WO2021166432A1 - 光源ユニット、表示装置、及び光源ユニット製造装置 - Google Patents

Abstract

薄型化した場合にも出射面での輝度の均一性を確保することができる光源ユニット及び表示装置を提供する。　少なくとも一つの微小光源が設置された光源設置面と、光源設置面と並べて配置された透光性を有する基材と、基材において光源設置面側に位置する第一面に微小光源の配光特性に基づいて形成された反射パターンと、を有する光源ユニットにおいて、基材において第一面とは反対側に位置する第二面と光源設置面との間隔が１ｍｍ以上且つ２ｍｍ以下である。

Description

光源ユニット、表示装置、及び光源ユニット製造装置

　本発明は、光源ユニット及び表示装置に係り、特に、微小光源の配光特性を考慮して設計された光源ユニット及び表示装置に関する。また、本発明は、光源ユニットを製造する光源ユニット製造装置にも関する。

　液晶テレビ等の表示装置のバックライトとして用いられる光源ユニットには、高品位な映像を表示するために、光出射面における輝度の均一性が求められている。均一な光照射が可能な従来の光源ユニットとしては、例えば、特許文献１に記載された光源モジュールが挙げられる。

　特許文献１に記載の光源モジュールは、直下型のバックライトとして利用され、光源と光出射面との間に、透過反射板（特許文献１では「ライティングカーテン」と表記）を備える。この構成によれば、指向性の強い光源を利用した場合にも、出射面での輝度ムラを抑えて均一に光を照射することができる。

特開２０１２－１７４６３４号公報

　表示装置のバックライトである光源ユニットは、特許文献１の光源モジュールを含む従来品よりも薄型化されることが望まれている。また、光源ユニットの品質として、出射面における輝度の均一性についての更なる向上が求められている。しかし、光源ユニットでは、薄型化するほど、出射面での輝度の均一性が確保し難しくなる傾向にある。

　本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、以下に示す目的を解決することを課題とする。
　本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、薄型化した場合にも出射面での輝度の均一性を確保することができる光源ユニット及び表示装置を提供することを目的とする。
　また、本発明の他の目的は、上記の光源ユニットを製造するための光源ユニット製造装置を提供することである。

　本発明者らが上記の目的を達成するために鋭意検討した結果、微小光源の設置面と、第一面に反射パターンが形成された透光性の基材における第二面との間隔が、輝度の均一性に影響を及ぼすことが分かった。具体的には、間隔が広がるほど、反射パターンの形成が容易になり、間隔が狭くなるほど、反射パターンの効果が適切に発揮される。
　以上の点を踏まえて、本発明者らは、上記の間隔が所定の数値範囲である場合に、光源ユニットを薄型化しつつ、光出射面における輝度の均一性を確保することを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明者らは、以下の構成により上記の課題が解決されることを見出した。

　［１］　少なくとも一つの微小光源が設置された光源設置面と、光源設置面と並べて配置された透光性を有する基材と、基材において光源設置面側に位置する第一面に、少なくとも一つの微小光源の配光特性に基づいて形成された反射パターンと、を有し、基材において第一面とは反対側に位置する第二面と光源設置面との間隔が１ｍｍ以上且つ２ｍｍ以下である、光源ユニット。
　［２］　平面状の光源設置面を有する基板を有し、光源設置面において、少なくとも一つの微小光源としての複数の微小発光素子が、光源設置面の中央位置を基準として対称的に配置されている、［１］に記載の光源ユニット。
　［３］　第一面において、反射パターンとしての複数の単位パターンが、第一面の中央位置を基準として対称的に形成されている、［１］又は［２］に記載の光源ユニット。
　［４］　複数の単位パターンの各々が酸化チタンによって構成されている、［３］に記載の光源ユニット。
　［５］　複数の単位パターンの各々は、光源設置面に向かって突出し、且つ、光源設置面に近付くにつれて直径が段階的に小さくなる形状を有する、［３］又は［４］に記載の光源ユニット。
　［６］　複数の単位パターンの各々は、第二面における輝度の分布に関する指標値が設定条件を満たすために第一面に形成されている、［３］乃至［５］のいずれかに記載の光源ユニット。
　［７］　下記の第一条件及び第二条件が満たされることで指標値が設定条件を満たし、複数の単位パターンの各々の厚み、サイズ及び配置位置が、第一条件及び第二条件を満たすように決められた厚み、サイズ及び配置位置である、［６］に記載の光源ユニット。
　第一条件：第二面のうち、少なくとも一つの微小光源と重なる位置にある特定領域、及び、特定領域を囲む周辺領域の各々での輝度が基準値以下になること。
　第二条件：第二面における輝度の分散度合いが目標範囲内にあること。
　［８］　基材は、透光性を有するフィルム材料によって構成される、［１］乃至［７］のいずれかに記載の光源ユニット。
　［９］　基材と反射パターンとが第一光散乱体を構成し、第一光散乱体と少なくとも一つの光源との間に、第二光散乱体が配置されており、第一光散乱体及び第二光散乱体のうち、第一光散乱体にのみ反射パターンが設けられている、［１］乃至［８］のいずれかに記載の光源ユニット。
　［１０］　光源設置面と平行であり且つ互いに直交する２つの方向の各々において、光源設置面に対する第一光散乱体の正規の配置位置と、第一光散乱体の実配置位置とのずれ量が０．２ｍｍ以下である、［９］に記載の光源ユニット。
　［１１］　液晶ディスプレイを有し、［１］乃至［１０］のいずれかに記載の光源ユニットがバックライトユニットとして前記液晶ディスプレイの背面側に備えられている、表示装置。
　［１２］　［１］乃至［１０］のいずれかに記載の光源ユニットを製造する光源ユニット製造装置であって、少なくとも一つの微小光源の配光特性を取得する配光特性取得装置と、取得された配光特性に基づいて生成されたパターン形成データに従って、基材の第一面に反射パターンを形成するパターン形成装置と、を有する光源ユニット製造装置。

　本発明によれば、薄型化され、且つ出射面での輝度の均一性が確保された光源ユニット及び表示装置が実現される。
　また、本発明によれば、上記の光源ユニットを製造する装置を提供することができる。

配光特性を示す特性図の一例である。 表示装置の構成機器の模式側面図である。 光源ユニットの構成例を示す図であり、図２のＩ－Ｉ断面を示す。 基材に反射パターンが設けられていない場合の、出射面での輝度の均一性に関する指標値を示すグラフである（その１）。 基材に反射パターンが設けられていない場合の、出射面での輝度の均一性に関する指標値を示すグラフである（その２）。 基材に反射パターンが設けられた場合の、出射面での輝度の均一性に関する指標値を示すグラフである（その１）。 基材に反射パターンが設けられた場合の、出射面での輝度の均一性に関する指標値を示すグラフである（その２）。 基材の配置位置がずれた場合の、出射面での輝度の均一性に関する指標値の変化を示す図である（その１）。 基材の配置位置がずれた場合の、出射面での輝度の均一性に関する指標値の変化を示す図である（その２）。 第二光散乱体をさらに備える場合の、出射面での輝度の均一性に関する指標値の変化を示す図である（その１）。 第二光散乱体をさらに備える場合の、出射面での輝度の均一性に関する指標値の変化を示す図である（その２）。 第一光散乱体の模式平面図である。 反射パターンの単位パターンの側面図である。 反射パターンの単位パターンの変形例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る光源ユニット製造装置についての説明図である。 反射パターンの形成条件を決めるための演算処理フローを示す図である。 計算領域の説明図である（その１）。 計算領域の説明図である（その２）。 計算対象となる領域が遷移する様子を示す図である（その１）。 計算対象となる領域が遷移する様子を示す図である（その２）。 シミュレーションモデルの説明図である。 比較例１における出射面での輝度の分布を示す図である。 実施例１における出射面での輝度の分布を示す図である。 実施例２における出射面での輝度の分布を示す図である。 実施例３における出射面での輝度の分布を示す図である。 実施例４における出射面での輝度の分布を示す図である。 実施例５における出射面での輝度の分布を示す図である。 実施例６における出射面での輝度の分布を示す図である。 実施例７における出射面での輝度の分布を示す図である。 実施例８における出射面での輝度の分布を示す図である。

　本発明の一実施形態（以下、本実施形態）について、添付の図面に示す好適な実施形態を参照しながら、以下に詳細に説明する。
　なお、以下に説明する装置構成、用途、及び用法は、本発明の代表的な実施態様に基づくものであるが、本発明は、そのような実施態様に限定されるものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下に説明する実施形態から変更又は改良され得る。また、当然ながら、本発明には、その等価物が含まれる。

　なお、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
　また、本明細書において、「同じ」、「同様」及び「同一」は、完全に同一である場合の他、多少の相違するものの、その相違が本発明の技術分野において一般的に許容される誤差範囲にある場合を含むものとする。
　また、本明細書において、「全部」、「いずれも」及び「全面」等というとき、１００％である場合のほか、本発明が属する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、例えば９９％以上、９５％以上、または９０％以上である場合を含むものとする。
　また、本明細書において、「平行」は、基準となるライン、面若しくは方向に対して平行である場合の他、数度の傾きがあるものの略平行である場合を含むものとする。

　また、以下の説明中、「配光特性」は、光源からの光の広がり度合いを意味し、光源から各方向への強度（例えば、放射強度又は照度等）の分布である。配光特性は、通常、図１に示すような特性図によって表される。特性図では、強度が最大となる方向での出射光の強度を１００％とし、各方向への出射光の強度を相対値（比率）として表している。
　なお、配光は、光源が点として見える無限遠の距離から測定されるファーフィールド配光と、光源内の様々な点から出る光の分布が判別できる距離から測定されるニアフィールド配光とに分類される。以下では、特に断る場合を除き、配光は、ファーフィールド配光を意味することとする。

　また、以下の説明中、「反射」とは、特に断る場合を除き、拡散反射（乱反射）を意味し、拡散と同義であることとする。

　［本実施形態に係る表示装置の概要］
　本実施形態に係る表示装置１０は、図２に示すように、画像を表示する液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display：以下、ＬＣＤと表記）１２と、ＬＣＤ１２の背面側に配置された光源ユニット１４とを有する。

　ＬＣＤ１２は、画像表示パネルとして機能し、ＬＣＤ１２の表示画面には、その背面側から光源ユニット１４からの光が照射される。

　光源ユニット１４は、直下型のバックライトユニットとして表示装置１０に備わっており、ＬＣＤ１２側を向いた表面が出射面をなす面状照明装置である。光源ユニット１４は、図３に示すように、少なくとも一つの微小光源１６が設置された光源設置面２２と、光源設置面２２と並べて配置された透光性を有する基材２４とを有する。基材２４において光源設置面２２側に位置する第一面２６に、少なくとも一つの微小光源１６の配光特性に基づいて形成された反射パターン３０が設けられている。反射パターン３０は、図３に示すように、複数の単位パターン３２によって構成されている。
　なお、図３に示す断面図では、図示を簡略化するために、微小光源１６及び単位パターン３２のそれぞれの個数を、実際とは異なる個数としている。

　また、本実施形態では、基材において第一面２６とは反対側に位置する第二面２８と光源設置面２２との間隔（図３中、記号ｄにて示す）が、１ｍｍ以上且つ２ｍｍ以下である。これにより、本実施形態では、光源ユニット１４及び表示装置１０の各々を薄型化しつつ、出射面での輝度の均一性を確保することができる。

　より詳しく説明すると、間隔ｄが広くなるほど、反射パターン３０を設けることが容易になり、間隔ｄが狭くなるほど、反射パターン３０の効果が良好に発揮される。一方、光源ユニット１４を含む表示装置１０については、より薄型化されたものが求められるが、薄型化するほど、間隔ｄが狭くなるため、反射パターン３０を設けることが困難となる。

　ここで、仮に基材２４に反射パターン３０が設けられていない場合、出射面である第二面２８における輝度の分布に関する指標値は、間隔ｄの変化に対して、図４及び５に示す挙動にて変化する。

　図４に示す指標値（縦軸の数値）は、第二面２８における輝度の分布（ヒストグラム）上の最大点と最小点の差分を、輝度の平均値で除した値であり、以下では便宜的に「規格化ダイナミックレンジ」という。なお、輝度の分布の最大点とは、累積ヒストグラムの９７％に相当する点であり、最小点とは、累積ヒストグラムの３％に相当する。
　図５に示す指標値（縦軸の数値）は、第二面２８における輝度の二次元分布から算出される標準偏差（シグマ）を、輝度の平均値で除した値であり、以下では便宜的に「規格化シグマ」という。
　規格化ダイナミックレンジ及び規格化シグマは、いずれも、輝度の分布の均一性が高いほど小さくなる。

　基材２４に反射パターン３０が設けられていない場合には、図４及び５から分かるように、輝度の均一性を確保する上では間隔ｄを比較的大きくする必要がある（例えば、図４及び５に示すケースでは１５ｍｍ超とする）。

　これに対して、基材２４の第一面２６に反射パターン３０を形成することにより、図６及び７に示すように、間隔ｄが１．０ｍｍ～２．０ｍｍである場合にも、上記と同程度に輝度の均一性を確保することができる。ただし、図６及び７から分かるように、間隔ｄが小さくなると、輝度の均一性が確保され難くなり、間隔ｄが１ｍｍ未満であると、反射パターン３０だけで均一性を確保することが困難になる。

　また、図８及び９から分かるように、基材２４に反射パターン３０を設けた構成において、基材２４の配置位置が正規の位置からずれると、輝度の均一性が低下する。
　図８及び９は、基材２４の配置位置がずれた場合（具体的には、後述するＸＹ方向に配置位置が０．２ｍｍずれた場合）の指標値の変化を表しており、図８は、規格化ダイナミックレンジの変化を、図９は、規格化シグマの変化を示している。なお、図８及び９に示すケースでは、基材２４の配置位置がずれることで、指標値が図中の矢印の向きに上昇する。

　ここで、間隔ｄが２．０ｍｍである場合には、間隔ｄが１．０ｍｍである場合に比べて、配置位置のずれが輝度の均一性に及ぼす影響が小さくなり、換言すると、配置位置のずれに対するロバスト性（耐性）が高くなる。
　以上の点を踏まえ、本実施形態では、間隔ｄを１ｍｍ以上且つ２ｍｍ以下とし、これにより、光源ユニット１４の薄型化、及び出射面における輝度の均一性の改善を図っている。

　また、本実施形態では、基材２４と反射パターン３０とが第一光散乱体３４を構成しており、図３に示すように、第一光散乱体３４と少なくとも一つの微小光源１６との間に、第二光散乱体３６が配置されている。また、反射パターン３０は、第一光散乱体３４及び第二光散乱体３６のうち、第一光散乱体３４のみに設けられており、第二光散乱体３６には設けられていない。

　以上のように、第一光散乱体３４と微小光源１６との間に、反射パターン３０を備えない第二光散乱体３６が配置されることで、基材２４（すなわち、第一光散乱体３４）の配置位置のずれに対するロバスト性（耐性）が高くなる。
　詳しく説明すると、図８及び９から分かるように、第一光散乱体３４の反射パターン３０による出射面での輝度均一化の効果は、プリンタのシェーディング補正のように、第一光散乱体３４の配置位置の僅かなずれに影響される。

　一方、第二光散乱体３６を第一光散乱体３４と組み合わせることで、図１０及び１１に示すように、第二光散乱体３６を設けない場合に比べて、第一光散乱体３４の配置位置がずれた際の輝度の均一性低下をより緩和させることができる。このような第二光散乱体３６を設けることの効果は、微小光源１６からの配光強度が限定的な範囲で高くなる（すなわち、ピーキーな配光特性である）場合には、特に有効となる。

　なお、図１０及び１１は、第二光散乱体３６を備える点を除き、図８及び９と同様の条件下で基材２４の配置位置がずれた場合の指標値の変化を表している。

　ちなみに、第二光散乱体３６を用いた場合に許容され得る基材２４の配置位置のずれ量は、ＸＹ方向の各々において０．２ｍｍ以下である。ＸＹ方向は、光源設置面２２と平行であり且つ互いに直交する２つの方向に相当する。ずれ量は、光源設置面２２に対する第一光散乱体３４の正規の配置位置と、第一光散乱体３４の実配置位置とのずれ量である。
　また、反射パターン３０を有する第一光散乱体３４と第二光散乱体３６との併用による効果を良好に発揮させる上で、間隔ｄは、１．０ｍｍ以上且つ２．０ｍｍ未満に設定されているのが望ましい。

　［本実施形態に係る光源ユニットの構成例］
　本実施形態に係る光源ユニット１４は、図３に示すように、微小光源１６が設置された基板２０、反射パターン３０を有する第一光散乱体３４、及び第二光散乱体３６を備える。以下、光源ユニット１４の各構成機器について説明する。

　（微小光源）
　微小光源１６は、指向性が強い点光源であり、本実施形態では、図３に示す微小発光素子１８によって構成され、具体的にはミニＬＥＤ（Light Emitting Diode）と呼ばれる、チップサイズが１００～２００μｍであるＬＥＤからなる。
　ただし、微小光源１６の種類については、ミニＬＥＤに限定されるものではなく、例えば、チップサイズが１００μｍ以下であるマイクロＬＥＤを用いてもよく、あるいは、ＬＥＤ以外の微小発光素子、具体的には、微小なエレクトロルミネッセンス素子、又は微小な半導体レーザを用いてもよい。

　本実施形態の微小発光素子１８（すなわち、ミニＬＥＤ）の配光特性について説明すると、光の出射方向のうち、光の強度が最も高くなる方向を０度としたときの視野角が、±６５～±８０度程度（すなわち、約１３０～１６０度の範囲）となる。なお、０度における輝度（すなわち、最大輝度）は、本発明の成立上、重要ではなく、特に限定されるものではない。

　また、微小発光素子１８には、光拡散型レンズ（図示せず）が装着されてもよい。光拡散型レンズはミニＬＥＤから出射された光を拡散させる光拡散型のレンズであり、例えば非球面レンズであり、所望の光拡散効果を奏し得る公知のレンズ部材（例えば、特開２０１３－１２４１７号公報に開示されたレンズ部材）を適宜用いることができる。このような光拡散型レンズを微小発光素子１８に装着することにより、より高輝度で且つ出射面上における輝度の均一性にも優れる光源ユニット１４を提供することができる。

　（基板）
　基板２０は、平面状の部材であり、ＬＣＤ１２のバックライトユニットとして通常用いられるリジッド基板、フレキシブル基板若しくはリジッドフレキシブル基板である。また、基板２０は、不図示である平板状のベース層を有し、ベース層においてＬＣＤ１２が位置する側に光源設置面２２を有する。ベース層の材質については、特に制限されないが、例えばＡＧＳＰ（Advanced Grade Solid-Bump Process）、アルミナ、ガラエポ、及びＰＣＢ（Polychlorinated Biphenyl）等が挙げられ、特に熱伝導率が高い材質が好ましい。

　光源設置面２２には不図示の金属配線部が形成されている。この金属配線部を介して、少なくとも１つの微小光源１６としての複数の微小発光素子１８（例えば、ミニＬＥＤ）が光源設置面２２に設置されている。本実施形態では、複数の微小発光素子１８が、光源設置面２２の中央位置を基準として規則的且つ対称的に配置されている。一例を挙げると、光源設置面２２の中央位置からＸＹ方向において５～６ｍｍの間隔で、複数の微小発光素子１８がマトリクス状に配置されている。
　なお、光源設置面２２の中央位置は、例えば、光源設置面２２が長方形又は正方形であれば、対角線の交点の位置が該当し、光源設置面２２が円であれば、円の中心位置が該当する。

　また、光源設置面２２のうち、微小光源１６が配置されずに露出している部分（非光源配置領域）は、反射層に覆われていて光反射性を有する。
　なお、光拡散性を有する材料、例えば光拡散フィルムによって基板２０のベース層が構成されてもよく、その場合にはベース層の上に反射層を形成しなくてもよい。

　（第一光散乱体）
　第一光散乱体３４は、反射型透過体により構成され、図３に示すように、光透過性を有する透明又は半透明の基材２４と、基材２４の表面に形成された反射パターン３０とを有する。

　（基材）
　基材２４は、透光性を有するフィルム材料からなるが、光を透過するものでれば、透明の基材、半透明の基材、並びに、その他の光拡散性を備えた基材のうち、いずれでもよい。

　基材２４は、図３に示すように基板２０の光源設置面２２と平行となるように並べて配置される。光源設置面２２に対する基材２４の正規の配置位置は、ＸＹ方向において基材２４の中央位置が光源設置面２２の中央位置と一致し、且つ、基材２４の延出方向が光源設置面２２の延出方向と一致するときの位置である。
　なお、基材２４の中央位置は、例えば、基材２４の表面が長方形又は正方形であれば、対角線の交点の位置が該当し、基材２４の表面が円であれば、その円の中心位置が該当する。

　基材２４を構成するフィルム材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、及び、ポリ乳酸（ＰＬＡ）等のポリエステル系樹脂；三酢酸セルロース等のセルロース系樹脂；ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、及び、シクロオレフィン系（ＣＯＣ、ＣＯＰ）樹脂等のポリオレフィン系樹脂；ポリメチルメタクレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル系樹脂；ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂；ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂等を挙げることができる。

　また、基材２４は、１層からなるものでもよく、あるいは２層以上からなるものでもよい。例えば、複数層からなる基材２４は、光拡散フィルムからなる層を含んでもよい。
　ちなみに、本実施形態の基材２４には、微小光源１６が位置する側に、反射パターン３０と同じ材質の反射層（不図示）が設けられている。この反射層は、厚みが均一であり且つ十分に小さい層である。

　また、透明フィルムを基材２４として使用する場合、基材２４の透過率（厳密には、微小光源１６の発光波長帯域における平均光線透過率）は、５０％以上であるのが好ましく、７０％以上であるのがより好ましく、８５％以上であるのが特に好ましい。

　また、基材２４は、光拡散性を備えたものでもよい。例えば、基材２４の少なくとも一方の表面に凹凸形状若しくはプリズム形状を形成することで、基材２４に光拡散性を付与してもよい。また、基材２４の内部に無機微粒子又は有機微粒子を散在させることで、基材２４に光拡散性を付与してもよい。

　また、基材２４の屈折率は、基材２４を透過する光線の入射角度が過度に制限されないように、空気の屈折率との関係から１．００～２．００であるのが好ましく、１．３０～１．８０であるのがより好ましい。

　ここで、基材２４の厚み方向、すなわち基材２４と光源設置面２２とが並ぶ方向をＺ方向とし、基材２４から見てＬＣＤ１２が位置する側を＋Ｚ側とし、光源設置面２２が位置する側を－Ｚ側とする。基材２４の－Ｚ側の表面は、第一面２６であり、第一面２６には、前述したように反射パターン３０が形成されている。また、基材２４の＋Ｚ側の表面は、第二面２８であり、第二面２８は、例えば、ＬＣＤ１２の背面と対向し、本実施形態では光源ユニット１４の光出射面を構成している。

　（反射パターン）
　反射パターン３０は、基材２４の第一面２６に形成（パターニング）され、複数の微小発光素子１８からの入射光（厳密には、第二光散乱体３６を透過した光）を反射する。反射パターン３０は、基材２４の－Ｚ側で基材２４と積層されている。

　本実施形態において、反射パターン３０は、例えば、図１２に示すように微小発光素子１８と同数の単位パターン３２によって構成されている。
　なお、図１２に示す反射パターン３０では、単位パターン３２の個数が、図示の便宜上、実際とは異なる個数となっている。

　また、複数の単位パターン３２は、第一面２６の中央位置を基準として規則的且つ対称的に配置されている。具体的には、第一面２６の中央位置からＸＹ方向のそれぞれに等ピッチで単位パターン３２が形成されている。ここで、第一面２６における単位パターン３２のピッチは、光源設置面２２における微小発光素子１８のピッチと同一であり、あるいは略等しい。これにより、それぞれの単位パターン３２は、図３に示すように、基材２４が正規の配置位置にある状態では各微小発光素子１８の直上に位置することになる。

　また、それぞれの単位パターン３２は、図１３に示すように裾が比較的広い略円錐形状のパターンである。すなわち、本実施形態では、単位パターン３２が光源設置面２２に向かって突出し、且つ、光源設置面２２に近付くにつれて直径が段階的に小さくなる形状を有している。
　なお、各単位パターン３２は、図１３に示すように光源設置面２２に向かって漸次的に縮径したテーパ形状でもよく、図１４に示すように複数の縮径箇所にて不連続に縮径することでステップ（段差）をなした形状でもよい。
　また、各単位パターン３２の形状は、略円錐形状に限られず、三角錐又は四角錐形状でもよく、円柱又は平面視で多角形をなす角柱形状等でもよく、あるいは不定形でもよい。

　単位パターン３２の材質は、光反射率が高い材料（以下、反射材と言う）である。反射材としては、例えば、白色顔料等が挙げられ、白色顔料としては、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カリウム、シリカ、タルク及びクレイ等が挙げられる。白色顔料以外の反射材としては、銀錯体を主成分とする導電性銀インク（例えば、被覆銀超微粒子を主成分とする導電性銀インク）等が挙げられる。また、反射材としては、上記の白色顔料を含む熱可塑性樹脂組成物を用いることができる。反射材として用いる熱硬化性樹脂組成物の具体例としては、公知のウレタン樹脂とイソシアネート化合物との組合せ、エポキシ樹脂とポリアミン又は酸無水物との組合せ、シリコーン樹脂と架橋剤との組合せのような、主剤と硬化剤とを含む２成分型の熱硬化性樹脂、並びに、アミン、イミダゾール及びリン系等の硬化促進剤を含有する３成分型の熱硬化性樹脂を用いることができる。具体的には、特開２０１４－１２９５４９に記載されているシリコーン系の熱硬化性樹脂を用いた光反射層を例示することができる。
　なお、本実施形態では、酸化チタンを反射材として用いて単位パターン３２を形成することとする。

　第一面２６における反射パターン３０の形成（パターニング）は、インクジェット方式の印刷、あるいは、その他の方式（例えば、スクリーン印刷等）の印刷によって行われてもよい。ただし、パターン形成（パターニング）の手法は、印刷に限定されず、金属蒸着、若しくは反射材の塗布でもよい。また、第一面２６の全面に反射材を塗布した後に、上記の単位パターン３２が残るように反射材を削り取って反射パターン３０を形成してもよい。

　そして、本実施形態では、光源設置面２２に設置された微小光源１６（詳しくは、微小発光素子１８であるミニＬＥＤ）の配光特性に基づき、反射パターン３０が第一面２６に形成されている。
　具体的には、反射パターン３０をなす複数の単位パターン３２の各々は、第二面２８における輝度の分布に関する指標値（例えば、規格化ダイナミックレンジ及び規格化シグマ等）が設定条件を満たすように第一面２６に形成される。ここで、設定条件とは、光源ユニット１４の要求仕様として、規格化ダイナミックレンジ及び規格化シグマ等の指標値が満たすべき数値範囲である。

　より詳しく説明すると、出射面のうち、微小発光素子１８の直上に位置する領域では目標値まで減光するように単位パターン３２の厚み、サイズ及び配置位置が決められる。また、微小発光素子１８の直上付近に位置する領域では各拡散光及び反射光を減光するように単位パターン３２の厚み、サイズ及び配置位置が決められる。
　ここで、単位パターン３２の厚みは、単位パターン３２の底面（＋Ｚ側の端）から頂部（－Ｚ側の端）までの長さであり、単位パターン３２のサイズは、単位パターン３２の最大直径である。また、単位パターン３２の配置位置は、ＸＹ方向における単位パターン３２の中心位置（円形をなす単位パターン３２の底面の中心位置）である。

　そして、各単位パターン３２が決められた厚み、サイズ及び配置位置となるように反射パターン３０が第一面２６に形成される。なお、反射パターン３０を形成する手順については、後の項で詳述する。

　（第二光散乱体）
　第二光散乱体３６は、その内部で微小光源１６からの光を散乱させて拡散させる。本実施形態において、第二光散乱体３６は、平板又は薄膜状であり、図３に示すようにＺ方向において第一光散乱体３４と少なくとも一つの微小光源１６（すなわち、複数の微小発光素子１８）との間で第一光散乱体３４と平行となるように配置されている。

　各微小発光素子１８から発せられた光は、第二光散乱体３６に入射されて第二光散乱体３６内で散乱し、やがて第二光散乱体３６を透過する。これにより、出射面である第二面２８での輝度の均一性を向上させ、さらに、第一光散乱体３４の位置ずれに対するロバスト性を高めることができる。

　第二光散乱体３６には、前述したように、反射パターン３０が形成されていない。具体的に説明すると、第二光散乱体３６は、基層と散乱層を含む積層体からなる。基層は、透光性を有する板材又はフィルム材によって構成され、例えば、ポリカーボネート又はアクリル樹脂等からなる半透明の樹脂フィルム上に光拡散構造（例えば、微小且つランダムなレンズアレイ等）が形成された光学フィルムが基層として利用可能である。散乱層は、反射パターン３０のように点在するのではなく、基層の表面（例えば、第一光散乱体３４側に位置する表面）の全体に略均一な厚みで形成されている。散乱層を構成する材料は、反射パターン３０と同じ反射材であり、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カリウム、シリカ、タルク及びクレイ等が利用可能である。
　なお、第二光散乱体３６は、上記の積層体に限定されず、透明な樹脂により形成された基材内に、基材とは屈折率が異なる光散乱粒子を分散させて構成される導光部材を第二光散乱体３６として利用してもよい。

　第二光散乱体３６が光源設置面２２に近付くほど、微小光源１６から第二光散乱体３６に向かう光の広がりが大きくなる。また、第一光散乱体３４と第二光散乱体３６との間の距離が大きくなるほど、第二光散乱体３６からの光の広がり（拡散度合い）が大きくなる。このような傾向を考慮し、第二光散乱体３６は、光の広がりの効果を最大限発揮することができる位置に配置されるのが望ましい。

　以上までに、本実施形態の光源ユニット１４の構成例について説明したが、上記の構成は、あくまでも一例に過ぎず、他の構成も考えられる。
　本実施形態では、基材２４の＋Ｚ側の表面である第二面２８が出射面であることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、第二面２８にプリズムシートを重ね、そのプリズムシートの＋Ｚ側の表面を出射面としてもよい。
　また、本実施形態では、第二光散乱体３６が設けられているが、第二光散乱体３６が設けられていない構成であってもよい。
　また、本実施形態に係る光源ユニット１４は、表示装置１０のバックライトユニットとして用いられるものであるが、これに限定されず、面発光の照明装置として用いられてもよい。

　［光源ユニット製造装置］
　次に、本実施形態の光源ユニット１４を製造する光源ユニット製造装置４０について説明する。光源ユニット製造装置４０は、図１５に示すように配光特性取得装置４２、パターン形成データ生成装置４４、及びパターン形成装置４６を有する。

　（配光特性取得装置）
　配光特性取得装置４２は、光源ユニット１４に用いられる微小光源１６の配光特性（厳密には、配光特性に関する情報）を取得する装置であり、例えば公知の配光特性測定装置によって構成される。配光特性測定装置としては、ゴニオメータ、回転ステージ又は回転ミラーによって光源を回転させ、その角度における照度（光度）を照度計又は輝度計により測定する装置が利用可能である。その一例としては、システムエンジニアリング社製のＬＥＤ照明配向測定システムＮｅｏＬｉｇｈｔ、及び浜松ホトニクス社製の輝度配光特性測定装置Ｃ９９２０－１１等が挙げられる。
　また、上記以外の配光特性測定装置として、ＬＥＤ素子又はＬＥＤモジュールの配光分光分布特性を予め設定した条件で測定するＬＥＤ配光測定装置（例えば、ＯｐｔＣｏｍ社の測定装置等）も利用可能である。この装置では、鉛直配光ステージ及び水平配光ステージを制御してＬＥＤ放射角を調整し、光検出器に対向するように位置決めを行った上で、測定条件に応じて装置の点灯電源を制御して点灯させ、計測制御機器により分光分布を測定する。

　（パターン形成データ生成装置）
　パターン形成データ生成装置４４は、反射パターン３０を形成するためのデータ（以下、パターン形成データと言う。）を生成する装置であり、例えば、不図示のプロセッサを備えたコンピュータによって構成される。プロセッサは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等によって構成され、装置内の記憶装置（不図示）に記憶された光学シミュレーション用のプログラムを実行する。このシミュレーションプログラムの実行を通じて、パターン形成データ生成装置４４は、微小光源１６の配光特性に基づいて反射パターン３０の形成条件を決め、その条件を示すパターン形成データを生成する。

　具体的に説明すると、パターン形成データ生成装置４４は、配光特性取得装置４２から、微小光源１６の配光特性に関する情報（例えば、配光特性の測定値）を取得する。パターン形成データ生成装置４４は、取得された配光特性に基づき、各単位パターン３２の厚み、サイズ及び配置位置（以下、厚み等）を、光学シミュレーションを通じて決定する。このとき、厚み等は、下記の第一条件及び第二条件を満たすように決定される。
　第一条件：第二面２８のうち、少なくとも一つの微小光源１６と重なる位置にある特定領域、及び、特定領域を囲む周辺領域の各々での輝度が基準値以下になること。
　第二条件：第二面２８における輝度の分散度合いが目標範囲内にあること。

　そして、第一条件及び第二条件が満たされることで、規格化シグマ及び規格化ダイナミックレンジ等の指標値が前述の設定条件を満たすようになる。
　なお、第一条件における「特定領域」は、第二面２８のうち、各微小発光素子１８とＺ方向において重なる位置にある領域であり、分かり易くは各微小発光素子１８の直上に位置する領域である。仮に第一面２６に複数の単位パターン３２が形成されない場合を想定すると、特定領域での輝度が最も高くなる。
　第一条件における「周辺領域」は、第二面２８において特定領域を取り囲むように配置された領域であり、特定領域と隣接する側から外側に向かって層状に並んで存在する。
　第一条件における「基準値」は、特定領域での輝度に対して設定される目標値であり、例えば、第一面２６に複数の単位パターン３２が形成されない場合での第二面２８の各領域における輝度を平均化した値（平均輝度）である。

　第二条件における「輝度の分散度合い」とは、第二面２８の各領域（すなわち、特定領域及び周辺領域のそれぞれ）での輝度の分布に関する評価指標であり、換言すると、輝度の平滑性を示している。
　第二条件における「目標範囲」とは、輝度の分散度合いに対して設定される数値範囲であり、例えば、分散度合いの目標値と同一又は同一とみなすことができる範囲（誤差範囲）である。なお、本実施形態において、目標範囲は、第一条件の基準値に基づいて設定される。

　パターン形成データ生成装置４４は、上記の第一条件及び第二条件が満たされるように各単位パターン３２の厚み等を決めるにあたり、所定の演算処理を実施する。この演算処理フローは、図１６に示す手順に従って進められる。以下、図１６を参照しながら、上記の演算処理フローについて説明する。

　（演算処理フロー）
　演算処理フローを実施するにあたり、第二面２８を複数の計算単位に区画する。具体的に説明すると、第二面２８を、ＸＹ方向において各微小発光素子１８の配置位置を中心とする複数の領域に区切り、それぞれを計算単位とする。ここで、計算単位は、第二面２８において微小発光素子１８と同じ数だけ存在し、本実施形態では、図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように方形状の領域となる。

　各計算単位は、図１７Ａ及び１７Ｂに示すように、さらに細かな計算領域に分けられる。ここで、計算領域は、図１７Ａに示すようにＸＹ方向に格子状に並んでもよく、図１７Ｂに示すように同心円上に並んでもよい。
　各計算単位のうち、ＸＹ方向における各微小発光素子１８の配置位置と同じ位置にある計算領域Ｐ１は、上述の特定領域に相当する。特定領域の外側で特定領域を取り囲む方形枠又は環をなすように並んだ計算領域Ｐ２～Ｐ６は、上述の周辺領域に相当する。

　なお、計算領域のサイズ（メッシュサイズ）及び区画方式については、特に限定されないが、以下では、各計算単位を、微小発光素子１８の配置位置を中心にした多層の計算領域に区切るケースを例に挙げて説明する。例えば、図１７Ａに図示の計算単位を用いる場合には、ＸＹ方向にマトリックス状に配置された９×９の計算領域を取り扱う形になる。他方、図１７Ｂに図示の計算単位を用いる場合には、同心円状に並んだ６つの計算領域を取り扱う形になる。

　演算処理フロー中の各ステップは、一つの計算単位を対象にして実施される。演算処理フローでは、図１６に示すように、先ず、計算単位におけるすべての計算領域を初期値に設定する（Ｓ００１）。初期値を求めるには、仮に第一面２６に複数の単位パターン３２が形成されない場合を想定し、その場合の第二面２８の各領域における輝度の分布を求める。そして、輝度の分散度合いとしての平滑性を評価し、その評価値が最も小さくなる厚みを初期値とする。

　次に、各計算領域が初期値に設定された状態で、微小発光素子１８が点灯した場合の計算単位における輝度の分布を計算し、平滑性を評価する（Ｓ００２）。そして、ステップＳ００２で計算した輝度の分布における平均値を目標値（すなわち、前述した第一条件の基準値）として設定する（Ｓ００３）。

　以降のステップは、計算領域毎に繰り返されるため、計算対象とする計算領域をＰｉとし、ｉ＝１に設定する（Ｓ００４）。ここで、ｉは、ＸＹ方向において微小発光素子１８の配置位置を基準として決められ、ｉが小さいほど、微小発光素子１８に近いことを意味する。なお、ｉ＝１である場合の計算領域、すなわちＰ１は、微小発光素子１８の直上に位置する特定領域である。

　次のステップＳ００５では、ステップＳ００３にて設定した目標値（平均輝度）に対して、ステップＳ００２で計算した分布の輝度が、予め設定された誤差範囲内であるかを判定する。また、ステップＳ００５では、ステップＳ００２で評価した平滑性が、目標値を基準として決められた設定範囲内であり、詳しくは目標値の誤差範囲内であって目標値を満たすかを判定する。

　ステップＳ００５での判定結果が「Ｙｅｓ」である場合、分布の輝度が目標値を満たし、平滑性が設定範囲内にあるので、演算処理フローを終了する。
　他方、ステップＳ００５での判定結果が「Ｎｏ」である場合、計算領域Ｐｉにおける輝度が目標値を達成しているかどうかを判定する（Ｓ００６）。なお、最初に行われるステップＳ００６では、ｉ＝１であるため、特定領域における輝度が目標値を達成しているかどうかを判定することになる。

　ステップＳ００６での判定結果が「Ｙｅｓ」である場合、すなわち、計算領域Ｐｉにおける輝度が目標値を満たしているなら、ｉをインクリメントし、計算対象とする計算領域Ｐｉを次の領域に変更する（Ｓ００７）。その後、ステップＳ００５に戻る。

　他方、ステップＳ００６での判定結果が「Ｎｏ」である場合、すなわち、計算領域Ｐｉにおける輝度が目標値を満たさないなら、後述するステップＳ００８にて別途の判定を行う。そして、ステップＳ００８での判定結果が「Ｎｏ」である場合には、計算領域Ｐｉでの厚み（つまり、計算領域Ｐｉ上での単位パターン３２の厚み）を変更する（Ｓ００９）。

　ステップＳ００９では、計算領域Ｐｉにおける輝度が目標値を大きく超える場合に、輝度を低下させるように厚みを変更する。反対に、計算領域Ｐｉにおける輝度が目標値を大きく下回る場合には、輝度を上昇させるように厚みを変更する。
　なお、厚みを変更する際には、厚みの変化量と輝度の変化量との関係（相関）を予め特定し、特定した相関関係をテーブルデータとして記憶するとよい。そして、ステップＳ００９では、テーブルデータを参照して適正な輝度となるような厚みの変化量を求め、求めた変化量にて厚みを変更するのが好ましい。

　また、ステップＳ００９では、変更後の厚みが予め決められた厚みの調整範囲を超えないように厚みを変更する。変更後の厚みが上記の調整範囲の上限値又は下限値に達した場合には、計算領域Ｐｉに対する計算回数を所定値（具体的には、上限回数）に変更する。その場合、後述のステップＳ００８での判定結果が「Ｙｅｓ」となってステップＳ００２まで戻り、輝度の分布を計算して平滑性を評価する。その後、次のステップＳ００３を実施して目標値を設定する。

　具体的に説明すると、厚みが上限に達する計算領域Ｐｉでは、これ以上輝度を減らすことができないので、目標値を低下させる必要がある。ここで、計算領域Ｐｉの輝度は、低下する順番に計算するので、上記の状況は、ｉ＝１、すなわち特定領域にしか起きない。この点を踏まえて、厚みを初期値よりも増加させ、特定領域の輝度が低下した状態で平均値を再度計算する。これにより、平均輝度、すなわち目標値は、それ以前の値より低下する。この結果、パターンの厚みを小さい値としつつ目標値を満たす可能性が高まる。

　反対に、厚みが下限に達する計算領域Ｐｉでは、目標値より輝度が低下している状態にある。その場合、特定領域により近い領域での輝度を低下（散乱）させて、上記の計算領域Ｐｉに光を導く必要がある。上記の計算領域Ｐｉより手前にある計算領域Ｐ［ｉ－１］等では、輝度が目標値を満たしているため、平均値を計算すると、それ以前の目標値（平均輝度）よりも低下する。この点を踏まえて手前の計算領域Ｐ［ｉ－１］等では、厚みをより厚く散乱するようにして目標値を設定する。この結果、計算領域Ｐｉでは、パターンの厚みが大きい値で目標値を満たす可能性が高まる。

　図１６のフローに戻って説明すると、ステップＳ００９にて計算領域Ｐｉでの厚みを変更した後には、変更後の厚みを適用して、微小発光素子１８が点灯した場合の計算単位における輝度の分布を計算する（Ｓ０１０）。また、この時点で、計算領域Ｐｉについての計算回数を＋１だけ増やす（カウントアップする）。

　その後、ステップＳ００６に戻り、計算領域Ｐｉにおける輝度が目標値を達成しているかどうかを判定する。この判定結果が「Ｙｅｓ」であるなら、ステップＳ００７を実施し、その後にステップＳ００５に戻る。反対に、ステップＳ００６での判定結果が「Ｎｏ」である場合には、ステップＳ００８を実施し、計算領域Ｐｉについての計算回数が所定値（上限回数）を超えているかを判定する。ステップＳ００８での判定結果が「Ｎｏ」である場合には、ステップＳ００９を実施して計算領域Ｐｉでの厚みを変更する。

　他方、ステップＳ００８での判定結果が「Ｙｅｓ」である場合に、目標値を修正するためにステップＳ００２に戻る。つまり、ステップＳ００２を実施し、この時点で設定されている各計算領域での厚みに基づいて、微小発光素子１８が点灯した場合の計算単位における輝度の分布を計算する。その後、ステップＳ００３を実施し、ステップＳ００２で計算した分布における輝度の平均値を、新たな目標値に設定する。

　以上の手順にて演算処理フロー中が実施され、ステップＳ００５での判定結果が「Ｙｅｓ」となるまで、計算対象とする計算領域Ｐｉを変えながら、ステップＳ００２～ステップＳ０１０を繰り返す（ループする）。これにより、図１８Ａ及び１８Ｂに示すように、各計算領域Ｐｉでの単位パターン３２の厚みが決定する。
　なお、図１８Ａ及び１８Ｂの各図では、上から下に向かって各計算領域での厚みが順次決められていく様子を表しており、新たに厚みが計算される計算領域（各図で新たに着色された部分）は、内側から外側に移っていく。

　なお、処理アルゴリズムとしては、元々解が存在しない状況下でも適正にフローを停止する必要があるので、全体のループ回数を別にカウントしておき、ループ回数が上限回数を超えた場合には「解無し」としてフローを停止する。

　そして、ステップＳ００５での判定結果が「Ｙｅｓ」となった時点で各計算領域Ｐｉでの厚み（すなわち、単位パターン３２の厚み）が決定する。これにより、各単位パターン３２について、前述した第一条件及び第二条件を満たすような厚み等が決まる。

　（パターン形成装置）
　パターン形成装置４６は、パターン形成データ生成装置４４によって生成されたパターン形成データに従って、基材２４の第一面２６に反射パターン３０を形成する。本実施形態のパターン形成装置４６は、インクジェット型のプリンタによって構成されており、第一面２６の各部に向けて反射材含有のインクを吐出して複数の単位パターン３２を形成する。このとき、パターン形成装置４６は、各単位パターン３２の厚み等がパターン形成データに規定された厚み等となるように、インクの吐出タイミング及び吐出量等を調整する。

　すなわち、本実施形態のパターン形成データは、プリンタ制御用のデータ（印刷データ）である。プリンタであるパターン形成装置４６がパターン形成データに従ってインクを吐出することで、第一面２６の所定位置に所定量のインクが着弾する。この結果、第一面２６には、第一条件及び第二条件を満たす厚み等となるように複数の単位パターン３２が第一面２６に形成される。

　以上のようにして、パターン形成装置１０により、反射パターン３０が形成された基材２４（すなわち、第一光散乱体３４）が製造される。そして、第一光散乱体３４と、微小発光素子１８が設置された基板２０と、第二光散乱体３６とを組み合わせることで光源ユニット１４が製造される。

　なお、パターン形成装置４６は、インクジェット型のプリンタには限定されず、それ以外の装置、例えば、インクジェット型以外の印刷方式のプリンタ、又はインク塗布装置によって構成されてもよい。あるいは、スクリーン印刷技術を用い、所定の反射パターン３０を形成するための版を作成し、その版を利用して印刷を行う装置であってもよい。

　以下、下記の実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。
　なお、下記の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容及び処理手順等については、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は、下記の実施例によって限定的に解釈されるべきものではない。

　［輝度分布に関する光学シミュレーション］
　実施例１～８及び比較例１では、光源ユニットの出射面における輝度の分布を光学シミュレーションによって算出した。ここで、出射面各部の輝度は、変動するものとし、その平均値で除した相対的な値にて評価することとする。

　光学シミュレーションに用いたモデル（以下、シミュレーションモデル）では、平面視で正方形状の基板２０を用いた。また、光源設置面２２上には、微小発光素子１８であるミニＬＥＤを、図１９に示す複数の配置位置のそれぞれに配置した。具体的には、光源設置面２２の中央位置からＸＹ方向の各方向に略一定ピッチで計９個のミニＬＥＤを配置した。Ｘ方向におけるミニＬＥＤのピッチは、５．３８６ｍｍとし、Ｙ方向におけるミニＬＥＤのピッチは、６．０６６ｍｍとした。

　各ミニＬＥＤのチップサイズは、２３０μｍ×１２０μｍ×１３０μｍとした。各ミニＬＥＤの配光特性は、図１に示す配光特性とし、その視野角を１３０度とし、最も明るいミニＬＥＤ直上近傍における強度を０．３２Ｗ／ｓｒ ｍｍ^２とした。

　また、シミュレーションモデルでは、光源設置面２２の露出部分における光散乱が、光の入射角に応じた散乱であり、ＣＯＳＮ乗則（Ｎ＝２）に従うこととした。
　なお、基板２０の反射率、透過率及び吸収率については、それぞれ、９０％、５％、５％とした。

　また、シミュレーションモデルでは、第一光散乱体３４を光源設置面２２の上方に、光源設置面２２と平行で、且つ、ＸＹ方向において光源設置面２２の中央位置と基材２４の表面の中央位置が一致するように配置した。第一光散乱体３４の基材２４としては、厚み０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製フィルムを用いた。ＰＥＴフィルムは、平面視で正方形状であり、その屈折率ｎについては１．５７６とした。
　また、シミュレーションモデルでは、ＰＥＴフィルムの＋Ｚ側の表面（すなわち、光源設置面２２とは反対側に位置する第二面）を光の出射面とし、出射面各部での広がり角については１０度とした。

　（比較例１）
　反射パターン３０が形成されていないＰＥＴフィルムからなる第一光散乱体３４を用い、光源設置面２２と出射面（すなわち、ＰＥＴフィルムの＋Ｚ側の表面）との間隔を１４ｍｍとした。この場合の出射面における輝度の分布をシミュレーションし、そのシミュレーション結果を図２０に示す。
　反射パターン３０が形成されていない場合には、図２０から分かるように、出射面のうち、ミニＬＥＤの直上位置及びその近傍では輝度が著しく上昇し、これらの場所と他の場所との間で輝度の差が比較的大きくなる。
　なお、図２０以降の各図は、輝度の大きさを白黒の濃淡で可視化して表しているとともに（各図中の左側のグラフ）、輝度の平滑性をヒストグラムによって表している（各図中の右側のグラフ）。

　（実施例１）
　実施例１では、シミュレーションモデルに用いられるＰＥＴフィルムの－Ｚ側の表面（すなわち、第一面）に、複数の単位パターン３２からなる反射パターン３０を設けた。単位パターン３２は、酸化チタンからなり、ＸＹ方向においてミニＬＥＤの直上位置を中心として配置され、縦横３つずつ計９個の単位パターン３２からなる反射パターン３０を設けた。

　各単位パターン３２は、図１４に示すように、互いに異径である５個の円柱状パターン断片を同心円状に重ねたものである。各パターン断片の半径は、先端側から順に０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．６ｍｍ、２．２ｍｍ、２．６５ｍｍとした。各パターン断片の厚みは、それぞれ、表１に示す値に設定した。なお、表１に示す厚みは、基準厚みｔ（ｔ＝０．００７５９ｍｍ）に対する比率で表した値である。

　また、本実施形態では、反射パターン３０の下地として、酸化チタンからなる層（平坦部）をＰＥＴフィルムの－Ｚ側の表面全体に設けた。平坦部の厚みは、均一であり、上述した基準厚みｔの０．１倍とした。

　また、反射パターン３０を設けたＰＥＴフィルムの光学パラメータ（拡散係数及び吸収係数等）については、透過率及び反射率がシミュレーションによる計算値と実測値との間で一致するように決定した。透過率及び反射率の計測には、光線追跡シミュレーションソフト（製品名：Light Tools）を用いた。
　なお、反射パターン３０を設けたＰＥＴフィルムの屈折率ｎについては、１．４とし、吸収係数については、０とした。

　さらに、実施例１では、光源設置面２２と出射面（すなわち、ＰＥＴフィルムの＋Ｚ側の表面）との間隔を１ｍｍとした。

　以上の状況の下で出射面における輝度の分布をシミュレーションし、そのシミュレーション結果を図２１に示す。同図から分かるように、反射パターン３０が設けられたＰＥＴフィルムを用い、且つ光源設置面２２と出射面との間隔を１ｍｍとすると、反射パターン３０が設けられていない場合に比べて、出射面における輝度の分布を平滑化することができる。また、間隔を小さくした分、光源ユニット全体としての厚みを小さくすることができる。

　（実施例２）
　実施例２では、各単位パターン３２を構成する５つのパターン断片の各々の厚みを、表１に示す値に設定した。また、実施例２では、光源設置面２２と出射面（すなわち、ＰＥＴフィルムの＋Ｚ側の表面）との間隔を１ｍｍとした。それ以外については、実施例１と同様の条件とした。

　実施例２について出射面における輝度の分布をシミュレーションし、そのシミュレーション結果を図２２に示す。図２２から分かるように、光源設置面２２と出射面との間隔を２ｍｍとすることにより、出射面における輝度の分布をより平滑化することができる。

　（実施例３，４）
　実施例３，４では、反射パターン３０が設けられたＰＥＴフィルムの配置位置を正規の位置から水平方向に０．２ｍｍだけずらした。また、実施例３では、光源設置面２２と出射面との間隔を１ｍｍとし、実施例４では、間隔を２ｍｍとした。また、実施例３、４では、各単位パターン３２を構成する５つのパターン断片の各々の厚みを、表１に示す値に設定した。それ以外の点については、実施例１と同様の条件とした。

　実施例３、４の各々について出射面における輝度の分布をシミュレーションし、それぞれのシミュレーション結果を図２３、図２４に示す。これらの図から分かるように、反射パターン３０が設けられたＰＥＴフィルムの配置位置がずれると、出射面における輝度の平滑性が低下する。特に、光源設置面２２と出射面との間隔が１ｍｍである場合には、間隔が２ｍｍである場合に比べて平滑性の低下が顕著となる。

　（実施例５～８）
　実施例５～８では、反射パターン３０が設けられたＰＥＴフィルムと、光源設置面２２との間に、第二光散乱体３６としての拡散板を追加して配置した。
　利用した拡散板は、第一光散乱体３４の基材２４と同種類のＰＥＴフィルム（厚み０．３ｍｍ）の両面に、酸化チタンを均一の厚みとなるように塗布して構成される。酸化チタンの層は、前述した基準厚みｔに対して、２．６３倍の厚みである。また、拡散板は、Ｚ方向おいて、拡散板の光源設置面２２との対向面が光源設置面２２から０．２ｍｍ離れた位置となるように配置される。
　また、実施例５、６では、ＰＥＴフィルムを正規の位置に配置し、実施例７、８では、ＰＥＴフィルムの位置を正規の位置から水平に０．２ｍｍだけずらした。また、実施例５、７では、光源設置面２２と出射面との間隔を１ｍｍとし、実施例６、８では、間隔を２ｍｍとした。また、実施例５～８では、各単位パターン３２を構成する５つのパターン断片の各々の厚みを、表１に示す値に設定した。それ以外の点については、実施例１と同様の条件とした。

　実施例５～８の各々について出射面における輝度の分布をシミュレーションし、それぞれのシミュレーション結果を図２５～２８に示す。これらの図から分かるように、追加の拡散板をＰＥＴフィルムと光源設置面２２との間に配置することにより、出射面における輝度の分布をより一層平滑化することができる。また、追加の拡散板を設けることで、ＰＥＴフィルムの位置ずれによる平滑化の低下を緩和させることができる。

　以上までに説明した本発明の実施例１～８の各々の条件は、いずれも本発明の範囲にあるから、本発明の効果は明らかである。

　１０　表示装置
　１２　ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）
　１４　光源ユニット
　１６　微小光源
　１８　微小発光素子
　２０　基板
　２２　光源設置面
　２４　基材
　２６　第一面
　２８　第二面
　３０　反射パターン
　３２　単位パターン
　３４　第一光散乱体
　３６　第二光散乱体
　４０　光源ユニット製造装置
　４２　配光特性取得装置
　４４　パターン形成データ生成装置
　４６　パターン形成装置

Claims (12)

1. 　少なくとも一つの微小光源が設置された光源設置面と、
   　前記光源設置面と並べて配置された透光性を有する基材と、
   　前記基材において前記光源設置面側に位置する第一面に、前記少なくとも一つの微小光源の配光特性に基づいて形成された反射パターンと、を有し、
   　前記基材において前記第一面とは反対側に位置する第二面と前記光源設置面との間隔が１ｍｍ以上且つ２ｍｍ以下である、光源ユニット。
2. 　平面状の前記光源設置面を有する基板を有し、
   　前記光源設置面において、前記少なくとも一つの微小光源としての複数の微小発光素子が、前記光源設置面の中央位置を基準として対称的に配置されている、請求項１に記載の光源ユニット。
3. 　前記第一面において、前記反射パターンとしての複数の単位パターンが、前記第一面の中央位置を基準として対称的に形成されている、請求項１又は２に記載の光源ユニット。
4. 　前記複数の単位パターンの各々が酸化チタンによって構成されている、請求項３に記載の光源ユニット。
5. 　前記複数の単位パターンの各々は、前記光源設置面に向かって突出し、且つ、前記光源設置面に近付くにつれて直径が段階的に小さくなる形状を有する、請求項３又は４に記載の光源ユニット。
6. 　前記複数の単位パターンの各々は、前記第二面における輝度の分布に関する指標値が設定条件を満たすために前記第一面に形成されている、請求項３乃至５のいずれか一項に記載の光源ユニット。
7. 　下記の第一条件及び第二条件が満たされることで、前記指標値が前記設定条件を満たし、
   　前記複数の単位パターンの各々の厚み、サイズ及び配置位置が、前記第一条件及び前記第二条件を満たすように決められた厚み、サイズ及び配置位置である、請求項６に記載の光源ユニット。
   　第一条件：前記第二面のうち、前記少なくとも一つの微小光源と重なる位置にある特定領域、及び、前記特定領域を囲む周辺領域の各々での輝度が基準値以下になること。
   　第二条件：前記第二面における輝度の分散度合いが目標範囲内にあること。
8. 　前記基材は、透光性を有するフィルム材料によって構成される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光源ユニット。
9. 　前記基材と前記反射パターンとが第一光散乱体を構成し、
   　前記第一光散乱体と前記少なくとも一つの光源との間に、第二光散乱体が配置されており、
   　前記第一光散乱体及び前記第二光散乱体のうち、前記第一光散乱体にのみ前記反射パターンが設けられている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光源ユニット。
10. 　前記光源設置面と平行であり且つ互いに直交する２つの方向の各々において、前記光源設置面に対する前記第一光散乱体の正規の配置位置と、前記第一光散乱体の実配置位置とのずれ量が０．２ｍｍ以下である、請求項９に記載の光源ユニット。
11. 　液晶ディスプレイを有し、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の光源ユニットがバックライトユニットとして前記液晶ディスプレイの背面側に備えられている、表示装置。
12. 　請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の光源ユニットを製造する光源ユニット製造装置であって、
    　前記少なくとも一つの微小光源の配光特性を取得する配光特性取得装置と、
    　取得された前記配光特性に基づいて生成されたパターン形成データに従って、前記基材の前記第一面に前記反射パターンを形成するパターン形成装置と、を有する光源ユニット製造装置。

Images