(57)【要約】  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。
2007094426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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×ｃｏｓ（φ＋θ））≦θ、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／ｎ）、
あるいは
ｎ×ｃｏｓ（φ＋θ）＞１、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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×ｃｏｓ（φ＋θ））≦θ、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／ｎ）、
あるいは
ｎ×ｃｏｓ（φ＋θ）＞１、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／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Ｌ2、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２のレンチキュラーレンズシートとの間隔ｄ2、前記他方向および前記法線に沿っ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θ2、および、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をなす材料の屈折率ｎ2が、
ｃｏｓ-1（ｎ2×ｃｏｓ（φ2＋θ2））≦θ2、かつ
φ2＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ2／２ｄ2）)／ｎ2）、
あるいは
ｎ2×ｃｏｓ（φ2＋θ2）＞１、かつ
φ2＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ2／２ｄ2）)／ｎ2）
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。
【請求項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、
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。
【請求項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×ｃｏｓ（φ＋θ））≦θ、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／ｎ）、
あるいは
ｎ×ｃｏｓ（φ＋θ）＞１、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／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。
【請求項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、
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１２に記載の面光源装置。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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１２に記載の面光源装置。
【請求項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いる
ことを特徴とする面光源装置。
【請求項２１】
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×ｃｏｓ（φ＋θ））≦θ、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／ｎ）、
あるいは
ｎ×ｃｏｓ（φ＋θ）＞１、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／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。
【請求項２２】
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。
【請求項２３】
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×ｃｏｓ（φ＋θ））≦θ、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／ｎ）、
あるいは
ｎ×ｃｏｓ（φ＋θ）＞１、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／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Ｌ2、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、前記他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他方向における端部への接線と前記法線とがなす角度θ2、および、前記単位レンズをなす材料の屈折率ｎが、
ｃｏｓ-1（ｎ×ｃｏｓ（φ2＋θ2））≦θ2、および
φ2＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ2／２ｄ）)／ｎ）、
あるいは
ｎ×ｃｏｓ（φ2＋θ2）＞１、および
φ2＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ2／２ｄ）)／ｎ）
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。
【請求項２４】
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。
【請求項２５】
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×ｃｏｓ（φ＋θ））≦θ、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／ｎ）、
あるいは
ｎ×ｃｏｓ（φ＋θ）＞１、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／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。
【請求項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いる
ことを特徴とする請求項２０に記載の面光源装置。
【請求項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×ｃｏｓ（φ＋θ））≦θ、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／ｎ）、
あるいは
ｎ×ｃｏｓ（φ＋θ）＞１、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／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Ｌ2、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、前記他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他方向における端部への接線と前記法線とがなす角度θ2、および、前記単位レンズをなす材料の屈折率ｎが、
ｃｏｓ-1（ｎ×ｃｏｓ（φ2＋θ2））≦θ2、および
φ2＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ2／２ｄ）)／ｎ）、
あるいは
ｎ×ｃｏｓ（φ2＋θ2）＞１、および
φ2＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ2／２ｄ）)／ｎ）
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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項３５】
前記基材層は金属から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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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いる
ことを特徴とする面光源装置。
【請求項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。
【請求項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
ことを特徴とする面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【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いる。実用化されてい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 Crystal 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】
しかしながら、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、ＬＣＤ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、発光源から遠い領域（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号に開示されている例において、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、輝度ムラに加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。しかしながら、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っ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化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０５−１１９７０３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、発光源からの光の利用効率が悪化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、発光源から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化してしまう。【０００８】
また、印刷回路基板は、例えば、ガラスエポキシ樹脂等により形成される。ところが、ガラスエポキシ樹脂は、熱伝導率が低く、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っ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。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いるようにしてもよい。
【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×ｃｏｓ（φ＋θ））≦θ、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／ｎ）、
あるいは
ｎ×ｃｏｓ（φ＋θ）＞１、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／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、発光源から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く、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。
【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。
【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×ｃｏｓ（φ＋θ））≦θ、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／ｎ）、
あるいは
ｎ×ｃｏｓ（φ＋θ）＞１、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／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Ｌ2、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２のレンチキュラーレンズシートとの間隔ｄ2、前記他方向および前記法線に沿っ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θ2、および、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をなす材料の屈折率ｎ2が、
ｃｏｓ-1（ｎ2×ｃｏｓ（φ2＋θ2））≦θ2、かつ
φ2＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ2／２ｄ2）)／ｎ2）、
あるいは
ｎ2×ｃｏｓ（φ2＋θ2）＞１、かつ
φ2＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ2／２ｄ2）)／ｎ2）
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、発光源から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。
【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×ｃｏｓ（φ＋θ））≦θ、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／ｎ）、
あるいは
ｎ×ｃｏｓ（φ＋θ）＞１、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／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、発光源からの光の利用効率を高めることができる。
【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く、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。
【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。
【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い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。
【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×ｃｏｓ（φ＋θ））≦θ、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／ｎ）、
あるいは
ｎ×ｃｏｓ（φ＋θ）＞１、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／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。
【００２８】
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よいし、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×ｃｏｓ（φ＋θ））≦θ、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／ｎ）、
あるいは
ｎ×ｃｏｓ（φ＋θ）＞１、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／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Ｌ2、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、前記他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他方向における端部への接線と前記法線とがなす角度θ2、および、前記単位レンズをなす材料の屈折率ｎが、
ｃｏｓ-1（ｎ×ｃｏｓ（φ2＋θ2））≦θ2、および
φ2＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ2／２ｄ）)／ｎ）、
あるいは
ｎ×ｃｏｓ（φ2＋θ2）＞１、および
φ2＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ2／２ｄ）)／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。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、発光源からの光の利用効率を高めることができる。
【００２９】
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×ｃｏｓ（φ＋θ））≦θ、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／ｎ）、
あるいは
ｎ×ｃｏｓ（φ＋θ）＞１、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／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、発光源からの光の利用効率を高めることができる。
【００３０】
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よいし、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×ｃｏｓ（φ＋θ））≦θ、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／ｎ）、
あるいは
ｎ×ｃｏｓ（φ＋θ）＞１、かつ
φ＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ／２ｄ）)／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Ｌ2、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、前記他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他方向における端部への接線と前記法線とがなす角度θ2、および、前記単位レンズをなす材料の屈折率ｎが、
ｃｏｓ-1（ｎ×ｃｏｓ（φ2＋θ2））≦θ2、および
φ2＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ2／２ｄ）)／ｎ）、
あるいは
ｎ×ｃｏｓ（φ2＋θ2）＞１、および
φ2＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎ（ｔａｎ-1（Ｌ2／２ｄ）)／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。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、発光源からの光の利用効率を高めることができる。
【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く、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。
【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
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。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。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く、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いるようにしてもよい。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、金属からなる金属層によって、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。
【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、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、液晶表示装置から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、この点から使用時のコストを削減することもできる。
【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。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よいし、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、発光源からの光の利用効率を高めることができる。また、一枚のフライ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い。
【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いる。
【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によって背面か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、光源ユニット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いる。
【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の各構成要素について詳述していく。
【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１１が、３０インチサイズで８００×６００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側から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と光源ユニット１００の発光源１０１との間隔を一定に保つため、不図示の透明なスペ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（住友スリーエム株式会社製）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１４−１，１４−２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１４−１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のレンチキュラーレンズシート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のレンチキュラーレンズシート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、いわゆるリニアレンチキュラーレンズを形成している。
【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１４１−２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いる。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、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が形成されている。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１ｍｍ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、レンチキュラーレンズシート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θ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っても、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０．２１ｍｍ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倍よりも小さいと、レンチキュラーレンズシートの発光源１０１に近い領域での輝度が高くなってしまい、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っている。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、光源ユニット１００からの光の利用効率を低下させることなく、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４０％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１４１−１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、レンチキュラーレンズ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いる。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樹脂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１４３−１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が設けられていない場合に大きな出射角度で出射していた光については、散乱層１４３−１内を通過している距離が長くなり、多く散乱させられるようになる。したがって、散乱層１４３−１が設けられていない場合に大きな出射角度で出射していた光の一部は、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、ごくわずか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の頂部付近から小さな出射角度で出射していた光については、散乱層１４３−１内を通過している距離は短い。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く、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の透明なアクリル樹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樹脂と、散乱層１４３−１となる部分を形成する樹脂と、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樹脂としては、散乱層１４３−１以外の部分を形成する樹脂と同じアクリル樹脂に白色ビーズを上述した割合で添加した樹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、アクリル樹脂に限られず、光透過性を有する他の熱可塑性樹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のレンチキュラーレンズシート１４−１，１４−２は、紫外線硬化樹脂や電離放射線硬化樹脂等の光硬化樹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１００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１０２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からなる複数の発光源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ＬH0を空けて基材層１０４上に配列されるとともに、第２の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ＬV0を空けて基材層１０４上に配列されている。
【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ＬH0および前記他方向（垂直方向）に沿った発光源１０１の配列間隔ＬV0は、いずれも１２．５ｍｍとなっている。
【００７５】
ここで、図５は、光源ユニット１００を観察側から見たときの発光源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のレンチキュラーレンズ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ＬHB、第２の複数の発光源１０１Ｇの前記一方向に沿った配列間隔ＬHG、および、第３の複数の発光源１０１Ｒの前記一方向に沿った配列間隔ＬHRは、略同一となっている。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ＬVB、第２の複数の発光源１０１Ｇの前記他方向に沿った配列間隔ＬVG、および、第３の複数の発光源１０１Ｒの前記他方向に沿った配列間隔ＬVRは、略同一となっている。
【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，１０１Ｒの配列間隔（波長別発光源間隔）ＬHB，ＬHG，ＬHRは、上述した前記一方向（水平方向）に沿った発光源１０１の配列間隔（発光源間隔）ＬH0の２倍である２５ｍｍとなる。同様に、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）ＬVB，ＬVG，ＬVRは、上述した前記他方向（垂直方向）に沿った発光源１０１の配列間隔（発光源間隔）ＬV0の２倍である２５ｍｍとなる。
【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，１０１Ｒ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ＬHB，ＬHG，ＬHR，ＬVB，ＬVG，ＬVRがいずれも２５ｍｍで一定となっており、各種類の発光源１０１Ｂ，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の斜め方向に沿った配列間隔は、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ＬHG，ＬVG，よりも短くなっている。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，１０１Ｒ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４×４＝１６個の発光源１０１に対して１つ設けられている。
【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く、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きる。
【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く、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、ベース樹脂と、ベース樹脂中に分散されベース樹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、酸化チタンを添加されたエポキシアクリル系ベース樹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５μｍ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、ケトン系の溶剤やア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、ベース樹脂として、エポキシ系に代え、ウレタン系や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、ベース樹脂の屈折率と、ベース樹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、酸化チタンの屈折率は２．７程度である。したがって、ベース樹脂と分散粒子との屈折率差は１．２程度となる。ベース樹脂と分散樹脂との屈折率差は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より大きくしようとすると、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い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、金属からなる金属層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は銅製の板材から形成されている。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、エポキシ樹脂を金属層１０５ａにコーティングして形成しているが、これに限られず、例えばポリイミド系の樹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、ＬＥＤ１０１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１０４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いることが好ましい。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まで高い効率で熱が伝達し得るようになっていることが好ましい。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は省略されている。
【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１０１（１０１Ｂ，１０１Ｇ，１０１Ｒ）に対面する領域における輝度が高く、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ってしまうことを抑制している。しかしながら、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）へ到達した光が、レンチキュラーレンズシート１４の法線方向に出射するような場合である。しかしながら、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θ（図７参照、以下において単に単位レンズ端部角度θ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、面光源装置から得られる照明光は、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から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からの青い光が全体的に輝度ムラなく均一に出射している必要がある。
【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Ｌ／２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ュラー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、大きくなっていく。また、図７から理解できるように、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）が大きくなっていく。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は大きくなっていく。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いく。
【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＝Ｌ／２）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β（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っ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１００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よりも対象としている単位レンズ側に傾斜して出射するようになってい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αが、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ｎ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ｎ＝１．４９である。また、上述したように、単位レンズ端部角度θは本実施の形態において１５°となっている。
α＝ｃｏｓ-1（ｎ×ｃｏｓ（φ＋θ））・・・式（３）
ｃｏｓ-1（ｎ×ｃｏｓ（φ＋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１４１ａへの光の進入角度φは、上述の式（２）においてｘ＝Ｌ／２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きる。
ｃｏｓ-1（ｎ×ｃｏｓ（φ＋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１４−１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１００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ＬHB，ＬHG，ＬHR（いずれも２５ｍｍ）がＬの値として採用される。同様に、第２のレンチキュラーレンズシート１４−２による補正効果を検討する場合には、垂直方向に沿った波長別発光源間隔ＬVB，ＬVG，ＬVR（いずれも２５ｍｍ）がＬの値として採用される。
【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×ｃｏｓ（φ＋θ））部分が１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が、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いる。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いては、レンチキュラーレンズシートの法線方向に近い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。
ｎ×ｃｏｓ（φ＋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っている。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β＝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きる。
【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っている。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く、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く、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く、様々な変更を加えることができる。
【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／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が、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が、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が設けられていない領域に、反射層２０３が形成されている。
【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等が、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いないが、必要に応じて絶縁層が基材層２０４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が用いられているので、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、生産効率の観点から都合が良い。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が、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よいし、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ＬH0，ＬV0（いずれも１２．５ｍｍ）を採用して、式（５）乃至（８）の関係が成り立つか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１０１Ｂ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いるようにしてもよい。
【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が、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１４−１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もよい。
【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１４−１，１４−２が、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が、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よい。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１４−２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のレンチキュラーレンズシート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化させることなく、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ュラーレンズシートが設けられてもよい。
【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いることが好ましい。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しい。
【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のみを有しているが、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よい。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い。
【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が、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よい。
【０１２９】
（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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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