へ向けて進む。光反射層３６に入射した光は、当該光反射層３６で反射されて照度分布調整板４０へ向けて進む。これを繰り返した光が照度分布調整板４０の光透過孔４５のいずれかに入射すると、当該光は光透過孔４５を透過して照度分布調整板４０から表示パネル１５側（図４では拡散板２６側）へ向けて出射する。このとき、光源２２から出射して照度分布調整板４０と光反射層３６との間で反射を繰り返しながら照度分布調整板４０の板面と略平行な方向（一例として図４の第１方向ｄ_１）に進む光は、光源２２から離れるにしたがって照度が低下していく。しかし、本実施の形態の照度分布調整板４０では、上述のように、複数の光透過孔４５が、光源２２の直上において光源２２と対面する区画領域Ａａの中心Ｃから離れるほどその開口面積が大きくなるパターンにて配置されているので、各光透過孔４５を透過して出射する光の照度の均一化が図られる。なお、スペーサ２３が可視光波長域の光に対する高い反射性を有する材料で構成されている場合、照度分布調整板４０の板面と略平行な方向に進み、スペーサ２３の壁部２４に入射した光は、当該スペーサ２３で反射され光源２２側へ向けてその光路を曲げられる。これにより、光源２２から出射した光の利用効率をさらに向上させることができる。

図５に示された区画領域Ａａは、規則的に配列された複数の要素領域Ａｂにさらに区分けされる。各要素領域Ａｂは、平面視において六角形形状を有しており、とりわけ平面視において正六角形形状を有している。図示された例では、区画領域Ａａ内に、同一の形状及び大きさを有する複数の要素領域Ａｂが同一のピッチで並べられている。詳細には、複数の要素領域Ａｂは、隣り合う二つの要素領域Ａｂが互いに一つの辺を共有し且つ三つの要素領域Ａｂが互いに一つの頂点を共有するようにして、区画領域Ａａ内に隙間なく並べられている。これにより、複数の要素領域Ａｂはいわゆるハニカム状に配列される。

図５では、照度分布調整板４０の背面側に配置される光源２２の位置が破線で示されている。複数の要素領域Ａｂは、基材４１の法線方向に沿って投影されたときに光源２２と重なる要素領域Ａｂ_１を含んでいる。とりわけ図示された例では、要素領域Ａｂ_１は区画領域Ａａの中心Ｃに位置している。ここで、要素領域Ａｂ_１が、基材４１の法線方向に沿って投影されたときに光源２２と重なるとは、当該要素領域Ａｂ_１の少なくとも一部が、基材４１の法線方向に沿って投影されたときに光源２２と重なることを指す。したがって、光源２２と区画領域Ａａとの相対的な位置関係は、図５に示す例には限定されない。例えば、三つの要素領域Ａｂ_１に共有された頂点が、基材４１の法線方向に沿って投影されたときに光源２２の中心と重なるように、複数の要素領域Ａｂが配置されてもよく、この場合には、当該頂点を含む三つの要素領域Ａｂ_１がそれぞれ、基材４１の法線方向に沿って投影されたときに光源２２と重なることになる。

少なくとも、基材４１の法線方向に沿って投影されたときに光源２２と重なる要素領域Ａｂ_１に隣接する要素領域Ａｂ_２の各々には、一つの光透過孔４５が形成されている。とりわけ、要素領域Ａｂ_１といずれかの辺を互いに共有して隣接する複数の要素領域Ａｂ_２（図示の例では六つの要素領域Ａｂ_２）に、それぞれ一つの光透過孔４５が形成されている。図５に示す例では、要素領域Ａｂ_１を除くすべての要素領域Ａｂ（要素領域Ａｂ_２を含む）にそれぞれ一つの光透過孔４５が形成されている。言い換えると、要素領域Ａｂ_１以外の各要素領域Ａｂは、それぞれ一つの光透過孔４５が含まれるようにして定義される。したがって、隣り合う二つの光透過孔４５の間に、それぞれ隣り合う要素領域Ａｂを区画する区画線が位置するようになる。より詳細には、隣り合う要素領域Ａｂを区画する区画線は、隣り合う二つの光透過孔４５の中心どうしを結ぶ線分の、基材４１の板面に沿った垂直二等分線の一部として定義されうる。

なお、図５に示された例では、要素領域Ａｂ_１には光透過孔４５が形成されていないが、これに限られず、要素領域Ａｂ_１にも一つの光透過孔４５が形成されていてもよい。すなわち、区画領域Ａａ内のすべての要素領域Ａｂにそれぞれ一つの光透過孔４５が形成されていてもよい。この場合、一つの要素領域Ａｂ_１又は複数の要素領域Ａｂ_１の各々も、一つの光透過孔４５が含まれるようにして定義される。

各光透過孔４５は、平面視において円形の輪郭を有している。この場合、光源２２から出射して各光透過孔４５を透過した光は、当該光透過孔４５から、基材４１の板面方向において等方的に出射する。したがって、面光源装置２０から出射する照明光の照度の面内均一性を向上させることができる。ただし、これに限られず、各光透過孔４５は、平面視において楕円形、三角形、矩形、六角形等の他の平面形状を有するように形成してもよい。なお、本明細書及び特許請求の範囲において言及されている光透過孔（光透過部）４５に関する「直径」の用語は、広義に解釈される。光透過孔４５が平面視において円形の輪郭を有する場合だけではなく、光透過孔４５が平面視において他の形状の輪郭を有する場合にも、光透過孔４５の「直径」を決めることができる。例えば、互いに隣り合って配置される光透過孔４５の平面視形状の中心を通る直線上における光透過孔４５の長さに基づいて、光透過孔４５の「直径」を決めることができる場合がある。平面視形状の中心は、その平面視形状の重心に一致しうる。なお、光透過孔４５が平面視において楕円形状を有する場合には、その楕円の短軸（ｍｉｎｏｒ ａｘｉｓ）の長さによって光透過孔４５の「直径」が表される。また光透過孔４５が平面視において多角形形状（例えば正三角形、正四角形及び正六角形等の正多角形の形状）を有する場合には、その多角形の内接円の直径によって、光透過孔４５の「直径」が表される。

光透過孔４５の寸法は、要素領域Ａｂ_１から区画領域Ａａの周縁に向かうにつれて大きくなるように変化している。ここで、光透過孔４５の寸法が、要素領域Ａｂ_１から区画領域Ａａの周縁に向かうにつれて大きくなるように変化するとは、光透過孔４５の寸法が、要素領域Ａｂ_１から区画領域Ａａの周縁に向かうにつれて常に大きくなるように変化する場合のみならず、一部の領域において光透過孔４５の寸法が変化しない場合をも含む。換言すると、光透過孔４５の寸法が、要素領域Ａｂ_１から区画領域Ａａの周縁に向かうにつれて大きくなるように変化するとは、光透過孔４５の寸法が、要素領域Ａｂ_１から区画領域Ａａの周縁に向かうにつれて小さくなるように変化する領域を有しないことを意味する。図５に示された例では、光透過孔４５の寸法は、要素領域Ａｂ_１から区画領域Ａａの周縁に向かうにつれて、常に大きくなるように変化している。なお、図示された例では、各光透過孔４５の中心と当該光透過孔４５が配置された要素領域Ａｂ_２の中心とは一致している。したがって複数の光透過孔４５は、隣り合って配置される光透過孔４５の中心間の距離が一定であるように、照度分布調整板４０に形成される。

なお各要素領域Ａｂの平面視形状は、上述の図５に示す正六角形形状には限定されない。例えば、各要素領域Ａｂの平面視形状は図６に示すような正四角形（正方形）形状であってもよい。この場合、各要素領域Ａｂを構成する四つの辺の各々が隣接する他の要素領域Ａｂと共有されるように、複数の要素領域Ａｂ及び複数の光透過孔４５を第１方向ｄ_１及び第２方向ｄ_２の各々に連続的に配置することができる。また各要素領域Ａｂの平面視形状は他の形状であってもよく、例えば図示は省略するが正八角形形状及び正四角形状が混在していてもよい。この場合、正八角形形状の各要素領域Ａｂの八つの辺のうち、第１方向ｄ_１及び第２方向ｄ_２の各々と平行に延びる四つの辺はそれぞれ隣接する正八角形形状の他の要素領域Ａｂと共有され、第１方向ｄ_１及び第２方向ｄ_２の各々と非平行に延びる他の四つの辺はそれぞれ隣接する正四角形状の要素領域Ａｂと共有されるように、複数の要素領域Ａｂ及び複数の光透過孔４５を連続的に配置することができる。

［照度分布調整板４０及び拡散板２６の最適寸法］
次に、照度分布調整板４０及び拡散板２６の最適化された寸法について説明する。

まず、拡散板２６が照度分布調整板４０上に直接的に配置される場合（すなわち拡散板２６が照度分布調整板４０に接触している場合）の最適寸法について説明し、その後、拡散板２６が空隙層５１を介して照度分布調整板４０上に配置される場合（すなわち拡散板２６と照度分布調整板４０との間に空隙層５１が存在している場合（図４参照））について説明する。

［拡散板２６が照度分布調整板４０上に直接的に配置される場合］
図７及び図８は、拡散板２６及び照度分布調整板４０を部分的に拡大して示す断面図であり、図７は拡散板２６及び照度分布調整板４０の寸法が最適化されていない場合を例示し、図８は拡散板２６及び照度分布調整板４０の寸法が最適化されている場合を例示する。

図７及び図８において、各光透過孔４５を通過した光（特に、照度分布調整板４０のうち各光透過孔４５を形成する壁面において反射せずに各光透過孔４５から出射した光）が拡散板２６で拡散されずに進行したと仮定した場合の、当該光の最も外側の位置が符号「ＬＬ」が付された実線により示されている。また各光透過孔４５を通過したそのような光が拡散板２６で拡散されて進行した場合の、当該光の最も外側の位置が符号「ＬＲ」が付された一点鎖線により示されている。なお図７及び図８における符号「ｗ」は、一つの光透過孔４５を通過した光が、拡散板２６で拡散されずに進行したと仮定した場合に、拡散板２６の出射面（図７及び図８では拡散板２６の上面）において広がる範囲を示す。図７及び図８における符号「α×ｗ」は、一つの光透過孔４５を通過した光が、拡散板２６により拡散されて進行した場合の、拡散板２６の出射面において広がる範囲を示す。したがって「α」は、拡散板２６による面内方向（延在方向ｄ_ｈ）に関する広がり係数を示す。また、拡散板２６及び照度分布調整板４０の各々が延在する方向（以下「延在方向」とも称する）が符号「ｄ_ｈ」が付された矢印により示されており、拡散板２６及び照度分布調整板４０の積層方向（すなわち拡散板２６及び照度分布調整板４０の各々の延在方向ｄ_ｈと垂直をなす方向）が符号「ｄ_ｖ」が付された矢印により示されている。

拡散板２６が照度分布調整板４０上に直接的に配置される面光源装置２０では、以下の式１〜式３を満たす場合に、光透過孔４５を通過した光が十分に拡散され、照明光において生じうる暗部の程度を抑えることができる。すなわち、隣り合って配置される光透過孔４５の中心間（特に、光源２２から発せられ且つ光透過孔４５に入射した光が当該光透過孔４５から出射する側（すなわち出射側；図７及び図８における光透過孔４５の上側（拡散板２６側））の中心間）の距離をｐで表し、隣り合って配置される光透過孔４５のうちの一方の直径（特に、光源２２から発せられ且つ一方の光透過孔４５に入射した光が当該一方の光透過孔４５から出射する側の直径）をＯ_Ｌで表すとともに他方の直径（特に、光源２２から発せられ且つ他方の光透過孔４５に入射した光が当該他方の光透過孔４５から出射する側の直径）をＯ_Ｒで表し、照度分布調整板４０の厚みをｔで表し、拡散板２６の厚みをｄで表し、拡散板２６に垂直に入射した光に対する拡散板２６を透過している透過光の変角光度分布（配光分布）において、拡散板２６の法線方向の透過光の光度の値の５０％の値の光度を示す透過光の角度をｄ５０で表した場合、以下の式１〜式３が満たされる。

［式１］
（ｐ−Ｏ_Ｌ／２−Ｏ_Ｒ／２）≦｛ｄ／ｔａｎ（θ_Ｌ−ｄ５０）＋ｄ／ｔａｎ（θ_Ｒ−ｄ５０）｝
［式２］
ｔａｎ（θ_Ｌ）＝ｔ／Ｏ_Ｌ
［式３］
ｔａｎ（θ_Ｒ）＝ｔ／Ｏ_Ｒ

上記の式１〜式３は、隣り合って配置される二つの光透過孔４５を通過した光が拡散板２６において拡散され、拡散板２６の出射面に到達するまでに、これらの二つの光透過孔４５を通過した光が、これらの二つの光透過孔４５間の拡散板２６の延在方向ｄ_ｈの全域にわたって広がることを示す。なお、ここで言う「隣り合って配置される光透過孔４５」は、隣り合って配置される要素領域Ａｂのそれぞれに形成された光透過孔４５である。各光透過孔４５の中心と対応の要素領域Ａｂ_２の中心とは一致しているので、隣り合って配置される光透過孔４５の中心間の距離ｐは、要素領域Ａｂ_２の配置ピッチ（すなわち光透過孔４５の配置ピッチ）と一致する。

上記の式１において「（ｐ−Ｏ_Ｌ／２−Ｏ_Ｒ／２）」は、隣り合って配置される光透過孔４５間の延在方向ｄ_ｈに関する距離（特に最小距離）を示す。また上記の式１において「ｄ／ｔａｎ（θ_Ｌ−ｄ５０）」は、隣り合って配置される光透過孔４５のうちの一方（図７及び図８では左側の光透過孔４５）を通過した光（ｄ５０の透過率を示す光）が、拡散板２６において延在方向ｄ_ｈに進行する距離（特に最大距離）を示す。また上記の式１において「ｄ／ｔａｎ（θ_Ｒ−ｄ５０）」は、隣り合って配置される光透過孔４５のうちの他方（図７及び図８では右側の光透過孔４５）を通過した光（ｄ５０の透過率を示す光）が、拡散板２６において延在方向ｄ_ｈに進行する距離（特に最大距離）を示す。したがって式１は、「隣り合って配置される光透過孔４５を通過した光が拡散板２６において延在方向ｄ_ｈに進行する距離の合計（式１の右辺参照）」が、「隣り合って配置される光透過孔４５間の距離（式１の左辺参照）」以上であることを示す。すなわち式１が満たされる場合、隣り合って配置される光透過孔４５を通過した光は、延在方向ｄ_ｈに関してこれらの光透過孔４５間の拡散板２６の領域の全体に広がる。一方、式１が満たされない場合、隣り合って配置される光透過孔４５を通過した光は、延在方向ｄ_ｈに関してこれらの光透過孔４５間の拡散板２６の領域の全体にまでは広がらない。

すなわち、上記の式１〜式３を満たさずに拡散板２６及び照度分布調整板４０の寸法が最適化されていない場合、図７において一点鎖線ＬＲで示されているように、隣り合って配置される光透過孔４５を通過した光は、これらの光透過孔４５間の拡散板２６の領域の全体にまでは広がることができない。したがって隣り合って配置される光透過孔４５間の拡散板２６の領域（特に出射面）には、拡散板２６で拡散された光が出射されない部分（不出射部分）が存在することになる。そのため観察者５が表示装置１０の映像を観察した場合には、この不出射部分が暗部として視認されうる。なお実際には、各光透過孔４５を通過する光には意図しない光（例えば、照度分布調整板４０のうち各光透過孔４５を形成する壁面において不規則的に反射した光等）が含まれており、不出射部分からも光が出射されることがある。ただしそのような場合も、不出射部分から出射される光は弱いため、不出射部分は暗部として視認されうる。

一方、上記の式１〜式３を満たすように拡散板２６及び照度分布調整板４０の寸法が最適化されている場合には、図８において一点鎖線ＬＲで示されているように、隣り合って配置される光透過孔４５を通過した光が、これらの光透過孔４５間の拡散板２６の領域の全体に広がる。したがって隣り合って配置される光透過孔４５間の拡散板２６の出射面には、上述の不出射部分が存在しない。そのため観察者５によって観察される表示装置１０の映像には、そのような不出射部分に起因する暗部が存在せず、表示装置１０は視認性に優れた明るい映像を提供することができる。

実際には、光源２２から遠くに位置する光透過孔４５は、直径が大きく、隣接する光透過孔４５との間の最小距離も比較的小さいため、そのような光透過孔４５を通過した光は拡散板２６において十分に広がり、上述の不出射部分が生じにくい。一方、光源２２の近くに位置する光透過孔４５は、直径が小さく、隣接する光透過孔４５との間の最小距離も比較的大きいため、そのような光透過孔４５を通過した光は拡散板２６において必ずしも十分には広がることができず、上述の不出射部分が生じやすい。したがって、特に光源２２の近くに位置する光透過孔４５（例えば後述の０次光透過孔〜２次光透過孔（０次光透過部〜２次光透過部））に関し、上記の式１〜式３を満たすように拡散板２６及び照度分布調整板４０の寸法を最適化することによって、照明光における視認可能な暗部の発生を効果的に抑えることができる。

なお、上述の拡散板２６の拡散度ｄ５０は、ゴニオメータ（例えば株式会社 村上色彩技術研究所製の製品名「ＧＣＭＳ−４」）によって測定可能であり、ゴニオメータ０度（すなわち拡散板２６の法線方向）における光強度の５０％の光強度を示す光の受光角度としても表すことができる。具体的には、例えば以下のようにして、拡散板２６の拡散度ｄ５０を測定することが可能である。まずゴニオメータから拡散板２６に対して法線方向（すなわち０度方向）に光を当て、拡散板２６を透過した光の強度を受光器により測定し、この光強度の測定値を透過率に換算して、法線方向からの角度に対応させてこの透過率をグラフにプロットする。このグラフに基づいて、法線方向の光の透過率の５０％の透過率を示す角度を求め、当該角度を拡散度ｄ５０として定めることができる。したがって拡散度ｄ５０の単位は「度（°）」であり、拡散度ｄ５０の値が大きいほど拡散板２６の拡散性能は高い。

なお拡散板２６の拡散度ｄ５０を測定する際には、拡散板２６の界面（特に光の出射面）における屈折の影響を考慮して、拡散板２６の拡散度ｄ５０を測定する必要がある。例えば拡散板２６の出射側の界面が空気に隣接している場合、ゴニオメータは、拡散板２６を透過して空気中に出射された後の光を測定するが、この光は、スネルの法則に従って拡散板２６から空気中に出射する際に屈折する。理解を容易にするために、拡散板２６の拡散度ｄ５０を「ｄ５０材料」と表記し、そのｄ５０の基準となる光（すなわち上述の「法線方向の光の透過率の５０％の透過率を示す光」）が屈折後に空気中で進行する角度（拡散板２６から空気への屈折角）を「ｄ５０空気」と表記し、拡散板２６に対する空気の相対屈折率を「ｎ」と表記する。この場合、「ｓｉｎ（ｄ５０空気）＝ｎ×ｓｉｎ（ｄ５０材料）」の関係が成立し、ゴニオメータでは「ｄ５０空気」に基づく角度が実際には測定されることを考慮した上で、拡散板２６の拡散度ｄ５０（すなわち「ｄ５０材料」）を求める必要がある。

図９は、拡散板２６及び照度分布調整板４０を部分的に拡大して示す断面図である。光源２２から発せられた光のうち、照度分布調整板４０により反射されることなく光透過孔４５に対して直接的に入射するとともに、光透過孔４５から拡散板２６に向かって直接的に出射する光を「直接出射光」とも称する。図９において、そのような直接出射光が拡散板２６で拡散されずに進行したと仮定した場合の直接出射光の最も外側の位置が、符号「ＬＤ」が付された二点鎖線により示されている。

一般に、光は反射を繰り返すたびにパワーが減衰する。そのため光の利用効率や照明光の明るさの観点からは、上述の直接出射光の割合が大きくなるほど好ましい。その一方で、表示装置１０の映像において観察者５により視認されやすい暗部は、光源２２の配置位置の近傍において生じやすい。これは、照度分布調整板４０に形成される光透過孔４５の直径が光源２２に近いほど小さいため、光源２２の近傍に配置される光透過孔４５を通過した光の広がりの程度（すなわち拡散板２６から出射する際の延在方向ｄ_ｈに関する光の範囲）が小さいことによるものと考えられる。

したがって、照度分布調整板４０に形成された複数の光透過孔４５のうち、積層方向ｄ_ｖに関して光源２２の直上には配置されない光透過孔４５であって、光源２２に最も近い位置に配置される光透過孔４５を１次光透過孔４５−１とした場合、その１次光透過孔４５−１を通過した光が拡散板２６において可能な限り広範囲にわたって存在することが好ましい。なお本明細書では、光源２２の直上以外の箇所に配置される複数の光透過孔４５のうち、光源２２に最も近い位置に配置される光透過孔４５を１次光透過孔４５−１とも称し、次に光源２２に近い位置に配置される光透過孔４５を２次光透過孔４５−２とも称し、それ以降の光透過孔４５（例えば３次光透過孔）も同様に定められる。また光源２２の直上に光透過孔４５が配置される場合には、その光透過孔４５を０次光透過孔とも称する。例えば図５に示す区画領域Ａａにおいて、要素領域Ａｂ_１に光透過孔４５が形成される場合には、その光透過孔４５は０次光透過孔となる。また図５に示す要素領域Ａｂ_２に形成される光透過孔４５は１次光透過孔４５−１となる。

隣り合って配置される二つの光透過孔４５を通過した光が、これらの二つの光透過孔４５間に存在する拡散板２６の領域を進行することを考慮すると、これらの二つの光透過孔４５の各々を通過した光は、これらの二つの光透過孔４５間に存在する拡散板２６の領域のうち延在方向ｄ_ｈに関して概ね半分以上の範囲に広がることが好ましい。

したがって上述の直接出射光の割合を増大させる観点からは、拡散板２６が照度分布調整板４０上に直接的に配置される面光源装置２０では、以下の式４及び式５が満たされることが好ましい。すなわち、照度分布調整板４０の延在方向ｄ_ｈに関する１次光透過孔４５−１のうち光源２２から最も離れた位置と光源２２との間の距離をｘで表し、延在方向ｄ_ｈと垂直をなす積層方向ｄ_ｖに関する光源２２と照度分布調整板４０との間の距離をｙで表し、１次光透過孔４５−１の直径をＯ_１で表した場合、以下の式４及び式５が満たされることが好ましい。

［式４］
（ｐ−Ｏ_１）／２≦ｄ／ｔａｎ（θ_１−ｄ５０）
［式５］
ｔａｎ（θ_１）＝（ｔ＋ｙ）／ｘ

上記の式４において「（ｐ−Ｏ_１）／２」は、１次光透過孔４５−１と、１次光透過孔４５−１及び２次光透過孔４５−２の間の真ん中の位置（すなわち延在方向ｄ_ｈに関する中心位置）と、の間の距離（特に最小距離）を示す。また上記の式４において「ｄ／ｔａｎ（θ_１−ｄ５０）」は、１次光透過孔４５−１を通過した直接出射光（ｄ５０の透過率を示す直接出射光）が拡散板２６において、拡散板２６の延在方向ｄ_ｈに進行する距離を示す。したがって上記の式４及び式５は、１次光透過孔４５−１を通過した直接出射光が拡散板２６において延在方向ｄ_ｈに進行する距離が、１次光透過孔４５−１と２次光透過孔４５−２との間の拡散板２６の領域の概ね半分以上であることを示す。すなわち式４が満たされる場合には、１次光透過孔４５−１を通過した直接出射光が、１次光透過孔４５−１と２次光透過孔４５−２との間に存在する拡散板２６の領域の概ね半分以上の範囲に広がり、比較的明るい照明光を得ることができる。一方、上記の式４が満たされない場合には、１次光透過孔４５−１を通過した直接出射光の広がる範囲が、１次光透過孔４５−１と２次光透過孔４５−２との間に存在する拡散板２６の領域の半分よりも小さくなり、得られる照明光の明るさが比較的暗くなる。

以上説明したように拡散板２６が照度分布調整板４０上に直接的に配置される場合には、上記の式１〜式３を満たすように照度分布調整板４０及び拡散板２６の寸法を最適化することによって、たとえ拡散板２６の厚みが薄くても、各光透過孔４５を通過した光が拡散板２６の全体に広がり、照明光に生じうる明暗部（特に暗部）の程度を抑えることができる。また上記の式４及び式５を満たすように照度分布調整板４０及び拡散板２６の寸法を最適化することによって、直接出射光を有効に利用して明るい照明光を得ることができる。

［拡散板２６が空隙層５１を介して照度分布調整板４０上に配置される場合］
図４に示すように「拡散板２６と照度分布調整板４０との間に空隙層５１が設けられる場合」にも、上述の「拡散板２６が照度分布調整板４０上に直接的に配置される場合（図７〜図９参照）」と同様にして、照度分布調整板４０及び拡散板２６の寸法を最適化することができる。ただし空隙層５１が設けられる場合には、空隙層５１における光の広がりを考慮に入れて、照度分布調整板４０及び拡散板２６の寸法を最適化する必要がある。

空隙層５１において、各光透過孔４５から出射した光は積極的には拡散されないが、法線方向（すなわち積層方向ｄ_ｖ）への進行とともに比例的に広がる。このような空隙層５１における光の広がりの程度は、空隙層５１の厚みｄ_Ａ（すなわち積層方向ｄ_ｖに関する空隙層５１の寸法）に応じて変わる。

したがって拡散板２６が空隙層５１を介して照度分布調整板４０上に配置される場合には、上記の式１の代わりに下記の式６を満たすことによって、各光透過孔４５を通過した光が拡散板２６の全体に広がり、照明光に生じうる明暗部（特に暗部）の程度を抑えることができる。すなわち、隣り合って配置される光透過孔４５の中心間の距離をｐで表し、隣り合って配置される光透過孔４５のうちの一方の直径をＯ_Ｌで表すとともに他方の直径をＯ_Ｒで表し、照度分布調整板４０の厚みをｔで表し、拡散板２６の厚みをｄで表し、拡散板２６の拡散度であって拡散板２６の法線方向の光の透過率の５０％の透過率を示す角度をｄ５０で表し、空隙層５１の厚みをｄ_Ａで表した場合、下記の式６、上記の式２（ｔａｎ（θ_Ｌ）＝ｔ／Ｏ_Ｌ）及び式３（ｔａｎ（θ_Ｒ）＝ｔ／Ｏ_Ｒ）が満たされる。

［式６］
（ｐ−Ｏ_Ｌ／２−Ｏ_Ｒ／２）≦｛ｄ／ｔａｎ（θ_Ｌ−ｄ５０）＋ｄ／ｔａｎ（θ_Ｒ−ｄ５０）＋（ｄ_Ａ×Ｏ_Ｌ）／ｔ＋（ｄ_Ａ×Ｏ_Ｒ）／ｔ｝

上記の式６において「（ｐ−Ｏ_Ｌ／２−Ｏ_Ｒ／２）」、「ｄ／ｔａｎ（θ_Ｌ−ｄ５０）」及び「ｄ／ｔａｎ（θ_Ｒ−ｄ５０）」は、上記の式１における場合と同様の意味を持つ。また上記の式６において「（ｄ_Ａ×Ｏ_Ｌ）／ｔ」は「ｄ_Ａ／ｔａｎ（θ_Ｌ）」と等価であり、隣り合って配置される光透過孔４５のうちの一方を通過した光が空隙層５１において延在方向ｄ_ｈに進行する距離を示す。同様に、上記の式６において「（ｄ_Ａ×Ｏ_Ｒ）／ｔ」は「ｄ_Ａ／ｔａｎ（θ_Ｒ）」と等価であり、隣り合って配置される光透過孔４５のうちの他方を通過した光が空隙層５１において延在方向ｄ_ｈに進行する距離を示す。このように、上記の式６の右辺は、拡散板２６における光の進行距離に加え、空隙層５１における光の進行距離が考慮されている。

したがって式６は、「隣り合って配置される光透過孔４５を通過した光が空隙層５１及び拡散板２６において延在方向ｄ_ｈに進行する距離の合計（式６の右辺参照）」が、「隣り合って配置される光透過孔４５間の距離（式６の左辺参照）」以上であることを示す。すなわち式６が満たされる場合には、隣り合って配置される光透過孔４５を通過した光が、これらの光透過孔４５間の拡散板２６の領域の全体に広がる。一方、式６が満たされない場合には、隣り合って配置される光透過孔４５を通過した光が、これらの光透過孔４５間の拡散板２６の領域の全体にまでは広がらない。

また空隙層５１が設けられる場合には、上記の式４の代わりに下記の式７及び上記の式５（ｔａｎ（θ_１）＝（ｔ＋ｙ）／ｘ）を満たすことによって、直接出射光の割合を増大させて明るい照明光を得ることができる。すなわち、照度分布調整板４０の延在方向ｄ_ｈに関する１次光透過孔４５−１のうち光源２２から最も離れた位置と光源２２との間の距離をｘで表し、延在方向ｄ_ｈと垂直をなす積層方向ｄ_ｖに関する光源２２と照度分布調整板４０との間の距離をｙで表し、１次光透過孔４５−１の直径をＯ_１で表した場合、以下の式７及び上記の式５が満たされることが好ましい。

［式７］
（ｐ−Ｏ_１）／２≦ｄ／ｔａｎ（θ_１−ｄ５０）＋ｄ_Ａ／ｔａｎ（θ_１）

上記の式７において「（ｐ−Ｏ_１）／２」及び「２≦ｄ／ｔａｎ（θ_１−ｄ５０）」は、上記の式４における場合と同様の意味を持つ。また上記の式７において「ｄ_Ａ／ｔａｎ（θ_１）」は、１次光透過孔４５−１を通過した直接出射光が空隙層５１において延在方向ｄ_ｈに進行する距離を示す。このように、上記の式７の右辺は、拡散板２６における直接出射光の進行距離に加え、空隙層５１における直接出射光の進行距離が考慮されている。

したがって上記の式７は、１次光透過孔４５−１を通過した直接出射光が空隙層５１及び拡散板２６において延在方向ｄ_ｈに進行する距離が、１次光透過孔４５−１と２次光透過孔４５−２との間の拡散板２６の領域の概ね半分以上であることを示す。すなわち式７が満たされる場合には、１次光透過孔４５−１を通過した直接出射光が、１次光透過孔４５−１と２次光透過孔４５−２との間に存在する拡散板２６の領域の概ね半分以上の範囲に広がり、比較的明るい照明光を得ることができる。一方、上記の式７が満たされない場合には、１次光透過孔４５−１を通過した直接出射光の広がる範囲が、１次光透過孔４５−１と２次光透過孔４５−２との間に存在する拡散板２６の領域の半分よりも小さくなり、得られる照明光の明るさが比較的暗くなる。

以上説明したように拡散板２６が空隙層５１を介して照度分布調整板４０上に配置される場合には、上記の式６、式２及び式３を満たすように照度分布調整板４０及び拡散板２６の寸法を最適化することによって、たとえ空隙層５１及び拡散板２６の厚みが薄くても、各光透過孔４５を通過した光が拡散板２６の全体に広がり、照明光に生じうる明暗部（特に暗部）の程度を抑えることができる。また上記の式７及び式５を満たすように照度分布調整板４０及び拡散板２６の寸法を最適化することによって、直接出射光を有効に利用して明るい照明光を得ることができる。

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えた変形例に対しても本発明を適用することが可能であり、そのような実施の形態及び変形例の組み合わせに対しても本発明を適用することが可能である。

５ 観察者
１０ 表示装置
１５ 表示パネル
２０ 面光源装置
２２ 光源
２３ スペーサ
２４ 壁部
２５ 開口
２６ 拡散板
２７ 第１光学シート
２８ 第２光学シート
３０ ベース積層体
３１ 基材
３２ 接合層
３３ フィルム基板
３４ 配線層
３５ レジスト層
３６ 光反射層
３７ 導電接続層
４０ 照度分布調整板
４１ 基材
４５ 光透過孔
４５−１ １次光透過孔
４５−２ ２次光透過孔
５１ 空隙層
Ａａ 区画領域
Ａｂ 要素領域

Claims (6)

1. 光源と、前記光源と対向して配置され前記光源から出射した光の照度分布を調整する照度分布調整板と、前記光源とは反対側において前記照度分布調整板上に配置される拡散板と、を備える面光源装置であって、
   前記照度分布調整板は、前記光を透過させる複数の光透過部が形成された基材を有し、
   前記基材は、１以上の区画領域を有し、
   各区画領域は、複数の要素領域に区分けされ、
   少なくとも、前記基材の法線方向に沿って投影されたときに前記光源と重なる要素領域に隣接する要素領域の各々には、前記光透過部が形成され、
   隣り合って配置される前記光透過部のうちの前記光の出射側の中心間の距離をｐで表し、前記隣り合って配置される光透過部のうちの一方の前記光の出射側の直径をＯ_Ｌで表すとともに他方の前記光の出射側の直径をＯ_Ｒで表し、前記照度分布調整板の厚みをｔで表し、前記拡散板の厚みをｄで表し、前記拡散板に垂直に入射した光に対する前記拡散板を透過している透過光の変角光度分布において、前記拡散板の法線方向の前記透過光の光度の値の５０％の値の光度を示す前記透過光の角度をｄ５０で表した場合、
   （ｐ−Ｏ_Ｌ／２−Ｏ_Ｒ／２）≦｛ｄ／ｔａｎ（θ_Ｌ−ｄ５０）＋ｄ／ｔａｎ（θ_Ｒ−ｄ５０）｝、
   ただし、ｔａｎ（θ_Ｌ）＝ｔ／Ｏ_Ｌ、ｔａｎ（θ_Ｒ）＝ｔ／Ｏ_Ｒ、
   を満たす面光源装置。
2. 光源と、前記光源と対向して配置され前記光源から出射した光の照度分布を調整する照度分布調整板と、前記光源とは反対側において前記照度分布調整板上に空隙層を介して配置され前記光を拡散する拡散板と、を備える面光源装置であって、
   前記照度分布調整板は、前記光を透過させる複数の光透過部が形成された基材を有し、
   前記基材は、１以上の区画領域を有し、
   各区画領域は、複数の要素領域に区分けされ、
   少なくとも、前記基材の法線方向に沿って投影されたときに前記光源と重なる要素領域に隣接する要素領域の各々には、前記光透過部が形成され、
   隣り合って配置される前記光透過部のうちの前記光の出射側の中心間の距離をｐで表し、前記隣り合って配置される光透過部のうちの一方の前記光の出射側の直径をＯ_Ｌで表すとともに他方の前記光の出射側の直径をＯ_Ｒで表し、前記照度分布調整板の厚みをｔで表し、前記拡散板の厚みをｄで表し、前記拡散板に垂直に入射した光に対する前記拡散板を透過している透過光の変角光度分布において、前記拡散板の法線方向の前記透過光の光度の値の５０％の値の光度を示す前記透過光の角度をｄ５０で表し、前記空隙層の厚みをｄ_Ａで表した場合、
   （ｐ−Ｏ_Ｌ／２−Ｏ_Ｒ／２）≦｛ｄ／ｔａｎ（θ_Ｌ−ｄ５０）＋ｄ／ｔａｎ（θ_Ｒ−ｄ５０）＋（ｄ_Ａ×Ｏ_Ｌ）／ｔ＋（ｄ_Ａ×Ｏ_Ｒ）／ｔ｝、
   ただし、ｔａｎ（θ_Ｌ）＝ｔ／Ｏ_Ｌ、ｔａｎ（θ_Ｒ）＝ｔ／Ｏ_Ｒ、
   を満たす面光源装置。
3. 前記複数の光透過部のうち、前記光源の直上には配置されない前記光透過部であって、前記光源に最も近い位置に配置される前記光透過部を１次光透過部とした場合、
   前記照度分布調整板の延在方向に関して前記１次光透過部のうち前記光源から最も離れた位置と前記光源との間の距離をｘで表し、前記延在方向と垂直を成す方向に関する前記光源と前記照度分布調整板との間の距離をｙで表し、前記１次光透過部の前記光の出射側の直径をＯ_１で表した場合、
   （ｐ−Ｏ_１）／２≦ｄ／ｔａｎ（θ_１−ｄ５０）、
   ただし、ｔａｎ（θ_１）＝（ｔ＋ｙ）／ｘ、
   を満たす請求項１に記載の面光源装置。
4. 前記複数の光透過部のうち、前記光源の直上には配置されない前記光透過部であって、前記光源に最も近い位置に配置される前記光透過部を１次光透過部とした場合、
   前記照度分布調整板の延在方向に関して前記１次光透過部のうち前記光源から最も離れた位置と前記光源との間の距離をｘで表し、前記延在方向と垂直を成す方向に関する前記光源と前記照度分布調整板との間の距離をｙで表し、前記１次光透過部の前記光の出射側の直径をＯ_１で表した場合、
   （ｐ−Ｏ_１）／２≦ｄ／ｔａｎ（θ_１−ｄ５０）＋ｄ_Ａ／ｔａｎ（θ_１）、
   ただし、ｔａｎ（θ_１）＝（ｔ＋ｙ）／ｘ、
   を満たす請求項２に記載の面光源装置。
5. 前記複数の光透過部は、前記光源からの距離が遠くなるほど、対応の要素領域における開口率が増大する請求項１〜４のいずれか一項に記載の面光源装置。
6. 前記複数の光透過部は、前記隣り合って配置される光透過部の中心間の距離が一定であるように、前記照度分布調整板に形成される請求項１〜５のいずれか一項に記載の面光源装置。

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