WO2007094426A1

WO2007094426A1 - 面光源装置および光源ユニット

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Publication number: WO2007094426A1
Application number: PCT/JP2007/052765
Authority: WO
Inventors: Masahiro Goto
Original assignee: Dai Nippon Printing Co., Ltd.
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2007-08-23
Also published as: US20090091919A1; KR20080097222A; US8308314B2; CN101384852A; CN101384852B; JP4962873B2; KR101043500B1; JPWO2007094426A1

Abstract

　光の輝度ムラおよび色ムラが抑制された面光源装置５０を提供する。面光源装置５０は、出射側に突出した複数の単位レンズ１４１－１を有するレンチキュラーレンズシート１４－１と、互いに異なる発光波長分布を有した複数種類の発光源１０１を有する光源ユニット１００と、を備える。単位レンズは一方向に沿って略一定の間隔で配列されている。各種類の発光源はそれぞれ一方向に沿って略一定の間隔で配列されている。一方向に沿った各種類の発光源の配列間隔は互いに略同一である。

Description

面光源装置および光源ユニット

技術分野

[0001] 本発明は、液晶表示装置等の照明に用いられる面光源装置、および、面光源装置に組み込まれる光源ユニットに関する。

背景技術

[0002] 透過型の液晶ディスプレイ等を背面から照明する面光源装置として、各種方式の面光源装置が提案されるとともに実用化されてヽる。実用化されてヽる面光源装置の中には、エッジライト型や直下型のように、面状に発光しない発光源を用いるものもある。

[0003] このうち直下型の面光源装置においては、例えば、線状に発光する発光源が並列に配置されて用いられる。この面光源装置において、冷陰極管と LCD (Liquid Cryst al Display)パネル等の透過型表示素子とは適度に間隔を空けて配置される。そして、冷陰極管と透過型表示素子との間には、光を拡散させる拡散板や光を収束させるためのシート等の複数枚の光学シートが配置される。

[0004] し力しながら、このような面光源装置においては、多数の光学シートが必要になるにもかかわらず、発光源からの光の収束特性が十分ではないことがある。このため、 LC Dパネルに光が傾斜して入射した場合であっても、画質を維持することができるよう、面光源装置と組み合わせられる LCDパネルを改良することもある。ただし、 LCDパネルを改良したとしても、光の利用効率を十分に引き上げることは不可能であり、その一方で、 LCDパネルの構成が複雑となり、表示装置の製造コストが増大してしまうという問題がある。

[0005] また、直下型の面光源装置に対面する LCDパネルの表面のうちの発光源 (冷陰極管）に近い領域と、発光源力も遠い領域 (つまり、隣り合う発光源の間に対面する領域）との間で、光強度 (輝度）にムラ (輝度ムラ）が発生し易い。また、昨今においては、発光源として点状に発光する発光ダイオードが用いられることがある。日本国特許公開公報：特開 2005 - 115372号に開示されて、る例にぉ、て、光の三原色である赤、緑、青の 3色の発光ダイオードを平面上にそれぞれ配列して光源ユニットが形成されている。そして、点状に発光する発光源を平面上に配列した場合、二次元の輝度ムラが生じてしまう。また、発光波長分布が異なる発光源を用いた場合、輝度ムラに力！]えて色ムラも生じてしまう。

[0006] これに対し、発光源と LCDパネルとの間隔を大きくとることによってムラを抑制することができる。し力しながら、発光源と LCDパネルとの間隔が大きくなると、表示装置の厚みが増してしまうという別の問題が生じる。同様に、各光学シートの光拡散性能を増強すること、あるいは、各光学シートの透過量を制限することによつてもムラを抑制することができるが、これらの手法を採用した場合、発光源からの光の利用効率が悪ィ匕してしまうという問題が生じる。さらに、日本国特許公開公報:特開平 05— 1197 03号および日本国特許公開公報：特開平 11― 242219号に開示された面光源装置においては、遮光部分 (ライティングカーテン，遮光ドット層）を設けることでムラを抑制しているが、この手法を採用した場合も、発光源力もの光の利用効率が悪ィ匕してしまうという問題が生じる。

[0007] ところで、上述した発光ダイオードからなる発光源は印刷回路基板上に支持されることがある。例えば、日本国特許公開公報:特開 2006— 18261号に開示された面光源装置のように、発光ダイオードからなる発光源が印刷回路基板上に直接支持された場合、発光源力もの光の一部は印刷回路基板に到達する。そして、印刷回路基板に到達した光は印刷回路基板よって吸収されてしまうので、発光源からの光の利用効率が悪ィ匕してしまう。

[0008] また、印刷回路基板は、例えば、ガラスエポキシ榭脂等により形成される。ところが、ガラスエポキシ榭脂は、熱伝導率が低ぐ放熱特性が悪い。したがって、発光源の熱が放熱されず、発光源の温度が上昇してしまう。発光ダイオードからなる発光源の温度が上昇すると、発光ダイオードが発光する色が変化するという問題、および、発光ダイオードの寿命が短くなつてしまうという問題も生じる。

発明の開示

[0009] 本発明は、これらのことを考慮してなされたものであり、光の輝度ムラおよび色ムラが抑制された面光源装置を提供することを一つの目的とする。また、本発明は、発光源からの光の利用効率を向上させることができる面光源装置および面光源装置に組み込まれる発光源ユニット (光源集合体、光源部）を提供することを一つの目的とする。さらに、本発明は、優れた放熱特性を有する面光源装置および面光源装置に組み込まれる光源ユニット (光源集合体、光源部)を提供することを一つの目的とする。

[0010] 本発明による第 1の面光源装置は、出射側に突出した多数の単位レンズを有する第 1のレンチキュラーレンズシートと、出射側に突出した多数の単位レンズを有する第 2のレンチキュラーレンズシートと、互いに異なる発光波長分布を有した複数種類の発光源を有する光源ユニットと、を備え、前記第 1のレンチキュラーレンズシートの単位レンズは、前記第 1のレンチキュラーレンズシートのシート面に平行な一方向に沿つて略一定の間隔で配列され、前記第 2のレンチキュラーレンズシートの単位レンズは、前記第 1のレンチキュラーレンズシートの前記シート面に平行な方向であって、前記一方向に直交する他方向に沿って略一定の間隔で配列され、前記複数種類の発光源は、前記第 1のレンチキュラーレンズシートの前記シート面に平行な面上に並べて配置され、各種類の発光源は、それぞれ、前記一方向に沿って略一定の間隔で配列され、前記一方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔は互いに略同一であることを特徴とする。このような面光源装置によれば、レンチキュラーレンズシートによって、少なくとも一方向に沿った輝度ムラおよび色ムラを効果的に抑制することができる。なお、発光源は略点光源であるようにしてもよい。点光源として発光ダイオードを用いることができる。

[0011] 本発明による第 1の面光源装置において、前記各種類の発光源は、それぞれ、前記他方向に沿っても略一定の間隔で配列されて、るようにしてもょ、。

[0012] また、本発明による第 1の面光源装置において、前記一方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔 L、前記第 1のレンチキュラーレンズシートの前記シート面への法線に沿った前記光源ユニットと前記第 1のレンチキュラーレンズシートとの間隔 d、前記一方向および前記法線に沿った断面にぉ、て前記単位レンズの前記一方向における端部への接線と前記法線とがなす角度 Θ、および、前記単位レンズをなす材料の屈折率 nが、

cos"¹ (n X cos ( + θ ) )≤ θ ,かつ φ =sin (sin (tan (L/ 2d))Z n)、

あるいは

n X cos ( + Θ ) > 1、力つ

φ = sin ¹ (sin (tan ¹ (L/ 2d) )Z n)

の関係を満たすようにしてもよい。このような面光源装置によれば、一方向における発光源の間にあたる面光源装置の領域から面光源装置の法線方向に出射する光を確保することができる。したがって、輝度ムラおよび色ムラを効果的に抑制することができるとともに、発光源力もの光の利用効率を高めることができる。

[0013] さらに、本発明による第 1の面光源装置において、前記光源ユニットは、第 1の発光中心波長を有する第 1の複数の発光源と、第 1の発光中心波長よりも長い第 2の発光中心波長を有する第 2の複数の発光源と、第 2の発光中心波長よりも長い第 3の発光中心波長を有する第 3の複数の発光源と、を少なくとも含み、前記第 1の複数の発光源、前記第 2の複数の発光源および前記第 3の複数の発光源は、それぞれ、前記一方向に沿って略一定の間隔で配列され、前記第 1の複数の発光源の前記一方向に沿った配列間隔、前記第 2の複数の発光源の前記一方向に沿った配列間隔、および、前記第 3の複数の発光源の前記一方向に沿った配列間隔は、略同一であり、前記第 2の複数の発光源のうちの二つの発光源の前記レンチキュラーレンズシートの前記シート面に沿った最短配列間隔は、前記一方向に沿った前記第 2の複数の発光源の配列間隔よりも短くなるようにしてもよい。

[0014] さらに、本発明による第 1の面光源装置において、前記光源ユニットは、前記複数の発光源を支持する基材層と、前記基材層の前記複数の発光源側に配置された反射層と、をさらに有するようにしてもよい。このような面光源装置によれば、観察者側（出射側）に向かない光を反射層によって観察者側に反射することができ、これにより、発光源からの光の利用効率を高めることができる。なお、このような光源ユニット (発光源集合体、光源部）において、前記反射層が、前記一方の側からの正面視において見える表面の全面積のうちの 50%以上の面積を占める領域に形成されているようにしてもよい。あるいは、このような光源ユニット (発光源集合体、光源部）において、前記反射層が、前記一方の側からの正面視において前記発光源が占める領域以外の全領域に形成されているようにしてもよい。また、反射層の反射率は、 85%以上であることが好ましぐ 90%以上であることがさらに好ましい。さらに、前記反射層は、光を拡散反射させるようにしてもょヽ。

[0015] さらに、本発明による第 1の面光源装置が、出射側に微細凹凸形状を有しヘイズ値力 0以上である拡散シートを、さらに備え、前記拡散シートは前記第 1および第 2のレンチキュラーレンズシートよりも出射側に配置されて、るようにしてもょ、。このような面光源装置によれば、輝度ムラおよび色ムラをさらに効果的に抑制することができる

[0016] さらに、本発明による第 1の面光源装置において、前記第 1のレンチキュラーレンズシートは光を散乱させる散乱層を含み、前記散乱層は、前記単位レンズの外輪郭に沿うように延びて前記第 1のレンチキュラーレンズシートの出射側の表面をなすようにしてもよい。このような面光源装置によれば、輝度ムラおよび色ムラをさらに効果的に抑制することができる。このような面光源装置において、前記第 1のレンチキュラーレンズシートの単位レンズの前記一方向に沿った配列間隔 pおよび前記散乱層の厚さ t は、

p/10≤t≤p/3

の関係を満たすようにしてもよい。このような面光源装置によれば、単位レンズにおいて全反射し大きな出射角度で出射する光を拡散および散乱させ、これにより、減衰させることができる。

[0017] さらに、本発明による第 1の面光源装置において、前記第 1のレンチキュラーレンズシートの前記シート面への法線および前記一方向に沿った断面にぉ、て、前記単位レンズは、長軸が前記法線と平行な楕円の一部分をなす形状を有し、前記楕円の長半径の長さは短半径の長さの 2. 5倍以上 5倍以下であるようにしてもよい。このような面光源装置によれば、輝度ムラおよび色ムラをさらに効果的に抑制することができる

[0018] さらに、本発明による第 1の面光源装置において、前記各種類の発光源は、それぞれ、前記他方向に沿っても略一定の間隔で配列され、前記他方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔は互いに略同一であるようにしてもよい。このような面光源装置によれば、第 1のレンチキュラーレンズシートによって一方向に沿った輝度ムラおよび色ムラを効果的に抑制することができるとともに、第 2のレンチキュラーレンズシートによって他方向に沿った輝度ムラおよび色ムラを効果的に抑制することができる。このような面光源装置において、前記一方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔 L、前記第 1のレンチキュラーレンズシートの前記シート面への法線に沿った前記光源ユニットと前記第 1のレンチキュラーレンズシートとの間隔 d、前記一方向および前記法線に沿った断面にぉ、て前記単位レンズの前記一方向における端部への接線と前記法線とがなす角度 Θ、および、前記単位レンズをなす材料の屈折率 nが、 cos"¹ (n X cos ( + θ ) )≤ θ ,力つ

φ = sin ¹、sin (tan [h 2d) )Z n)、

あるいは

n X cos ( + Θ ) > 1、力つ

φ = sin ¹ (sin (tan ¹ (L/ 2d) )Z n)

の関係を満たし、前記他方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔 L、前記第

2

1のレンチキュラーレンズシートの前記シート面への法線に沿った前記光源ユニットと前記第 2のレンチキュラーレンズシートとの間隔 d、前記他方向および前記法線に沿

2

つた断面において前記第 2のレンチキュラーレンズシートの前記単位レンズの前記他方向における端部への接線と前記法線とがなす角度 Θ 、および、前記第 2のレンチ

2

キュラーレンズシートの前記単位レンズをなす材料の屈折率 nが、

2

cos"¹ (n X cos ( φ + θ ) )≤ θ 、力つ

2 2 2 2

φ =sin (sin (tan (L /2d ))/ n )

2 2 2 2

あるいは

n X cos ( 0 + Θ )〉1、力つ

2 2 2

φ = sin ¹ (sin (tan ¹ (L /2d ) )Z n )

2 2 2 2

の関係を満たすようにしてもよい。このような面光源装置によれば、一方向における発光源の間にあたる面光源装置の領域から面光源装置の法線方向に出射する光を確保することができる。また、他方向における発光源の間にあたる面光源装置の領域から面光源装置の法線方向に出射する光を確保することができる。したがって、輝度ムラおよび色ムラを効果的に抑制することができるとともに、発光源力もの光の利用効率を高めることができる。

[0019] 本発明による第 2の面光源装置は、出射側に突出した複数の単位レンズを有するレンチキュラーレンズシートと、互いに異なる発光波長分布を有した複数種類の発光源を有する光源ユニットと、を備え、前記レンチキュラーレンズシートの単位レンズは、前記レンチキュラーレンズシートのシート面に平行な一方向に沿って略一定の間隔で配列され、前記複数種類の発光源は、前記レンチキュラーレンズシートの前記シート面に平行な面上に並べて配置され、各種類の発光源は、それぞれ、前記一方向に沿って略一定の間隔で配列され、前記一方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔は互いに略同一であることを特徴とする。このような面光源装置によれば、レンチキユラ一レンズシートによって、少なくとも一方向に沿った輝度ムラおよび色ムラを効果的に抑制することができる。なお、発光源は略点光源であるようにしてもよい。点光源として発光ダイオードを用いることができる。

[0020] 本発明による第 2の面光源装置において、前記一方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔 L、前記レンチキュラーレンズシートの前記シート面への法線に沿った前記光源ユニットと前記レンチキュラーレンズシートとの間隔 d、前記一方向および前記法線に沿った断面にぉ、て前記単位レンズの前記一方向における端部への接線と前記法線とがなす角度 Θ、および、前記単位レンズをなす材料の屈折率 nが、 cos"¹ (n X cos ( + θ ) )≤ θ ,力つ

φ = sin ¹、sin (tan ¹ (L/ 2d) )Z n)、

あるいは

n X cos ( + Θ ) > 1、力つ

φ = sin ¹ (sin (tan ¹ (L/ 2d) )Z n)

[0021] また、本発明による第 2の面光源装置において、前記光源ユニットは、第 1の発光中心波長を有する第 1の複数の発光源と、第 1の発光中心波長よりも長い第 2の発光中心波長を有する第 2の複数の発光源と、第 2の発光中心波長よりも長い第 3の発光中心波長を有する第 3の複数の発光源と、を少なくとも含み、前記第 1の複数の発光源、前記第 2の複数の発光源および前記第 3の複数の発光源は、それぞれ、前記一方向に沿って略一定の間隔で配列され、前記第 1の複数の発光源の前記一方向に沿った配列間隔、前記第 2の複数の発光源の前記一方向に沿った配列間隔、および、前記第 3の複数の発光源の前記一方向に沿った配列間隔は、略同一であり、前記第 2の複数の発光源のうちの二つの発光源の前記レンチキュラーレンズシートの前記シート面に沿った最短配列間隔は、前記一方向に沿った前記第 2の複数の発光源の配列間隔よりも短くなるようにしてもよい。

[0022] さらに、本発明による第 2の面光源装置において、前記光源ユニットは、前記複数の発光源を支持する基材層と、前記基材層の前記複数の発光源側に配置された反射層と、をさらに有するようにしてもよい。このような面光源装置によれば、観察者側（出射側）に向かない光を反射層によって観察者側に反射することができ、これにより、発光源からの光の利用効率を高めることができる。なお、このような光源ユニット (発光源集合体、光源部）において、前記反射層が、前記一方の側からの正面視において見える表面の全面積のうちの 50%以上の面積を占める領域に形成されているようにしてもよい。あるいは、このような光源ユニット (発光源集合体、光源部）において、前記反射層が、前記一方の側からの正面視において前記発光源が占める領域以外の全領域に形成されているようにしてもよい。また、反射層の反射率は、 85%以上であることが好ましぐ 90%以上であることがさらに好ましい。さらに、前記反射層は、光を拡散反射させるようにしてもょヽ。

[0023] さらに、本発明による第 2の面光源装置が、出射側に微細凹凸形状を有しヘイズ値が 50以上である拡散シートを、さらに備え、前記拡散シートは前記レンチキュラーレンズシートよりも出射側に配置されているようにしてもよい。このような面光源装置によれば、輝度ムラおよび色ムラをさらに効果的に抑制することができる。

[0024] さらに、本発明による第 2の面光源装置において、前記レンチキュラーレンズシートは光を散乱させる散乱層を含み、前記散乱層は、前記単位レンズの外輪郭に沿うように延びて前記レンチキュラーレンズシートの出射側の表面をなすようにしてもょ、。このような面光源装置によれば、輝度ムラおよび色ムラをさらに効果的に抑制することができる。このような面光源装置において、前記単位レンズの前記一方向に沿った配列間隔 Pおよび前記散乱層の厚さ tは、

p/10≤t≤p/3

[0025] さらに、本発明による第 2の面光源装置において、前記レンチキュラーレンズシートの前記シート面への法線および前記一方向に沿った断面にぉ、て、前記単位レンズは、長軸が前記法線と平行な楕円の一部分をなす形状を有し、前記楕円の長半径の長さは短半径の長さの 2. 5倍以上 5倍以下であるようにしてもよい。このような面光源装置によれば、輝度ムラおよび色ムラをさらに効果的に抑制することができる。

[0026] 本発明による第 3の面光源装置は、出射側に突出した複数の単位レンズを有するフライアイレンズシートと、前記フライアイレンズシートのシート面に平行な一方向に沿つて略一定の間隔で配列された複数の発光源を有する光源ユニットと、を備え、前記単位レンズは、前記一方向に沿って略一定の間隔で配列されて、るようにしてもょ、。このような面光源装置によれば、フライアイレンズシートによって、少なくとも一方向に沿った輝度ムラを効果的に抑制することができる。なお、発光源は略点光源であるようにしてもょ、。点光源として発光ダイオードを用いることができる。

[0027] 本発明による第 3の面光源装置において、前記一方向に沿った前記発光源の配列間隔 L、前記フライアイレンズシートの前記シート面への法線に沿った前記光源ュニットと前記フライアイレンズシートとの間隔 d、前記一方向および前記法線に沿った断面にお 1ヽて前記単位レンズの前記一方向における端部への接線と前記法線とがなす角度 0、および、前記単位レンズをなす材料の屈折率 nが、

cos"¹ (n X cos ( + θ ) )≤ θ ,力つ

φ = sin ¹、sin (tan [h 2d) )Z n)、

あるいは n X cos ( + θ ) > 1、力つ

φ = sin ¹ (sin (tan ¹ (L/ 2d) )Z n)

の関係を満たすようにしてもよい。このような面光源装置によれば、一方向における発光源の間にあたる面光源装置の領域から面光源装置の法線方向に出射する光を確保することができる。したがって、輝度ムラを効果的に抑制することができるとともに、発光源からの光の利用効率を高めることができる。

また、本発明による第 3の面光源装置において、前記複数の単位レンズは、前記フライアイレンズシートの前記シート面に平行な方向であって前記一方向とは異なる他方向に沿っても略一定の間隔で配列され、前記光源ユニットの前記複数の発光源は、前記他方向に沿っても略一定の間隔で配列されているようにしてもよい。このような面光源装置によれば、一枚のフライアイレンズシートにより、一方向および他方向の二つの方向に沿って輝度ムラを抑えることができる。なお、前記他方向は、前記一方向に対して直交するようにしてもょ、し、前記一方向に対して傾斜するようにしてもよい。このような面光源装置において、前記一方向に沿った前記発光源の配列間隔 L 、前記フライアイレンズシートの前記シート面への法線に沿った前記光源ユニットと前記フライアイレンズシートとの間隔(1、前記一方向および前記法線に沿つた断面にお Vヽて前記単位レンズの前記一方向における端部への接線と前記法線とがなす角度 Θ、および、前記単位レンズをなす材料の屈折率 nが、

cos"¹ (n X cos ( + θ ) )≤ θ ,力つ

φ = sin ¹、sin (tan \L/ 2d) )Z n)、

あるいは

n X cos ( + Θ ) > 1、力つ

φ = sin ¹ (sin (tan ¹ (L/ 2d) )Z n)

の関係を満たし、前記他方向に沿った前記発光源の配列間隔 L、前記フライアイレ

2

ンズシートの前記シート面への法線に沿った前記光源ユニットと前記フライアイレンズシートとの間隔 d、前記他方向および前記法線に沿った断面にお!、て前記単位レンズの前記他方向における端部への接線と前記法線とがなす角度 Θ 、および、前記

2

単位レンズをなす材料の屈折率 nが、 cos (n X cos ( 0 + Θ ) )≤ Θ 、および

2 2 2

φ = sin ¹ (sin (tan ¹ (L / 2d) )/ n)

2 2

あるいは

n X cos ( 0 + θ )〉1、および

2 2

φ = sin (sin (tan (L Z 2d) )Z n)

2 2

の関係を満たすようにしてもよい。このような面光源装置によれば、一方向における発光源の間にあたる面光源装置の領域から面光源装置の法線方向に出射する光を確保することができる。また、他方向における発光源の間にあたる面光源装置の領域から面光源装置の法線方向に出射する光を確保することができる。したがって、輝度ムラを効果的に抑制することができるとともに、発光源力もの光の利用効率を高めることができる。

さらに、本発明による第 3の面光源装置において、前記光源ユニットは、互いに異なる発光波長分布を有した複数種類の発光源を含み、各種類の発光源は、それぞれ、前記一方向に沿って略一定の間隔で配列され、前記一方向に沿った各種類の発光源の配列間隔は互いに略同一であるようにしてもよい。このような面光源装置によれば、フライアイレンズシートによって、少なくとも一方向に沿った輝度ムラおよび色ムラを効果的に抑制することができる。このような面光源装置において、前記一方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔 L、前記フライアイレンズシートの前記シート面への法線に沿った前記光源ユニットと前記フライアイレンズシートとの間隔 d、前記一方向および前記法線に沿った断面にぉ、て前記単位レンズの前記一方向における端部への接線と前記法線とがなす角度 Θ、および、前記単位レンズをなす材料の屈折率 nが、

cos"¹ (n X cos ( + θ ) )≤ θ ,力つ

φ = sin ¹、sin (tan ¹ (L/ 2d) )Z n)、

あるいは

n X cos ( + Θ ) > 1、力つ

φ = sin ¹ (sin (tan ¹ (L/ 2d) )Z n)

さらに、本発明による第 3の面光源装置において、前記光源ユニットは、互いに異なる発光波長分布を有した複数種類の発光源を含み、各種類の発光源は、それぞれ、前記一方向に沿って略一定の間隔で配列され、前記一方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔は互いに略同一であり、前記各種類の発光源は、それぞれ、前記フライアイレンズシートの前記シート面に平行な方向であって前記一方向とは異なる他方向に沿っても略一定の間隔で配列され、前記他方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔は互いに略同一であり、前記複数の単位レンズは前記他方向に沿っても略一定の間隔で配列されて、るようにしてもょ、。このような面光源装置によれば、一枚のフライアイレンズシートにより、一方向および他方向の二つの方向に沿って輝度ムラおよび色ムラを抑えることができる。なお、前記他方向は、前記一方向に対して直交するようにしてもょ、し、前記一方向に対して傾斜するようにしてもよい。このような面光源装置において、前記一方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔 L、前記フライアイレンズシートの前記シート面への法線に沿った前記光源ユニットと前記フライアイレンズシートとの間隔 d、前記一方向および前記法線に沿つた断面にお！ヽて前記単位レンズの前記一方向における端部への接線と前記法線とがなす角度 Θ、および、前記単位レンズをなす材料の屈折率 nが、

cos"¹ (n X cos ( + θ ) )≤ θ ,力つ

φ = sin ¹、sin (tan ¹ (L/ 2d) )Z n)、

あるいは

n X cos ( + Θ ) > 1、力つ

φ = sin ¹ (sin (tan ¹ (L/ 2d) )Z n)

の関係を満たし、前記他方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔 L、前記フ

2 ライアイレンズシートの前記シート面への法線に沿った前記光源ユニットと前記フライアイレンズシートとの間隔 d、前記他方向および前記法線に沿った断面にお!、て前記単位レンズの前記他方向における端部への接線と前記法線とがなす角度 0 、および、前記単位レンズをなす材料の屈折率 nが、

cos— ^n X cos + θ ) )≤ Θ 、および

2 2 2

φ =sin (sin (tan (L / 2d))/ n) ^

2 2

あるいは

nX cos ( + Θ ) > 1、および

2 2

φ = sin ¹ (sin (tan ¹ (L / 2d) )/ n)

2 2

[0031] さらに、本発明による第 3の面光源装置において、前記光源ユニットは、前記複数の発光源を支持する基材層と、前記基材層の前記複数の発光源側に配置された反射層と、をさらに有するようにしてもよい。このような面光源装置によれば、観察者側（出射側）に向かない光を反射層によって観察者側に反射することができ、これにより、発光源からの光の利用効率を高めることができる。なお、このような光源ユニット (発光源集合体、光源部）において、前記反射層が、前記一方の側からの正面視において見える表面の全面積のうちの 50%以上の面積を占める領域に形成されているようにしてもよい。あるいは、このような光源ユニット (発光源集合体、光源部）において、前記反射層が、前記一方の側からの正面視において前記発光源が占める領域以外の全領域に形成されているようにしてもよい。また、反射層の反射率は、 85%以上であることが好ましぐ 90%以上であることがさらに好ましい。さらに、前記反射層は、光を拡散反射させるようにしてもょヽ。

[0032] さらに、本発明による第 3の面光源装置が、出射側に微細凹凸形状を有しヘイズ値が 50以上である拡散シートを、さらに備え、前記拡散シートは前記フライアイレンズシートよりも出射側に配置されて、るようにしてもょ、。このような面光源装置によれば、輝度ムラをさらに効果的に抑制することができる。 [0033] さらに、本発明による第 3の面光源装置において、前記フライアイレンズシートは光を散乱させる散乱層を含み、前記散乱層は、前記単位レンズの外輪郭に沿うように延びて前記フライアイレンズシートの出射側の表面をなすようにしてもよい。このような面光源装置によれば、輝度ムラをさらに効果的に抑制することができる。このような面光源装置にぉ、て、前記単位レンズの前記一方向に沿った配列間隔 pおよび前記散乱層の厚さ tは、

p/10≤t≤p/3

の関係を満たすようにしてもよい。このような面光源装置によれば、単位レンズにおいて全反射し大きな出射角度で出射する光を拡散および散乱させ、これにより、減衰させることができる。本発明による第 3の面光源装置において、前記フライアイレンズシートの前記シート面への法線および前記一方向に沿った断面にぉ、て、前記単位レンズは、長軸が前記法線と平行な楕円の一部分をなす形状を有し、前記楕円の長半径の長さは短半径の長さの 2. 5倍以上 5倍以下であるようにしてもよい。このような面光源装置によれば、輝度ムラをさらに効果的に抑制することができる。

[0034] 本発明による光源ユニットは、基材層と、前記基材層の少なくとも一面に設けられ、回路を形成する回路層と、平面上に並べて配置されるとともに前記基材層の一方の側に支持され、前記回路層の前記回路に接続された複数の発光源と、前記基材層の前記一方の側に配置され光を反射する反射層と、を備え、前記反射層は前記一方の側の表面をなしており、前記一方の側力見たときに前記反射層は、全体の面積の 50%以上の面積を占めることを特徴とする。本発明による光源ユニットによれば、観察者側（出射側）に向力ない光を反射層によって観察者側に反射することができ、これにより、発光源力もの光の利用効率を高めることができる。あるいは、このような光源ユニットにおいて、前記反射層が、前記一方の側からの正面視において前記発光源が占める領域以外の全領域に形成されているようにしてもよい。また、反射層の反射率は、 85%以上であることが好ましぐ 90%以上であることがさらに好ましい。さらに、前記反射層は、光を拡散反射させるようにしてもよい。

[0035] 本発明による光源ユニットにおいて、前記複数の発光源は、前記基材層上の一方向に沿って略一定の間隔で配列されるとともに、前記一方向とは異なる前記基材層上の他方向に沿って略一定の間隔で配列されて、るようにしてもょ、。前記他方向は、前記一方向に対して直交するようにしてもよいし、前記一方向に対して傾斜するようにしてもよい。発光源は略点光源であるようにしてもよい。点光源として発光ダイオードを用いることができる。

[0036] また、本発明による光源ユニットにおいて、前記基材層は金属からなる金属層を有するようにしてもよい。このような光源ユニットによれば、金属力なる金属層によって、発光源力発せられる熱を効果的に放熱することができる。

[0037] さらに、本発明による光源ユニットにおいて、前記発光源の前記基材層側の面のうちの 10%未満の領域が空気と対面するようにしてもよい。このような光源ユニットによれば、発光源に接触する基材層あるいはその他の構成要素によって、発光源から発せられる熱を効果的に放熱することができる。

[0038] さらに、本発明による光源ユニットにおいて、前記基材層は、金属からなる金属層と、前記金属層の表面に設けられた絶縁層と、を有しており、前記回路層は前記絶縁層上に設けられ、前記発光源は前記回路層上に表面実装されて!、るようにしてもよい。このような光源ユニットによれば、発光源が回路層上に表面実装されているので、発光源から発せられる熱を基板層へ効果的に伝えることができ、これにより、放熱性を高めることができる。また、このような光源ユニットは容易に製造され得る。

[0039] さらに、本発明による光源ユニットが、前記基材層の一方の側に支持された複数の照度センサをさらに備えるようにしてもよい。このような光源ユニットによれば、照度センサによって得られた情報に基づき、輝度ムラおよび色ムラを緩和する又は防止するように、発光源の発光を制御することができる。

[0040] さらに、本発明による光源ユニットにおいて、前記発光源は、互いに異なる発光波長分布を有した複数種類の発光源を含むようにしてもよい。このような光源ユニットによれば、互いに異なる発光波長分布を有した複数種類の発光源によって、色再現性の高い照明光を発光することができる。

[0041] さらに、本発明による光源ユニットにおいて、前記回路層の前記回路は、前記複数種類の発光源が同一発光波長分布を有した複数の発光源毎に時分割で発光するように、発光源の発光を制御してもよい。このような光源ユニットを液晶表示装置に適用した場合、液晶表示装置力もカラーフィルタを排除することができ、液晶表示装置の製造コストを低減することができる。また、光がカラーフィルタを透過する必要がないことから、エネルギ効率を大幅に向上させることができ、この点力も使用時のコストを削減することちでさる。

[0042] さらに、本発明による光源ユニットにおいて、前記回路層は印刷によって形成されているようにしてもよい。このような光源ユニットによれば、回路層の形成を安価かつ容易に行うことができる。

[0043] さらに、本発明による光源ユニットにおいて、前記反射層は、印刷またはコーティングによって形成されているようにしてもよい。このような光源ユニットによれば、反射層の形成を安価かつ容易に行うことができる。

[0044] 本発明による第 4の面光源装置は、上述したいずれかの光源ユニットと、出射側に突出した複数の単位レンズを有するレンチキュラーレンズシートと、を備え、前記単位レンズは、前記レンチキュラーレンズシートのシート面に平行な一方向に沿って略一定の間隔で配列されていることを特徴とする。本発明による面光源装置によれば、光源ユニットから出射された光のうちの観察者側（出射側）に向かない光を反射層によつて観察者側に反射することができ、これにより、発光源からの光の利用効率を高めることができる。また、レンチキュラーレンズシートを設けることによって、輝度ムラを抑えることができる。

[0045] 本発明による第 4の面光源装置が、前記レンチキュラーレンズシートの前記シート面に平行な方向であつて前記一方向とは異なる他方向に沿って略一定の間隔で配列されるとともに出射側に突出した複数の単位レンズを有する第 2のレンチキュラーレンズシートをさらに備えるようにしてもよい。このような面光源装置によれば、二つの方向に沿って輝度ムラおよび色ムラを抑えることができる。なお、前記他方向は、前記一方向に対して直交するようにしてもょ、し、前記一方向に対して傾斜するようにしてもよい。

[0046] 本発明による第 5の面光源装置は、上述したいずれかの光源ユニットと、出射側に突出した複数の単位レンズを有するフライアイレンズシートと、を備え、前記単位レンズは、前記フライアイレンズシートのシート面に平行な一方向に沿って略一定の間隔で配列されているとともに、前記フライアイレンズシートの前記シート面に平行な方向であって前記一方向とは異なる他方向に沿っても略一定の間隔で配列されているようにしてもよい。本発明による面光源装置によれば、光源ユニットから出射された光のうちの観察者側（出射側）に向かない光を反射層によって観察者側に反射することができ、これにより、発光源力もの光の利用効率を高めることができる。また、一枚のフラィアイレンズシートにより二つの方向に沿って輝度ムラを抑えることができる。なお、前記他方向は、前記一方向に対して直交するようにしてもよいし、前記一方向に対して傾斜するようにしてもよヽ。

図面の簡単な説明

[0047] [図 1]図 1は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、透過型表示装置の全体構成を示す斜視図である。

[図 2]図 2は、図 1の表示装置に組み込まれたレンチキュラーレンズシートを示す斜視図である。

[図 3]図 3は、図 2の III— III線に沿った断面の拡大図である。

[図 4]図 4は、図 1の表示装置に組み込まれた光源ユニットを示す斜視図である。

[図 5]図 5は、図 4に示された光源ユニットにおける発光源の配列を示す図である。

[図 6]図 6は、図 4に示された光源ユニットの層構成を説明するための断面図である。

[図 7]図 7は、図 1に組み込まれた面光源装置の作用を説明するための図である。

[図 8]図 8は、レンチキュラーレンズの各単位レンズに入射した光の光路を説明するための図である。

[図 9]図 9は、図 5に対応する図であって、光源ユニットの層構成の変形例を説明するための断面図である。

[図 10]図 10は、光源ユニットに含まれ得るレンチキュラーレンズシートの変形例を示す斜視図である。

発明を実施するための形態

[0048] 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。

[0049] 図 1には、本実施の形態における面光源装置 50および面光源装置 50の一構成要素をなす光源ユニット 100が透過型表示装置 10に組み込まれた状態で示されている。なお、図 1乃至図 10は、光源ユニット 100、面光源装置 50および透過型表示装置 10を模式的に示した図であり、各構成要素および各構成要素の各部分の大きさや形状は、理解を容易にするために適宜誇張して示されて！/、る。

[0050] 本実施の形態における透過型表示装置 10は、面光源装置 50と LCDパネル 11とを備えている。すなわち、本実施の形態における透過型表示装置 10は、映像情報に基づいて操作される LCDパネル 11を面光源装置 50によって背面カゝら照明する透過型液晶表示装置である。そして、本実施の形態における面光源装置 50は、光源ュニット 100と、透明シート 15と、第 1のレンチキュラーレンズシート 14— 1と、第 2のレンチキュラーレンズシート 14— 2と、拡散シート 16と、反射型偏光性シート 17と、を有している。各シート状の部材 11, 15, 14- 1, 14- 2, 16, 17, 100は、その

シート面が互いに平行となるように配置されて！、る。

[0051] 図 1乃至図 3に示されているように、各レンチキュラーレンズシート 14—1, 14— 2は、出射側 (観察側）に突出した複数の単位レンズ 141— 1, 141— 2をそれぞれ有している。また、図 1、図 4および図 5に示すように、光源ユニット 100は、基材層 104と、基材層 104上に形成された回路層 106と、基材層 104の一方の側に支持されるとともに回路層 106に接続された複数の発光源 101と、基材層 104の一方の側に配置され光を反射する拡散反射層 103と、を含んでいる。本実施の形態において、発光源 101は発光ダイオードによって構成されている。以下、光源ユニット 100並びに第 1 および第 2のレンチキュラーレンズシート 14— 1, 14— 2を含め、透過型表示装置 10 および面光源装置 50の各構成要素につヽて詳述してヽく。

[0052] LCDパネル 11は、透過型の液晶表示素子により形成される公知のものが用いられ得る。 LCDパネル 11のサイズや画素数は適宜設定され得る。例えば、 LCDパネル 1 1力 30インチサイズで 800 X 600ドットの表示を行うようにしてもよい。この LCDパネル 11と後述の光源ユニット 100との間には、反射型偏光性シート 17、拡散シート 16、第 2のレンチキュラーレンズシート 14— 2、第 1のレンチキュラーレンズシート 14—1、および透明シート 15が、 LCDパネル 11側力もこの順番で重ねられている。

[0053] 透明シート 15は、発光源 101とレンチキュラーレンズシート 14— 1との間に設けられた略無色透明なシートである。この透明シート 15は、レンチキュラーレンズシート 14 —1, 14- 2,拡散シート 16,反射型偏光性シート 17の剛性を補うために設けられている。なお、透明シート 15と光源ユニット 100との間には、透明シート 15と光源ュ-ット 100の発光源 101との間隔を一定に保っため、不図示の透明なスぺーサが設けられている。

[0054] 次に、拡散シート 16について説明する。拡散シート 16の出射側の表面はいわゆるマット面となっている。すなわち、拡散シート 16の出射側面には微細な凹凸が形成されており、これにより、透過光を拡散して出射させることができる。本実施の形態において、拡散シート 16のヘイズ値は例えば略 80とすることができる。輝度ムラを低減するとともに正面輝度を向上させるため、拡散シート 16のヘイズ値は 50以上とすることが望ましい。とりわけ、本実施の形態における拡散シート 16のように表面形状によりヘイズ値を高める場合には、レンズ効果によって正面輝度を向上させることを期待することができので、ヘイズ値が大きいほど輝度ムラをより低減することができる。

[0055] 反射型偏光性シート 17は、 LCDパネル 11とレンチキュラーレンズシート 14— 2との間に配置されている。反射型偏光性シート 17は、視野角を狭めることなく輝度を上昇させるための偏光分離シートである。このような反射型偏光性シート 17として、 DBEF (住友スリーェム株式会社製)を使用することができる。

[0056] 次に、主に図 1乃至図 3を参照して、第 1および第 2のレンチキュラーレンズシート 1 4- 1, 14— 2について詳述する。ここで、図 2は、第 1のレンチキュラーレンズシート 1 4—1を示す斜視図である。

[0057] 図 1および図 2に示すように、第 1のレンチキュラーレンズシート 14—1は、出射側に突出した複数の単位レンズ 141— 1を有している。単位レンズ 141— 1は、第 1のレンチキユラ一レンズシート 14— 1のシート面に平行な一方向に沿って略一定の間隔で配置されている。なお、ここでいう一方向とは、図 1および図 2に示す例において、第 1のレンチキュラーレンズシート 14— 1が透過型表示装置 10に組み込まれて用いられる際に、水平方向に沿うようになっている。図 2によく示されているように、第 1のレンチキユラ一レンズシート 14— 1に含まれる単位レンズ 141— 1は、第 1のレンチキュラーレンズシート 14 1のシート面に平行な方向であって前記一方向に直交する方向に延びている。すなわち、第 1のレンチキュラーレンズシート 14— 1の複数の単位レンズ 141— 1は、、わゆるリニアレンチキュラーレンズを形成して!/、る。

[0058] また、第 2のレンチキュラーレンズ 14— 2も、出射側に突出した複数の単位レンズ 1 41 2を有している。単位レンズ 141— 2は、第 2のレンチキュラーレンズシート 14— 1のシート面に平行な方向であって前記一方向とは異なる他方向に沿って略一定の間隔で配置されている。ここでいう他方向とは、図 1に示す例において、第 2のレンチキュラーレンズシート 14— 2が透過型表示装置 10に組み込まれて用いられる際に、垂直方向に沿うようになって!/、る。第 2のレンチキュラーレンズシート 14— 2に含まれる単位レンズ 141— 1は、第 2のレンチキュラーレンズシート 14— 2のシート面に平行な方向であって前記他方向に直交する方向に延びている。すなわち、第 1のレンチキュラーレンズシート 14— 1と同様に、第 2のレンチキュラーレンズシート 14— 2の複数の単位レンズ 141— 1は、いわゆるリニアレンチキュラーレンズを形成している。

[0059] このような第 1および第 2のレンチキュラーレンズシート 14— 1, 14— 2は、単位レンズ 141— 1, 141 2の配列方向に添った輝度ムラおよび色ムラを低減させる機能を有している。したがって、単位レンズの配列方向が互いに直交する二つのレンチキュラーレンズシートが設けられた本実施の形態においては、光源ユニット 100から投射される面状光の面内における輝度ムラおよび色ムラを低減させて均一化することができる。なお、第 1のレンチキュラーレンズシート 14— 1および第 2のレンチキュラーレンズシート 14 2は、透過型表示装置 10への組み込み方の相違に起因し、単位レンズの配列方向が互いに相違するものの、その他の構成は略同一である。そして、主に図 2および図 3を参照し第 1のレンチキュラーレンズシート 14—1についてさらに詳細に以下に説明していくが、第 1のレンチキュラーレンズシート 14— 1についての以下の説明は第 2レンチキュラーレンズシート 14— 2についても当てはまる。

[0060] 図 3は、図 2の III— III線に沿った断面の拡大図である。すなわち、図 3は、第 1のレンチキユラ一レンズシート 14— 1のシート面への法線に沿うとともに一方向にも沿った断面において、第 1のレンチキュラーレンズシート 14— 1を示す断面図である。図 3に示すように、各単位レンズ 141— 1は、レンチキュラーレンズシート 14— 1のシート面への法線に沿うとともに一方向にも沿った断面において、長軸が前記法線と平行な楕円の一部分をなす形状を有している。また、図 3に示す例において、第 1のレンチキュラーレンズシート 14— 1は、同一の断面形状を有した一種類の複数の単位レンズを有している。

[0061] 図 3に示す断面において単位レンズ 141 1の輪郭を形成する楕円は、図 3に示す例において、 0. 21mmの長半径および 0. 07mmの短半径を有している。上述したように、この楕円の長軸は第 1のレンチキュラーレンズシート 14—1のシート面に対して直交している。また、各単位レンズ 141— 1は前記一方向に沿って 0. 1mmのピッチで配置されている。したがって、隣接する二つの単位レンズ 141— 1の間には隙間が存在することになる。そして、本実施の形態においては、図 3に示すように、隣接する二つの単位レンズ 141 1の間に、レンチキュラーレンズシート 14 1のシート面と平行な平坦部 142— 1が形成されて!、る。レンチキュラーレンズシート 14— 1の入射側の表面から単位レンズ 141 1の頂点までの長さに相当するレンチキュラーレンズシート 14— 1の厚さは lmmである。また、平坦部 142— 1から単位レンズ 141— 1の頂点までの高さ（単位レンズの高さ）は 0. 08mmとなっている。さらに、レンチキユラ一レンズシート 14 1のシート面への法線および前記一方向に沿った断面において、レンチキュラーレンズシート 14— 1のシート面への法線と前記単位レンズの一方向における端部への接線とがなす角度 0は 15° となっている。

[0062] また、本実施の形態において、第 2のレンチキュラーレンズシート 14— 2の各寸法は第 1のレンチキュラーレンズシート 14— 1の各寸法と同一となっている。ただし、このような第 1および第 2のレンチキュラーレンズシート 14—1, 14— 2の各寸法は、例示に過ぎず、適宜変更することが可能である。

[0063] なお、単位レンズ 141 1の輪郭を画定する楕円の長半径の長さは、当該楕円の短半径の長さの 2. 5倍以上であって 5倍以下であることが、輝度ムラを低減する上で望ましい。これは、長半径の長さを短半径の長さの略 2. 5倍に設定すると、同じ光強度を有し入射光がレンチキュラーレンズシートへ異なる入射角度で入射した場合であつても、それぞれの入射光が正面方向（出射角度 0度方向）へ出射する成分を略同量とすることができる。上述したレンチキュラーレンズシート 14— 1, 14— 2の単位レンズ 141 1, 141 2の輪郭を画定する楕円の長半径 Aは 0. 2 lmmであり、短半径 Bは 0. 07mmであり、この条件は満たされている。また、単位レンズ 141— 1, 141 2の輪郭を画定する楕円の長半径の長さが当該楕円の短半径の長さの 2. 5倍よりも小さ、と、レンチキュラーレンズシートの発光源 101に近、領域での輝度が高くなつてしまい、色ムラを低減することができない。一方、単位レンズ 141— 1, 141 2の輪郭を画定する楕円の長半径の長さを当該楕円の短半径の長さの 2. 5倍以上に設定すると、色ムラを効果的に低減することができる。

[0064] 本実施の形態において、レンチキュラーレンズシート 14— 1は、単位レンズ 141— 1 が形成されていることにより、レンチキュラーレンズシート 14— 1に対して垂直に入射する光の略 50%を反射して戻すようになつている。これにより、面光源装置 10の出射面のうちの発光源 101に対面する領域が明るくなりすぎることを防ぐことができる。また、上述したように、光源ユニット 100は、観察側とは反対側に進む光を拡散反射して観察側に戻す拡散反射層 103を含んでいる。したがって、レンチキュラーレンズシート 14— 1によって光源ユニット側に戻される光を拡散反射層 103により拡散反射して発光源 101から離れた位置に再入射させることも可能となる。これにより、光源ュ- ット 100からの光の利用効率を低下させることなぐ輝度ムラおよび色ムラを抑制することができる。なお、レンチキュラーレンズシートに対して垂直に入射する光のうちの 4 0%以上を反射して、観察側とは反対側に戻すことが、輝度ムラおよび色ムラの抑制を図る上で好ましい。

[0065] ところで、本実施の形態において、図 3に示すように、第 1のレンチキュラーレンズ 1 41— 1は光を散乱させる散乱層 143— 1を含んでいる。散乱層 143— 1は、レンチキユラ一レンズ 141— 1の出射側の外輪郭に沿うように、つまり平坦部 142— 1の外輪郭および単位レンズ 141— 1の外輪郭に沿うようにして延びて、レンチキュラーレンズ 141 - 1の出射側の表面をなして!/、る。本実施の形態における散乱層 143 - 1においては、単位レンズ 141— 1の頂部付近の厚さ tが 0. 025mmとなるように形成されている。また、散乱層 143— 1は、散乱層 143— 1のベースとなるアクリル榭脂 100重量部に対し、平均粒径 φが 0. 01mmである白色ビーズを光拡散粒子として 20重量部添加することによって、形成されている。

[0066] ここで、散乱層 143— 1の厚さ tは、単位レンズ 141— 1の並ぶピッチ pとの関係で、以下の式（1)を満たしていることが好ましい。式（1)が満たされている場合、単位レンズ 141 1の斜面で全反射する光を効率的に拡散および散乱させ、減衰させることが可能となる。

p/10≤t≤p/3 · · ·式（1)

[0067] 本実施の形態のレンチキュラーレンズシート 14— 1においては、上述したように、単位レンズ 141— 1の配列間隔 pが 0. 1mmであり，単位レンズ 141— 1の頂部付近における散乱層 143— 1の厚さ tが 0. 025mmであるので、式（1)が満たされる。

[0068] 図 3に示す断面においてレンチキュラーレンズシートのシート面に対する法線と光の出射方向とがなす角度（出射角度）が大きい場合、単位レンズ 141— 1の頂部付近力も出射する光は、単位レンズ 141— 1の頂部付近の表面形状に沿うように進む。一方、出射角度が小さい場合、単位レンズ 141 1の頂部付近から出射する光は、単位レンズ 141 1の頂部付近の表面形状に沿うようには進まない。そこで、散乱層 14 3—1を単位レンズ 141— 1の表面形状に沿って設けることにより、とりわけ、単位レンズ 141 1の頂部付近に設けることにより、散乱層 143— 1が設けられて、な、場合に大きな出射角度で出射して、た光にっ、ては、散乱層 143 - 1内を通過して、る距離が長くなり、多く散乱させられるようになる。したがって、散乱層 143— 1が設けられて、な、場合に大きな出射角度で出射して、た光の一部は、小さな出射角度に修正されて出射し、また他の光の一部は、光源側に戻されて再利用される。この結果、大きな出射角度のまま出射してしまう光を、ごくわず力とすることができる。このようなことから、散乱層 143— 1を設けることにより、散乱層 143— 1がもうけられていない場合に斜め方向から観察されていた色ムラを低減することができる。

[0069] 一方、散乱層 143— 1が設けられていない場合に単位レンズ 141— 1の頂部付近力も小さな出射角度で出射して、た光にっ、ては、散乱層 143 - 1内を通過してヽる距離は短い。したがって、散乱層 143— 1が設けられていない場合に小さな出射角度で出射していた光について、散乱層 143— 1で散乱させられる度合いは低ぐこれらの光の大部分は小さな出射角度のまま出射することができる。

[0070] なお、第 2のレンチキュラーレンズシート 14 2についても、第 1のレンチキュラーレンズシートと同様に、散乱層 143— 1を設けることができる。

[0071] 第 1および第 2のレンチキュラーレンズシート 14—1, 14— 2は、例えば、屈折率 1. 49の透明なアクリル榭脂を用いた押し出し成型によって一体成型され得る。より具体的には、散乱層 143— 1以外の部分を形成するアクリル榭脂と、散乱層 143— 1となる部分を形成する榭脂と、を用いて 2層押し出し成型により光制御シート 14 1を形成することができる。散乱層 143— 1となる部分を形成する榭脂としては、散乱層 143 - 1以外の部分を形成する榭脂と同じアクリル榭脂に白色ビーズを上述した割合で添加した榭脂を用いることができる。ただし、第 1および第 2のレンチキュラーレンズシート 14— 1, 14— 2を形成する材料は、アクリル榭脂に限られず、光透過性を有する他の熱可塑性榭脂を適宜選択して使用することもできる。また、第 1および第 2のレンチキユラ一レンズシート 14— 1, 14— 2は、紫外線硬化榭脂ゃ電離放射線硬化榭脂等の光硬化榭脂を用いて作製され得る。

[0072] 次に、光源ユニット 100について詳述する。

上述したように、光源ユニット 100は、基材層 104と、基材層 104上に形成された回路層 106と、基材層 104の一方の側に支持されるとともに回路層 106に接続された複数の発光源 101と、基材層 104の一方の側に配置され光を拡散反射する拡散反射層 103と、を含んでいる。また、図 4乃至図 6に示されているように、光源ユニット 10 0は、基材層 104の発光源 101が支持されている側に照度を測定する照度センサ 10 2をさらに備えている。

[0073] 発光源 101は、略点光源として機能する多数の発光ダイオード (LED)によって構成されている。そして、図 1に示すように、各々が LED力もなる複数の発光源 101は、第 1のレンチキュラーレンズ 14— 1の複数の単位レンズ 141 1の配列方向（前記一方向）に沿って略一定の間隔 L を空けて基材層 104上に配列されるとともに、第 2の

H0

レンチキュラーレンズ 14 2の複数の単位レンズ 141 2の配列方向（前記他方向）に沿って略一定の間隔 L を空けて基材層 104上に配列されて、る。

V0

[0074] なお、前記一方向（水平方向）に沿った発光源 101の配列間隔 L および前記他方

H0

向（垂直方向）に沿った発光源 101の配列間隔 L は、いずれも 12· 5mmとなってい

V0

る。

[0075] ここで、図 5は、光源ユニット 100を観察側力も見たときの発光源 101および照度センサ 102の配置を説明するための図である。発光源 101は、互いに異なる発光波長分布を有した複数種類の発光源を有している。より具体的には、発光源 101は、青色光を発光するように第 1の発光中心波長を有した第 1の複数の発光源 101Bと、第 1 の発光中心波長よりも長い第 2の発光中心波長を有し緑色光を発光する第 2の複数の発光源 101Gと、第 2の発光中心波長よりも長い第 3の発光中心波長を有し赤色光を発光する第 3の複数の発光源 101Rと、を含んでいる。

[0076] そして、図 5に示すように、各種類の発光源 101B, 101G, 101Rは、それぞれ前記一方向（第 1のレンチキュラーレンズ 14— 1の複数の単位レンズ 141 1の配列方向）に沿って略一定の間隔で配列され、かつ、それぞれ前記他方向（第 2のレンチキユラ一レンズ 14— 2の複数の単位レンズ 141 2の配列方向）に沿って略一定の間隔で配列されている。また、各種類の発光源 101B, 101G, 101Rの前記一方向に沿った配列間隔（一方向に沿った波長別発光源間隔）は互いに略同一であり、かつ、各種類の発光源の前記他方向に沿った配列間隔 (他方向に沿った波長別発光源間隔）は互いに略同一である。すなわち、第 1の複数の発光源 101B、第 2の複数の発光源 101Gおよび第 3の複数の発光源 101Rは、それぞれ、前記一方向に沿って略一定の間隔で配列され、第 1の複数の発光源 101Bの前記一方向に沿った配列間隔 L 、第 2の複数の発光源 101Gの前記一方向に沿った配列間隔 L 、および、

HB HG

第 3の複数の発光源 101Rの前記一方向に沿った配列間隔 L は、略同一となって

HR

いる。また、第 1の複数の発光源 101B、第 2の複数の発光源 101Gおよび第 3の複数の発光源 101Rは、それぞれ、前記他方向に沿って略一定の間隔で配列され、第 1の複数の発光源 101Bの前記他方向に沿った配列間隔 L 、第 2の複数の発光源

VB

101Gの前記他方向に沿った配列間隔 L 、および、第 3の複数の発光源 101Rの

VG

前記他方向に沿った配列間隔 L は、略同一となっている。

VR

[0077] さらに具体的に説明すると、水平方向（前記一方向）において図 5の左側最上端から赤色 LED101R,緑色 LED101G,赤色 LED101R,緑色 LED101G, · · ·と並んでいる。そして垂直方向（前記他方向）に一段下がった位置では、赤色 LED101Rの下（図 3中における下方、以下同じ）に緑色 LED101Gが配置され、緑色 LED101G の下に青色 LED101Bが配置されるように、緑色 LED101G,青色 LED101B,緑色 LED101G,青色 LED101B, · · ·と並んでいる。 [0078] したがって、前記一方向（水平方向）に沿った各種類の発光源 101B, 101G, 101 Rの配列間隔 (波長別発光源間隔) L , L , L は、上述した前記一方向 (水平方

HB HG HR

向）に沿った発光源 101の配列間隔 (発光源間隔) L の 2倍である 25mmとなる。同

H0

様に、前記他方向（垂直方向）に沿った各種類の発光源 101B, 101G, 101Rの配列間隔 (波長別発光源間隔) L , L , L は、上述した前記他方向 (垂直方向）に沿

VB VG VR

つた発光源 101の配列間隔 (発光源間隔) L の 2倍である 25mmとなる。

V0

[0079] このように、光源ユニット 100に設けられた 3種類（3色）の発光源 101B, 101G, 10 1Rに関する水平方向および垂直方向の両方向で各色の波長別発光源間隔 L , L

HB H

, L , L , L , L がいずれも 25mmで一定となっており、各種類の発光源 101B

G HR VB VG VR

, 101G, 101Rの発光波長分布によらず等しい。ここで、緑色の複数の発光源のうちの二つの発光源 101Gの前記レンチキュラーレンズシートのシート面に沿った最短配列間隔は、すなわち、斜め方向に隣り合う二つの緑色発光源 101Gの斜め方向に沿つた配列間隔は、一方向および他方向に沿った緑色の発光源 101Gの配列間隔 L

HG

, L

VG ,よりも短くなつている。なお、上述した発光源の配列は一例に過ぎず、適宜変更することができる。

[0080] 本実施の形態において、発光源 101は、後述の回路層 106 (図 6参照）に接続されている。この回路層 106に形成された配線回路は、発光源 101を発光色毎に時分割で発光させることが可能な回路を含んでいる。したがって、赤色発光源 101R,緑色発光源 101G,青色発光源 101Bが短い間隔で順番に点灯と消灯とを繰り返し、全体として白色の発光を行うことができる。このように各種類の発光源 101B, 101G, 1 01Rを時分割で発光させることにより、液晶パネル 11に通常含まれるカラーフィルタを排除することができる。これにより、透過型表示装置 10のエネルギ効率を大幅に向上させることができるとともに、透過型表示装置 10の製造コストを低減させることができる。

[0081] 水平方向および垂直方向の両方向に規則的に配置された発光源 101の間に、照度センサ 102が配置されている。照度センサ 102は周囲に配置された発光源 101の発光する光の照度を測定するようになっている。本実施の形態において、照度センサ 102は、図 5中に一点鎖線で示した領域に配置された 4 X 4= 16個の発光源 101 に対して 1つ設けられて、る。

[0082] 上述のように、 LED101は、発光色毎に時分割で発光を行う。したがって、照度センサ 102は、色を識別することなぐそれぞれの色が点灯しているときに照度を測定することにより、発光色毎に照度を測定することできる。このため、例えば環境変化や経時変化によって発光色毎の照度が異なった場合に、照度センサ 102により得た発光色毎の照度データに基づき、発光色毎の発光源 101B, 101G, 101Rについて評価を行うことができる。そして、この評価結果に従い、赤色発光源 101R,緑色発光源 101G,青色発光源 101Bに流す電流値を調整する等して、全体の発色を調整することがでさる。

[0083] また、照度センサ 102は、 16個の発光源 101に対して 1つの割合で設けられている。したがって、面光源装置 50の小領域毎に照度を測定し、小領域毎に発光源 101の発光輝度が均一になるような発光制御を行うことができる。このため、発光源 101の個体差等により生じる位置毎の輝度ばらつきを抑制することができ、均一で輝度ムラの抑制された照明光を発することができる。

[0084] ところで、図 4および図 6に示すように、光源ユニット 100の発光源 101および照度センサ 102が支持されている側の表面のうち、発光源 101および照度センサ 102が設けられていない領域に、拡散反射層 103が形成されている。本実施の形態において、拡散反射層 103は、光源ユニット 100を観察側から見た場合に見える表面の全面積のうちの 50%以上の領域を占めている。したがって、背面側 (観察側の反対側）へ進む光を反射させて第 1および第 2のレンチキュラーレンズシート 14 1, 14- 2 側（出射側、観察側)へ向かわせ、ムラが抑制された面状の照明光として面光源装置 50から出射させることができる。これにより、発光源 101からの光の利用効率が向上させて、面光源装置 50によって液晶パネル 10を明るく照明することができる。ここで、反射層 103の反射率は、 85%以上であることが好ましぐ 90%以上であることがさらに好ましい。

[0085] なお、このような拡散反射層 103は、ベース榭脂と、ベース榭脂中に分散されベース榭脂とは異なる屈折率を有する粒子と、を有するようにしてもよい。このような拡散反射層 103は、例えば、反射層用インクをスクリーン印刷またはで基材層 104上に塗布することにより又は基材層 104上にコーティングすることにより、形成され得る。また、反射層インクは、例えば、酸ィ匕チタンを添加されたエポキシアクリル系ベース榭脂を有機溶媒で希釈して作製され得る。なお、基材層 104上に塗布される反射層用インクの厚みは 5 m程度とすればよい。ここで、反射層用インクに用いられる有機溶剤として、ケトン系の溶剤ゃァセロール系の溶剤等を用いることができる。ただし、このような反射層 103の作製方法は単なる例示に過ぎず、種々変更することが可能である。例えば、ベース榭脂として、エポキシ系に代え、ウレタン系ゃ耐光性の高いシリコン系を用いることも好ましい。

[0086] このようにして得られた拡散反射層 103によれば、ベース榭脂の屈折率と、ベース榭脂中に分散された粒子の屈折率との差に起因して、光を散乱反射させることができる。ここでベース樹脂の屈折率は 1. 5前後であるのに対し、酸ィ匕チタンの屈折率は 2. 7程度である。したがって、ベース榭脂と分散粒子との屈折率差は 1. 2程度となる。ベース榭脂と分散榭脂との屈折率差は 0. 5以上、好ましくは 1. 0以上であって、 1 . 5以下であることが好ましい。屈折率差が 0. 5以上、好ましくは 1. 0以上である場合、反射層は高い反射率で光を反射することができる。一方、屈折率差を 1. 5より大きくしょうとすると、分散粒子が白色以外の色を有するようになる。この結果、拡散反射層 103が光を吸収するようになってしまう可能性がある。また、このような拡散反射層 103は、鏡面反射層に比べて高、反射効率を有するようにすることができる。

[0087] 図 6は、光源ユニット 100の断面図である。光源ユニット 100は、上述した LED101 、照度センサ 102および拡散反射層 103の他に、基材層 104および回路層 106を有している。本実施の形態において、基材層 104は、金属力もなる金属層 105aと、金属層 105aの表面に形成された絶縁層 105bと、を有している。基材層 104は、光源ユニット 100のベースとなる層である。本実施の形態において、金属層 105aは銅製の板材カゝら形成されている。絶縁層 105bは、金属層 105a上に形成され、外部と金属層 105aとの間の導通を遮る層である。本実施の形態における絶縁層 105bは、ェポキシ榭脂を金属層 105aにコーティングして形成している力これに限られず、例えばポリイミド系の榭脂を用いることもできる。

[0088] 回路層 106は、基材層 104の絶縁層 105b上に印刷により形成されている。この回路層 106には、 LED101および照度センサ 102が接続されている。回路層 106は、上述したように発光源 101の発光を制御するための配線回路を含んでいる。なお、 L ED101および照度センサ 102は、回路層 106に表面実装されている。

[0089] これら基材層 104および回路層 106によりプリント基板に相当する部材が形成されている。発光源 101は、基材層 104の金属層 105aをベースとして絶縁層 105bおよび回路層 106を形成したプリント基板に相当する部材に対して実装されている。また、本実施の形態において、発光源 101は、基材層 104側の面の全面が回路層 106 に接触するようになっており、発光源 101と回路層 106との間に空気層が挟まれていない。したがって、発光源 101が発光する際に発する熱は、発光源 101から基材層 1 04まで効率よく伝達し、基材層 104から効率よく放熱されるようになる。このようにして発光源 101で生ずる熱を効率よく基材層 104から放熱するためには、発光源 101の基材層 104側の面のうちの 10%未満の領域だけが空気と対面するようになって、ることが好ましい。また、絶縁層 105bおよび回路層 106の材料として熱伝導率の高い材料を用い、発光源 101から基材層 104の金属層 105aまで高ヽ効率で熱が伝達し得るようになって!/、ることが好ま U、。このようにして発光源 101が発光する際に発する熱が効率よく放熱される場合、発光源 101の発熱に起因して生じる発光源 101の発色ムラを防止することができ、また、発光源 101の寿命を長くすることができる。

[0090] 次に、レンチキュラーレンズシート 14— 1, 14— 2内に入射した光の進み方について、主に図 7および図 8を参照して、説明する。なお、図 7および図 8において、理解を容易にするため、散乱層 143- 1は省略されてヽる。

[0091] 面光源装置 50の出射面における輝度分布としては、面光源装置 50の出射面のうち発光源 10K101B, 101G, 101R)に対面する領域における輝度が高ぐ発光源 101から離れた領域、すなわち隣り合う二つの発光源 101の中間位置に対面する領域における輝度が低くなる、といった傾向がある。図 7に示すように、レンチキュラーレンズシート 14において、発光源 101に対面する位置に配置された単位レンズ 141— 1は略垂直に入射する光を全反射して光源側に戻す作用を有している（図 7中の光線 A参照)。この作用により、面光源装置 50の出射面のうち発光源 101に対面する領域における輝度が高くなつてしまうことを抑制している。し力しながら、この作用だけでは、輝度ムラを十分に抑制することは困難である。輝度ムラを十分に抑制するためには、レンチキュラーレンズシート 14の二つの隣り合う発光源 101の中間位置に対面する領域における輝度を上昇させることが必要となる。すなわち、二つの隣り合う発光源 101の中間位置に対面するレンチキュラーレンズシート 14の領域へ入射した光の進行方向を効率よく正面方向（出射角度 0度方向）に変更し、レンチキュラーレンズシート 14のこの領域からから出射して観察者へ到達する光を増加させることが必要である。

[0092] ここで、補正効果が理想的に働いているといえる一つの態様は、単位レンズ 141の当該単位レンズの配列方向における端部（単位レンズ 141の平坦部 142— 1への近傍領域、以下において単に単位レンズ端部とも呼ぶ)へ到達した光力レンチキユラ一レンズシート 14の法線方向に出射するような場合である。し力しながら、単位レンズの端部へ到達する光のレンチキュラーレンズシート 14への入射角度がある角度を超えると、突然出射光が大幅に減少してしまう。このとき、面光源装置の出射面には暗く観察されてしまう部分 (その領域を暗部と呼ぶ）が存在するようになる。この暗部が発生するか否かは、単位レンズ 141の配列方向およびレンチキュラーレンズシート 14のシート面への法線 La (図 7参照）に沿った断面において単位レンズ 141の単位レンズ端部への接線 Lb (図 7参照）と法線 Laとがなす角度 0 (図 7参照、以下において単に単位レンズ端部角度 0とも呼ぶ）と照明光の進入角度 φ (照明光がレンチキュラーレンズシートに入射する際の屈折角）とに影響を受ける。このうち入射光の角度 φを決定する要因として、単位レンズ 141の配列方向に沿った発光源 101の配列間隔 Lと、発光源 101とレンチキュラーレンズシート 14との間の法線 La方向に沿った離間距離 dと、が含まれる。そして、発光源 101から直接レンチキュラーレンズシート 14 へ到達する光について考えると、進入角度 φが最も大きくなるのは、光が二つの隣り合う発光源の中間位置に対面するレンチキュラーレンズシート 14の領域に配置された単位レンズに入射する場合である。

[0093] また、本実施の形態においては、上述したように、発光源 101は、互いに異なる発光波長分布をそれぞれ有した 3種類（3色）の発光源 101R, 101G, 101Bを含んでいる。したがって、いずれかの種類の発光源が発光する光毎に輝度ムラが生じていれば、面光源装置力も得られる照明光は、輝度ムラだけでなく色ムラまで生じてしまうことになる。このため、発光源 101B, 101G, 101Rをそれぞれを独立して発光させた場合に、それぞれの発光源からの光を、輝度ムラなく均一に出射させる必要がある。すなわち、発光源 101Rからの赤い光が全体的に輝度ムラなく均一に出射し、発光源 101G力もの緑の光が全体的に輝度ムラなく均一に出射し、さらに、発光源 101B からの青ヽ光が全体的に輝度ムラなく均一に出射して!/ヽる必要がある。

[0094] そこで、本実施の形態では、輝度ムラの補正効果に影響を与え得る三つの因子、すなわち、発光源 101の配列間隔 L、発光源 101とレンチキュラーレンズシート 14の配置間隔 d、および単位レンズ端部角度 Θに主に着目して検討を行った。

[0095] まず、レンチキュラーレンズシート 14内に入射した光の一般的な進み方について、主に図 8を参照して説明する。ここで図 8は、レンチキュラーレンズ 14のシート面への法線 Laおよびレンチキュラーレンズ 14の単位レンズ 141の配列方向に沿ったレンチキュラーレンズシートの断面図である。また、図 8中で最も右側に示された単位レンズ 141aは、複数種類の発光源 101のうちで同一の発光波長分布を有した隣り合う二つの発光源の中間位置に対面する位置に配置されている。なお、図 8中において、隣り合う二つの発光源 101のうちの一方のみが図示されている。また、図 8中で最も左側に示された単位レンズ 141dは、前記二つの隣り合う発光源 101の一つに対面する位置に配置されている。単位レンズ 141bおよび単位レンズ 141cは、単位レンズ 141aおよび単位レンズ 141dの間に配置されている。したがって、複数種類の発光源 101のうちで同一の発光波長分布を有した複数の発光源 101が、レンチキュラーレンズシート 14の単位レンズ 141が配列された方向に沿って並ぶ間隔を、波長別発光源間隔 Lとすると、図 8の断面図において、単位レンズ 141aと単位レンズ 141dとの間の離間距離は LZ2となる。

[0096] ここで、図 7を参照して、単位レンズ 141に入射する光の単位レンズの進入角度 φ について考える。図 7から明らかなように、進入角度 φは、発光源 101からの光がレンチキユラ一レンズに入射した際の屈折角に相当する。したがって、光を発光する発光源 101から光が進入する単位レンズ 141までのレンチキュラーレンズシート 141のシート面に沿った長さ Xと、光源ユニット 100の発光源 101とレンチキュラーレンズシート 14とのレンチキュラーレンズシートの法線 Laに沿った距離 dと、レンチキュラーレンズシートの屈折率 nと、を用いて式（2)によって表される。

φ = sin— 1 (sin (tan— 1 (x/d) )/n) · · ·式（2)

[0097] そして、進入角度 φは、図 8にも示されているように、光を発光する発光源 101から離間するに連れて、つまり Xの値が大きくなるに連れて、大きくなつていく。また、図 7 力も理解できるように、単位レンズ 141の単位レンズ端部に入射する光について考えてみると、進入角度 φが大きくなるに連れて、単位レンズ 141からの出射光は単位レンズ端部への接線 Lbから離れた方向に出射するようになる、言い換えると、出射光と接線 Lbとの成す角度 α (図 7参照）が大きくなつていく。また、単位レンズ 14の単位レンズ端部以外の同一位置に進入する光についても、同様のことが言える。すなわち、進入角度 Φが大きくなるに連れて、単位レンズ 141からの出射光と、当該出射光の出射位置における単位レンズ 14への接線 Lbと、がなす角度 αは大きくなつていく。逆に、進入角度が小さくなるほど、当該単位レンズ 141から出射する光は当該単位レンズ側に傾斜し、最後的には、全反射して光源ユニット 100側へ戻るようになる。したがって、このようなレンチキュラーレンズシートによれば、単位レンズの配置位置が発光源 101に近付くに連れて、当該単位レンズから法線 La方向に出射する光の光量が減少していくとともに、当該単位レンズによって全反射されて光源ユニット 100側へ戻る光の光量が増大して、く。

[0098] このことからすれば、輝度が低下しやすくなる二つの隣り合う発光源 101の中間位置 (x=LZ2)に対面する単位レンズ 141aが出射角度 0度近傍で進入光を出射させることができるように設定しておけば都合が良い。このように設定した場合、単位レンズ 141aから小さな出射角度 |8 (法線 Laに対する出射光の角度、図 7参照）で多くの光を出射させることができ、また、単位レンズ 141の配置位置が発光源 101に近付くに連れて、当該単位レンズから小さな出射角度 βで出射する光の光量が少なくなつていくようにすることができる。

[0099] また、単位レンズ 141の配列間隔は一般に発光源の配列間隔に比べて非常に小さくなる。したがって、一つの単位レンズ 141の各部へ入射する光の進入角度 φは、当該単位レンズへの進入位置によらず、略一定とみなせる。このため、同一の単位レンズ 141に入射する光について考えると、光の進入位置が、当該単位レンズの配列方向に沿った方向において、単位レンズ 141の端部に近付くに連れて、出射光は当該単位レンズに接近するように傾斜していき、最終的には、全反射して光源ユニット 10 0側へ戻るようになることもある。このことからすれば、一つの単位レンズ 141の単位レンズ端部（当該単位レンズの配列方向における単位レンズ 141の端部）に入射した光の出射方向が、レンチキュラーレンズシート 14への法線 Laに沿って、あるいは、法線 Laよりも対象としてヽる単位レンズ側に傾斜して出射するようになって!/ヽることが有効である。言い換えると、一つの単位レンズ 141の単位レンズ端部に入射した光の出射方向と単位レンズ端部への法線 Laとによってなされる角度 a力単位レンズ端部角度 Θ以下となっていることが有効である。この場合、当該単位レンズ 141の単位レンズ端部よりも単位レンズの中心側に入射した光が法線方向に沿って出射することが可能となる。言い換えると、当該単位レンズから法線方向に出射する光を確保することが可能となる。

[0100] ここで、進入角度 φで単位レンズ端部に進入した光の出射方向と単位レンズ端部への接線 Lbとがなす角度 αは、以下の式（3)で表される。そして上述したように、この角度 αが単位レンズ端部角度 Θ以下となっていること、つまり、式 (4)が満たされることが好ましい。なお、式 (4)中の ηは、レンチキュラーレンズシートの屈折率であり、本実施の形態においては η= 1. 49である。また、上述したように、単位レンズ端部角度 0は本実施の形態において 15° となっている。

=cos- 1、n X cos、 φ + θ ) ) · · ·式、 3)

cos-l (n X cos ( + θ ) )≤ Θ …式（4)

[0101] また、上述したように、隣り合う二つの発光源 101の中間位置に対面する領域に配置された単位レンズ 141aから、法線方向に出射する光が確保されることが好ましい。すなわち、単位レンズ 141aにおいて、この式 (4)が満たされることが好ましい。そして、隣り合う二つの発光源 101の中間位置に対面する領域に配置された単位レンズ 14 laへの光の進入角度 φは、上述の式（2)において x = LZ2とすればよい。すなわち、以下の式（5)および式（6)が同時に満たされる場合に、レンチキュラーレンズ 14の単位レンズ 141の配列方向に沿った面光源装置 100の輝度ムラを大幅に抑制することがでさる。

cos-l (n X cos ( + θ ) )≤ Θ …式（5)

φ = sin— 1 (sin (tan— 1 (L/2d) )/n) · · ·式（6)

[0102] 本実施の形態においては、水平方向（一方向）に沿った輝度ムラを補正するための第 1のレンチキュラーレンズシート 14—1と、垂直方向（他方向）に沿った輝度ムラを補正するための第 2のレンチキュラーレンズシート 14— 1と、が設けられている。したがって、第 1のレンチキュラーレンズ 14— 1および第 2のレンチキュラーレンズシート 1 4 1のそれぞれに対し、式（5)および式 (6)は検討されなければならない。なお、上述したように、本実施の形態において、第 1のレンチキュラーレンズ 14— 1および第 2 のレンチキュラーレンズシート 14 1は同一の材料から形成され、同一の屈折率（n = 1. 49)を有している。また、光源ユニット 100の発光源と第 1のレンチキュラーレンズ 14— 1との間の法線 La方向に沿った離間距離 dは 20mmであり、光源ユニット 10 0の発光源と第 2のレンチキュラーレンズ 14— 1との間の法線 La方向に沿った離間距離 dは 21mmとなっている。

[0103] また、上述したように、本実施の形態において発光源 101は互いに異なる発光波長分布をそれぞれ有した 3種類（3色）の発光源 101R, 101G, 101Bを含んでいる。そして、各発光波長分布を有した複数の発光源 101R, 101G, 101Bからの光毎に、輝度ムラを補正していく必要がある。したがって、式 (6)中の Lの値は、上述した波長別発光源間隔を適用しなければならない。具体的には、第 1のレンチキュラーレンズシート 14—1による補正効果を検討する場合には、水平方向に沿った波長別発光源間隔 L , L , L (いずれも 25mm)が Lの値として採用される。同様に、第 2のレン

HB HG HR

チキユラ一レンズシート 14— 2による補正効果を検討する場合には、垂直方向に沿つた波長別発光源間隔 L , L , L (いずれも 25mm)が Lの値として採用される。

VB VG VR

[0104] ここで、本実施の形態における具体的寸法の値を、式（5)および式 (6)に代入すると、式（5)中の (n X cos ( φ + 0 ) )部分力 ^以上となり計算不可能となってしまう。これは、隣り合う二つの発光源 101の中間位置に対面する位置に配置された単位レンズに入射する光力当該単位レンズの単位レンズ端部で全反射することを意味してヽる。したがって、当該単位レンズの単位レンズ端部よりも傾斜の少ないレンズ面にお、ては、レンチキュラーレンズシートの法線方向に近、角度で出射することも可能となる。これにより、式（5)および式 (6)を満たす場合と同様に、輝度ムラおよび色ムラを抑制することができる。このため、式（5)が計算不能となる場合であっても、以下の式（7)および式 (8)を同時に満たせば、輝度ムラおよび色ムラを効果的に抑制することができる。なお、本実施の形態における具体的寸法の値は、式（7)および式 (8)を同時に満たす。

nX cos ( + Θ ) > 1 …式（7)

φ = sin— 1 (sin (tan— 1 (L/2d) )/n) · · ·式（8)

[0105] 以上のように本実施の形態によれば、発光源 101の配列間隔 L、発光源 101とレンチキユラ一レンズシート 14の配置間隔 d、および単位レンズ端部角度 Θ等の輝度ムラの補正効果に影響を与え得る因子が一定の関係を満たすようになつている。これによって、隣り合う二つ発光源の中間位置に対面する領域に配置された単位レンズに到達する光を効率よく正面方向（出射角度 /3 =0° 方向）に沿って出射させることができる。したがって、面光源装置から照明される光の輝度ムラを効果的に抑制することがでさる。

[0106] また、本実施の形態においては、発光源 101が互いに異なる発光波長分布を有した三種類の発光源 101R, 101G, 101Bを含んでいる。そして、本実施の形態においは、この三種類の発光源のそれぞれから発光される光毎に、輝度ムラを効果的に抑制することができるようになつている。このため、面光源装置から照明される光の輝度ムラだけでなぐ色ムラも効果的に抑制することができる。

[0107] さらに、第 1のレンチキュラーレンズシート 14— 1と第 2のレンチキュラーレンズシート 14 2とが設けられ、水平方向および垂直方向の両方向に光の進行方向を調整することができる。これにより、一方向に沿った輝度ムラおよび色ムラを抑制するだけでなぐ面内における輝度ムラおよび色ムラを抑制することができる。

[0108] さらに、本実施の形態によれば、発光色の異なる発光ダイオードを発光源として採用しているので、発色を詳細に調整することが可能である。

[0109] (変形例）

なお、本実施の形態による面光源装置 50および光源ユニット 100は、上記の態様に限定されるものではなぐ様々な変更をカ卩えることができる。

[0110] (1) 上述した実施の形態において、面光源装置 50が、光源ユニット 100と、第 1のレンチキュラーレンズシート 14— 1と，第 2のレンチキュラーレンズシート 14— 2と、透明シート 15と、拡散シート 16と、反射型偏光性シート 17と、を含む例を示し得たが、これに限られない。面光源装置から、例えば反射型偏光性シート 17を省略する等、各種の光学シートを追加および Zまたは省略することが可能である。

[0111] (2) また、上述した実施の形態において、図 6に示されているように、基材層 104の一方の側に、回路層 106および発光源 101が設けられている例を示した力これに限られない。基材層 104、回路層 106、発光源 101の構成は、適宜変更することができる。

[0112] 例えば、図 9に示すように、光源ユニット 200力基材層 204と、基材層 204の一方の側に支持された発光源と、基材層 204の他方の側に形成された回路層 206と、を有するようにしてもよい。また、基材層 204の一方の側に、照度センサ 202が設けられており、さらに、基材層 204の一方の側の表面のうち、発光源 201および照度センサ 202が設けられて、な、領域に、反射層 203が形成されて、る。

[0113] 発光源 201および照度センサ 202は、上述した実施の形態とは異なり、回路層 206 が形成された基材層 204に挿入実装されている。具体的には、素子のリード 201a等力基材層 204に形成された貫通孔 204a内を通過して回路層 206まで延び、回路層 206に対して半田 207により接続および固定されている。なお、図 9では、理解を容易にするために絶縁層が図示されて!ヽな、が、必要に応じて絶縁層が基材層 20 4に設けられていてもよい。また、反射層 203は、上述した実施の形態における拡散反射層 103と同様に構成され得る。

[0114] 図 9に示された光源ユニット 200によれば、挿入実装型の発光源 201および照度センサ 202が用、られて、るので、回路層 206が形成された基材層 204に連続的に実装していくことができ、生産効率の観点力も都合が良い。また、発光源を小型化することができるので、発光源 LEDを高密度で実装して、面光源装置の厚さを薄くすることもできる。さらに、小出力の安価な発光源を使用することによって、面光源装置を安価に提供することができる。 [0115] (3) さらに、上述した実施の形態において、発光源 101が、発光波長分布が互いに異なる三種類の発光源 101B, 101G, 101Rを含んでいる例を示した力これに限られない。発光源 101が、発光波長分布が互いに異なる二種類の発光源を含むようにしてもょヽし、発光波長分布が互いに異なる四種類以上の発光源を含むようにしてもよい。

[0116] また、光源ユニット 100に含まれる発光源がすべて同じ発光波長分布を有するようにしてもよい。すなわち、光源ユニット 100が単色の光を照明するようにしてもよい。仮に、図 5に示された光源ユニット 100が同一種類の発光源のみを含んでいる場合、式（5)乃至（8)における Lの値として、発光源間隔 L , L (いずれも 12. 5mm)を採

HO V0

用して、式 (5)乃至 (8)の関係が成り立つ力否かを判断することになる。

[0117] さらに、上述した実施の形態において、発光源 101が、青色を発光する発光源 101 Bと、緑色を発光する発光源 101Gと、赤色を発光する発光源 101Rと、を有する例を示したが、発光源が発光する色は青、緑および赤以外であってもよい。すなわち、発光源が有する発光波長分布および発光中心波長は、適宜変更され得る。

[0118] (4) さらに、上述した実施の形態において、異なる発光波長分布を有する発光源毎に時分割で発光する例を示したが、これに限られない。例えば、発光源はすべて常時点灯して、るようにしてもょ、。

[0119] (5) さらに、上述した実施の形態において、光源ユニット 100が照度センサ 102を有している例を示した力これに限らず、照度センサが省略されてもよい。

[0120] (6) さらに、上述した実施の形態において、第 1のレンチキュラーレンズシート 14— 1と、第 2のレンチキュラーレンズシート 14— 2と、は配置方法が異なるだけで、互いに同一に構成されている例を示した。しかしながら、第 1のレンチキュラーレンズシート 1 4—1と、第 2のレンチキュラーレンズシート 14— 2と、は互いに異なる構成を有するようにしてもよい。例えば、第 1のレンチキュラーレンズシート 14— 1と第 2のレンチキュラーレンズシート 14 2との間で、単位レンズの形状、寸法、または配列間隔が相違するようにしてちょい。

[0121] (7) さらに、上述した実施の形態において、第 1のレンチキュラーレンズシート 14— 1の単位レンズ 141 1の配列方向が水平方向と平行であり、第 2のレンチキュラーレンズシート 14— 2の単位レンズ 141 2の配列方向が垂直方向と平行である例を示したが、これに限られず、種々変更することができる。また、第 1のレンチキュラーレンズシート 14— 1の単位レンズ 141— 1の配列方向（一方向）と、第 2のレンチキュラーレンズシート 14 2の単位レンズ 141 2の配列方向（他方向）と、が直交する例を示したが、これに限られず、互いに対して傾斜するようにしてもよい。

[0122] (8) さらに、上述した実施の形態において、各レンチキュラーレンズシート 14—1, 1 4 2力一定間隔を空けて配列された一種類の単位レンズのみを有する例を示した力これに限られない。各レンチキュラーレンズシート 14—1, 14 2は、一定間隔を空けて配列された二種類以上の単位レンズを含むようにしてもょヽ。レンチキュラーレンズシートが二種類以上の単位レンズを含む場合には、各種類の単位レンズの毎に、それぞれ、上述した式（5)乃至（8)が満たされることが好ましい。

[0123] (9) さらに、上述した実施の形態において、一方向に単位レンズ 141— 1が一定の間隔をあけて配列された第 1のレンチキュラーレンズシート 14— 1と、他方向に単位レンズ 141 2が一定の間隔をあけて配列された第 2のレンチキュラーレンズシート 1 4 2と、の二つのレンチキュラーレンズシートが設けられる例を示したがこれに限られない。いずれか一つのレンチキュラーレンズシートを省略して、一方向の輝度ムラおよび色ムラのみを補正するようにしてもよい。例えば、発光源が他方向に沿って極めて短い間隔で配置されている光源ユニットを用いた場合には、第 2のレンチキユラ一レンズシート 141— 2によって他方向に沿った輝度ムラおよび色ムラを補正する必要が生じないこともある。したがって、このような光源ユニットを用いた場合には、輝度ムラおよび色ムラを悪ィ匕させることなぐ第 2のレンチキュラーレンズシートを省略することができる。さらに、上述した実施の形態における例に限られず、三枚以上のレンチキユラ一レンズシートが設けられてもよ、。

[0124] (10) さらに、上述した実施の形態において、複数の単位レンズを有するレンチキュラーレンズシートによって、輝度ムラおよび色ムラを補正する例を示した。そして、この例において、レンチキュラーレンズシートの各単位レンズはその配列方向に直交する方向に延び、複数の単位レンズはリニアレンチキュラーレンズを形成している。しかしながら、この例に限定されず、例えば、図 10に示すような複数の単位レンズ 241を含んだフライアイレンズシート 24によって、輝度ムラおよび色ムラを補正することもできる。図 10に示されたフライアイレンズシート 24の複数の単位レンズ 241は、当該フライアイレンズシート 24のシート面に平行な一方向に略一定の間隔で配列されるとともに、フライアイレンズシート 24のシート面に平行な方向であって前記一方向とは異なる他方向に沿っても略一定の間隔で配列されている。そして図示する例において、複数の単位レンズ 241は、いわゆるフライアイレンズを形成している。すなわち、上述した実施の形態における「リニアレンチキュラーレンズを含むレンチキュラーレンズシート」に代えて「フライアイレンズを含むフライアイレンズシート」を用いることができる。

[0125] 図 10に示された各単位レンズ 241は、例えば、回転楕円体の一部分と同一の外輪郭を有するようにすることができる。このとき、一方向または他方向へ沿った断面において、単位レンズ 241は楕円の一部分をなす断面形状を有するようになるが、楕円の長軸がフライアイレンズシート 24のシート面への法線に沿って!/、ることが好まし!/、。さらに、この楕円の長半径の長さは短半径の長さの 2. 5倍以上 5倍以下であることが好ましい。この場合、フライアイレンズシート 24のシート面への法線と一方向または他方向とに沿った面光源装置の断面は、図 7または図 8に示す上述した実施の形態の断面と同様になる。そして、単位レンズ 241の一方向に沿った断面においておよび単位レンズ 241の他方向に沿った断面において、それぞれ、上述した式（5)乃至（8) が満たされることが好ま、。

[0126] また、図 10に示す例においてフライアイレンズシート 24は一種類の単位レンズ 241 のみを有している力これに限られず、フライアイレンズシート 24は複数種類の単位レンズを有するようにしてもょ、。フライアイレンズシート 24が複数種類の単位レンズを含む場、各単位レンズ毎に上述した式（5)乃至（8)が満たされることが好ましい。

[0127] さらに、上述した実施の形態と同様に、光源ユニットが複数種類の発光源を含むようにしてもよい。この場合、上述したように、輝度ムラだけでなく色ムラを防止するため、各種類毎の発光源配列間隔 (波長別発光源間隔)を上述した式 (5)乃至 (8)中の Lの値として、（5)乃至（8)が満たされることが好まし、。

[0128] (11) さらに、上述した実施の形態において、散乱層が白色ビーズを含む例を示した力これに限らず、例えば、スチレン粒子を含むようにしてもよいし、スチレン粒子とシリコン粒子との両方を含むようにしてもょ、。

(12) 上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 出射側に突出した多数の単位レンズを有する第 1のレンチキュラーレンズシートと、出射側に突出した多数の単位レンズを有する第 2のレンチキュラーレンズシートと、互いに異なる発光波長分布を有した複数種類の発光源を有する光源ユニットと、を備え、

前記第 1のレンチキュラーレンズシートの単位レンズは、前記第 1のレンチキュラーレンズシートのシート面に平行な一方向に沿って略一定の間隔で配列され、前記第 2のレンチキュラーレンズシートの単位レンズは、前記第 1のレンチキュラーレンズシートの前記シート面に平行な方向であって、前記一方向に直交する他方向に沿って略一定の間隔で配列され、

前記複数種類の発光源は、前記第 1のレンチキュラーレンズシートの前記シート面に平行な面上に並べて配置され、

各種類の発光源は、それぞれ、前記一方向に沿って略一定の間隔で配列され、前記一方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔は互いに略同一であることを特徴とする直下型の面光源装置。

[2] 前記各種類の発光源は、それぞれ、前記他方向に沿っても略一定の間隔で配列されている

ことを特徴とする請求項 1に記載の面光源装置。

[3] 前記一方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔 L、前記第 1のレンチキユラ一レンズシートの前記シート面への法線に沿った前記光源ユニットと前記第 1のレンチキユラ一レンズシートとの間隔 d、前記一方向および前記法線に沿った断面において前記単位レンズの前記一方向における端部への接線と前記法線とがなす角度 Θ 、および、前記単位レンズをなす材料の屈折率 nが、

cos"¹ (n X cos ( + θ ) )≤ θ ,力つ

φ = sin ¹、sin (tan [h 2d) )Z n)、

あるいは

n X cos ( + Θ ) > 1、力つ

φ = sin ¹ (sin (tan ¹ (L/ 2d) )Z n) の関係を満たす

ことを特徴とする請求項 1に記載の面光源装置。

[4] 前記光源ユニットは、第 1の発光中心波長を有する第 1の複数の発光源と、第 1の発光中心波長よりも長い第 2の発光中心波長を有する第 2の複数の発光源と、第 2の発光中心波長よりも長い第 3の発光中心波長を有する第 3の複数の発光源と、を少なくとも含み、

前記第 2の複数の発光源のうちの二つの発光源の前記レンチキュラーレンズシートの前記シート面に沿った最短配列間隔は、前記一方向に沿った前記第 2の複数の発光源の配列間隔よりも短い

ことを特徴とする請求項 1に記載の面光源装置。

[5] 前記光源ユニットは、前記複数の発光源を支持する基材層と、前記基材層の前記複数の発光源側に配置された反射層と、をさらに有する

ことを特徴とする請求項 1に記載の面光源装置。

[6] 出射側に微細凹凸形状を有しヘイズ値が 50以上である拡散シートを、さらに備え、前記拡散シートは前記第 1および第 2のレンチキュラーレンズシートよりも出射側に配置されている

ことを特徴とする請求項 1に記載の面光源装置。

[7] 前記第 1のレンチキュラーレンズシートは光を散乱させる散乱層を含み、

前記散乱層は、前記単位レンズの外輪郭に沿うように延びて前記第 1のレンチキュラーレンズシートの出射側の表面をなす

ことを特徴とする請求項 1に記載の面光源装置。

[8] 前記第 1のレンチキュラーレンズシートの単位レンズの前記一方向に沿った配列間隔 Pおよび前記散乱層の厚さ tは、

p/10≤t≤p/3

の関係を満たす

ことを特徴とする請求項 7記載の面光源装置。

[9] 前記第 1のレンチキュラーレンズシートの前記シート面への法線および前記一方向に沿った断面において、前記単位レンズは、長軸が前記法線と平行な楕円の一部分をなす形状を有し、

前記楕円の長半径の長さは短半径の長さの 2. 5倍以上 5倍以下であることを特徴とする請求項 1に記載の面光源装置。

[10] 前記各種類の発光源は、それぞれ、前記他方向に沿っても略一定の間隔で配列され、

前記他方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔は互いに略同一であることを特徴とする請求項 1に記載の面光源装置。

[11] 前記一方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔 L、前記第 1のレンチキユラ一レンズシートの前記シート面への法線に沿った前記光源ユニットと前記第 1のレンチキユラ一レンズシートとの間隔 d、前記一方向および前記法線に沿った断面において前記単位レンズの前記一方向における端部への接線と前記法線とがなす角度 Θ 、および、前記単位レンズをなす材料の屈折率 nが、

cos"¹ (n X cos ( + θ ) )≤ θ ,力つ

φ = sin ¹、sin (tan [h 2d) )Z n)、

あるいは

n X cos ( + Θ ) > 1、力つ

φ = sin ¹ (sin (tan ¹ (L/ 2d) )Z n)

の関係を満たし、

前記他方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔 L、前記第 1のレンチキユラ

2

一レンズシートの前記シート面への法線に沿った前記光源ユニットと前記第 2のレンチキユラ一レンズシートとの間隔 d、前記他方向および前記法線に沿った断面にお

2

いて前記第 2のレンチキュラーレンズシートの前記単位レンズの前記他方向における端部への接線と前記法線とがなす角度 Θ 、および、前記第 2のレンチキュラーレンズ

2

シートの前記単位レンズをなす材料の屈折率 nが、

2

cos"¹ (n X cos ( φ + θ ) )≤ θ 、力つ

2 2 2 2

φ = sin (sin (tan (L /2d ) )/ n )

2 2 2 2

あるいは

n X cos ( 0 + Θ )〉1、力つ φ =sin (sin (tan (L / 2d ))/ n )

2 2 2 2

の関係を満たす

ことを特徴とする請求項 10に記載の面光源装置。

[12] 出射側に突出した複数の単位レンズを有するレンチキュラーレンズシートと、

互いに異なる発光波長分布を有した複数種類の発光源を有する光源ユニットと、を備え、

前記レンチキュラーレンズシートの単位レンズは、前記レンチキュラーレンズシートのシート面に平行な一方向に沿って略一定の間隔で配列され、

前記複数種類の発光源は、前記レンチキュラーレンズシートの前記シート面に平行な面上に並べて配置され、

[13] 前記一方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔 L、前記レンチキュラーレンズシートの前記シート面への法線に沿った前記光源ユニットと前記レンチキュラーレンズシートとの間隔 d、前記一方向および前記法線に沿った断面にお!ヽて前記単位レンズの前記一方向における端部への接線と前記法線とがなす角度 Θ、および、前記単位レンズをなす材料の屈折率 nが、

cos"¹ (n X cos ( + θ ) )≤ θ ,力つ

φ = sin ¹、sin (tan ¹ (L/ 2d) )Z n)、

あるいは

n X cos ( + Θ ) > 1、力つ

φ = sin ¹ (sin (tan ¹ (L/ 2d) )Z n)

の関係を満たす

ことを特徴とする請求項 12に記載の面光源装置。

[14] 前記光源ユニットは、第 1の発光中心波長を有する第 1の複数の発光源と、第 1の発光中心波長よりも長い第 2の発光中心波長を有する第 2の複数の発光源と、第 2の発光中心波長よりも長い第 3の発光中心波長を有する第 3の複数の発光源と、を少なくとも含み、

ことを特徴とする請求項 12に記載の面光源装置。

[15] 前記光源ユニットは、前記複数の発光源を支持する基材層と、前記基材層の前記複数の発光源側に配置された反射層と、をさらに有する

ことを特徴とする請求項 12に記載の面光源装置。

[16] 出射側に微細凹凸形状を有しヘイズ値が 50以上である拡散シートを、さらに備え、前記拡散シートは前記レンチキュラーレンズシートよりも出射側に配置されていることを特徴とする請求項 12に記載の面光源装置。

[17] 前記レンチキュラーレンズシートは光を散乱させる散乱層を含み、

前記散乱層は、前記単位レンズの外輪郭に沿うように延びて前記レンチキュラーレンズシートの出射側の表面をなす

ことを特徴とする請求項 12に記載の面光源装置。

[18] 前記単位レンズの前記一方向に沿った配列間隔 pおよび前記散乱層の厚さ tは、 p/10≤t≤p/3

の関係を満たす

ことを特徴とする請求項 17記載の面光源装置。

[19] 前記レンチキュラーレンズシートの前記シート面への法線および前記一方向に沿つた断面において、前記単位レンズは、長軸が前記法線と平行な楕円の一部分をなす形状を有し、

前記楕円の長半径の長さは短半径の長さの 2. 5倍以上 5倍以下であることを特徴とする請求項 12に記載の面光源装置。

[20] 出射側に突出した複数の単位レンズを有するフライアイレンズシートと、

前記フライアイレンズシートのシート面に平行な一方向に沿って略一定の間隔で配列された複数の発光源を有する光源ユニットと、を備え、

前記単位レンズは、前記一方向に沿って略一定の間隔で配列されて、ることを特徴とする面光源装置。

前記一方向に沿った前記発光源の配列間隔 L、前記フライアイレンズシートの前記シート面への法線に沿った前記光源ユニットと前記フライアイレンズシートとの間隔 d 、前記一方向および前記法線に沿った断面にお!、て前記単位レンズの前記一方向における端部への接線と前記法線とがなす角度 Θ、および、前記単位レンズをなす材料の屈折率 nが、

cos"¹ (n X cos ( + θ ) )≤ θ ,力つ

φ = sin ¹、sin (tan [h 2d) )Z n)、

あるいは

n X cos ( + Θ ) > 1、力つ

φ = sin ¹ (sin (tan ¹ (L/ 2d) )Z n)

の関係を満たす

ことを特徴とする請求項 20に記載の面光源装置。

前記複数の単位レンズは、前記フライアイレンズシートの前記シート面に平行な方向であって前記一方向とは異なる他方向に沿っても略一定の間隔で配列され、前記光源ユニットの前記複数の発光源は、前記他方向に沿っても略一定の間隔で配列されている

ことを特徴とする請求項 20に記載の面光源装置。

cos"¹ (n X cos ( + θ ) )≤ θ ,力つ

φ = sin ¹、sin (tan ¹ (L/ 2d) )Z n)、

あるいは

n X cos ( + Θ ) > 1、力つ

φ = sin ¹ (sin (tan ¹ (L/ 2d) )Z n) の関係を満たし、

前記他方向に沿った前記発光源の配列間隔 L、前記フライアイレンズシートの前

2

記シート面への法線に沿った前記光源ユニットと前記フライアイレンズシートとの間隔 d、前記他方向および前記法線に沿った断面にお!、て前記単位レンズの前記他方向における端部への接線と前記法線とがなす角度 Θ 、および、前記単位レンズをな

2

す材料の屈折率 nが、

cos"¹ (nXcos(0 + Θ ))≤ Θ 、および

2 2 2

φ = sin (sin (tan (L Z 2d) )Z n)、

2 2

あるいは

nXcos(0 + Θ )〉1、および

2 2

φ = sin ¹ (sin (tan ¹ (L / 2d) )/ n)

2 2

の関係を満たす

ことを特徴とする請求項 22に記載の面光源装置。

前記光源ユニットは、互いに異なる発光波長分布を有した複数種類の発光源を含み、

各種類の発光源は、それぞれ、前記一方向に沿って略一定の間隔で配列され、前記一方向に沿った各種類の発光源の配列間隔は互いに略同一であることを特徴とする請求項 20に記載の面光源装置。

前記一方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔 L、前記フライアイレンズシートの前記シート面への法線に沿った前記光源ユニットと前記フライアイレンズシートとの間隔 d、前記一方向および前記法線に沿った断面にお!、て前記単位レンズの前記一方向における端部への接線と前記法線とがなす角度 Θ、および、前記単位レンズをなす材料の屈折率 nが、

cos"¹ (nXcos( + θ ))≤ θ ,力つ

φ = sin ¹、sin (tan \L/ 2d) )Z n)、

あるいは

nXcos( + Θ ) >1、力つ

φ = sin ¹ (sin (tan ¹ (L/ 2d) )Z n) の関係を満たす

ことを特徴とする請求項 24に記載の面光源装置。

[26] 前記光源ユニットは、互いに異なる発光波長分布を有した複数種類の発光源を含み、

各種類の発光源は、それぞれ、前記一方向に沿って略一定の間隔で配列され、前記一方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔は互いに略同一であり、前記各種類の発光源は、それぞれ、前記フライアイレンズシートの前記シート面に平行な方向であって前記一方向とは異なる他方向に沿っても略一定の間隔で配列され、

前記他方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔は互いに略同一であり、前記複数の単位レンズは、前記他方向に沿っても略一定の間隔で配列されて、ることを特徴とする請求項 20に記載の面光源装置。

[27] 前記一方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔 L、前記フライアイレンズシートの前記シート面への法線に沿った前記光源ユニットと前記フライアイレンズシートとの間隔 d、前記一方向および前記法線に沿った断面にお!、て前記単位レンズの前記一方向における端部への接線と前記法線とがなす角度 Θ、および、前記単位レンズをなす材料の屈折率 nが、

cos"¹ (n X cos ( + θ ) )≤ θ ,力つ

φ = sin ¹、sin (tan [h 2d) )Z n)、

あるいは

n X cos ( + Θ ) > 1、力つ

φ = sin ¹ (sin (tan ¹ (L/ 2d) )Z n)

の関係を満たし、

前記他方向に沿った前記各種類の発光源の配列間隔 L、前記フライアイレンズシ

2

ートの前記シート面への法線に沿った前記光源ユニットと前記フライアイレンズシートとの間隔 d、前記他方向および前記法線に沿った断面にお!、て前記単位レンズの前記他方向における端部への接線と前記法線とがなす角度 Θ 、および、前記単位レ

2

ンズをなす材料の屈折率 nが、 cos (n X cos ( 0 + Θ ) )≤ Θ 、および

2 2 2

φ = sin ¹ (sin (tan ¹ (L / 2d) )/ n)

2 2

あるいは

n X cos ( 0 + θ )〉1、および

2 2

φ =sin (sin (tan (L Z 2d))Z n)

2 2

の関係を満たす

ことを特徴とする請求項 26に記載の面光源装置。

[28] 前記光源ユニットは、前記複数の発光源を支持する基材層と、前記基材層の前記複数の発光源側に配置された反射層と、をさらに有する

ことを特徴とする請求項 20に記載の面光源装置。

[29] 出射側に微細凹凸形状を有しヘイズ値が 50以上である拡散シートを、さらに備え、前記拡散シートは前記フライアイレンズシートよりも出射側に配置されていることを特徴とする請求項 20に記載の面光源装置。

[30] 前記フライアイレンズシートは光を散乱させる散乱層を含み、

前記散乱層は、前記単位レンズの外輪郭に沿うように延びて前記フライアイレンズシートの出射側の表面をなす

ことを特徴とする請求項 20に記載の面光源装置。

[31] 前記単位レンズの前記一方向に沿った配列間隔 pおよび前記散乱層の厚さ tは、 p/10≤t≤p/3

の関係を満たす

ことを特徴とする請求項 30記載の面光源装置。

[32] 前記フライアイレンズシートの前記シート面への法線および前記一方向に沿った断面において、前記単位レンズは、長軸が前記法線と平行な楕円の一部分をなす形状を有し、

前記楕円の長半径の長さは短半径の長さの 2. 5倍以上 5倍以下であることを特徴とする請求項 20に記載の面光源装置。

[33] 基材層と、

前記基材層の少なくとも一面に設けられ、回路を形成する回路層と、平面上に並べて配置されるとともに前記基材層の一方の側に支持され、前記回路層の前記回路に接続された複数の発光源と、

前記基材層の前記一方の側に配置され光を反射する反射層と、を備え、前記一方の側から見たときに前記反射層は、全体の面積の 50%以上の面積を占める

ことを特徴とする光源ユニット。

[34] 前記複数の発光源は、前記基材層上の一方向に沿って略一定の間隔で配列されるとともに、前記一方向とは異なる前記基材層上の他方向に沿って略一定の間隔で配列されている

ことを特徴とする請求項 33に記載の光源ユニット。

[35] 前記基材層は金属力なる金属層を有している

ことを特徴とする請求項 33に記載の光源ユニット。

[36] 前記発光源の前記基材層側の面のうちの 10%未満の領域が空気と対面する

ことを特徴とする請求項 33に記載の光源ユニット。

[37] 前記基材層は、金属からなる金属層と、前記金属層の表面に設けられた絶縁層と、を有しており、

前記回路層は前記絶縁層上に設けられ、

前記発光源は前記回路層上に表面実装されている

ことを特徴とする請求項 33に記載の光源ユニット。

[38] 前記基材層の一方の側に支持された複数の照度センサをさらに備える

ことを特徴とする請求項 33に記載の光源ユニット。

[39] 前記発光源は、互いに異なる発光波長分布を有した複数種類の発光源を含むことを特徴とする請求項 33に記載の光源ユニット。

[40] 前記回路層の前記回路は、前記複数種類の発光源が同一発光波長分布を有した複数の発光源毎に時分割で発光するように、発光源の発光を制御する

ことを特徴とする請求項 33に記載の光源ユニット。

[41] 前記回路層は印刷によって形成されている

ことを特徴とする請求項 33に記載の光源ユニット。 [42] 前記反射層は、印刷またはコーティングによって形成されている

ことを特徴とする請求項 33に記載の光源ユニット。

[43] 請求項 33に記載された光源ユニットと、

出射側に突出した複数の単位レンズを有するレンチキュラーレンズシートと、を備え前記単位レンズは、前記レンチキュラーレンズシートのシート面に平行な一方向に沿って略一定の間隔で配列されて、る

ことを特徴とする面光源装置。

[44] 前記レンチキュラーレンズシートの前記シート面に平行な方向であって前記一方向とは異なる他方向に沿って略一定の間隔で配列されるとともに出射側に突出した複数の単位レンズを有する第 2のレンチキュラーレンズシートをさらに備える、ことを特徴とする請求項 43に記載の面光源装置。

[45] 請求項 33に記載された光源ユニットと、

出射側に突出した複数の単位レンズを有するフライアイレンズシートと、を備え、前記単位レンズは、前記フライアイレンズシートのシート面に平行な一方向に沿つて略一定の間隔で配列されているとともに、前記フライアイレンズシートの前記シート面に平行な方向であって前記一方向とは異なる他方向に沿っても略一定の間隔で配列されている

ことを特徴とする面光源装置。