JP2009283314A - 光源ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】点光源を用いたものであり、略矩形領域に照光する際にも、面内の照度の均一性に優れた光源ユニットを提供すること。
【解決手段】本発明の光源ユニットは、少なくとも一つの点光源１と、前記点光源１の上方に配設され、前記点光源からの光を入射する入光面２ａ及び前記光を出射する出光面２ｂを有し、前記光の拡散量が最も多い第１方向を有する第１異方性拡散シート２と、前記第１異方性拡散シート２の上方に配設され、前記点光源１からの光を入射する入光面３ａ及び前記光を出射する出光面３ｂを有し、前記光の拡散量が最も多い第２方向を有する第２異方性拡散シート３と、を具備し、前記第１方向と前記第２方向とが略直交しており、前記第１異方性拡散シート２及び／又は前記第２異方性拡散シート３は、前記入光面２ａ，３ａに不規則な凹凸構造を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、点光源と異方性拡散シートとを具備する光源ユニット及びその光源ユニットを用いた表示装置に関する。

点光源の代表例である発光ダイオード（ＬＥＤ）に関しては、その出射分布を制御する方法が種々開発されている。例えば、ドーム型やサイドエミッション型などのように様々なレンズをＬＥＤ素子と組み合わせて出射分布を制御する方法がある。また、ＬＥＤ素子を封止する透明樹脂中に光を拡散させる拡散材料を混入して光の指向角度を広げる方法もある（特許文献１）。また、直下型バックライトユニットの光源の上方に２つの拡散部材を距離を隔てて配置する構成が開示されている（特許文献２）。
特開２００５−７９３２９号公報 特開２００７−９６２９０号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構成では、出射分布が等方的なため、方形領域に光を照射したい場合には、角部にまで光が届かないので、光の利用効率が悪くなるという問題がある。特に、格子状にＬＥＤを並べてバックライトユニットとする場合、出光が等方的であると、光源上と最も近い隣接光源との間、及び光源上と最も遠い隣接光源との間で照度に差が生じてしまい、面内の照度均一性が低下するという問題がある。

また、特許文献２に開示された構成では、光源の出光を制御しているのは、実質的には一方の拡散部材一枚のみであり、このため、出光が等方的となるため、面内の照度均一性が向上しないという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、点光源を用いたものであり、略方形領域に照光する際にも、面内の照度の均一性に優れた光源ユニットを提供することを目的とする。

本発明の光源ユニットは、少なくとも一つの点光源と、前記点光源からの光を入射する入光面及び前記光を出射する出光面を有し、前記光の拡散量が最も多い第１方向を有する第１異方性拡散シートと、前記第１異方性拡散シートの上方に配設され、前記点光源からの光を入射する入光面及び前記光を出射する出光面を有し、前記光の拡散量が最も多い第２方向を有する第２異方性拡散シートと、を具備し、前記第１方向と前記第２方向とが異なり、前記第１異方性拡散シート及び／又は前記第２異方性拡散シートは、前記入光面に不規則な凹凸構造を有することを特徴とする。

本発明の光源ユニットによれば、前記凹凸構造における凹凸は、その高さ又はピッチが不規則であることが好ましい。この場合においては、前記凹凸のアスペクト比が０．０１以上１０以下であり、前記凹凸の最大高さと最低高さとの間の差が５０μｍ以下であることが好ましい。また、この場合においては、前記凹凸の高さのばらつきが５％以上であることが好ましい。

本発明の光源ユニットにおいては、前記凹凸構造が、不均一な非平面スペックルによって特徴づけられた微細な凹凸構造であることが好ましい。

本発明の表示装置は、上記光源ユニットと、前記光源ユニットからの光で照光される表示パネルと、を備えたことを特徴とする。

本発明の光源ユニットは、少なくとも一つの点光源と、前記点光源からの光を入射する入光面及び前記光を出射する出光面を有し、前記光の拡散量が最も多い第１方向を有する第１異方性拡散シートと、前記第１異方性拡散シートの上方に配設され、前記点光源からの光を入射する入光面及び前記光を出射する出光面を有し、前記光の拡散量が最も多い第２方向を有する第２異方性拡散シートと、を具備し、前記第１方向と前記第２方向とが異なり、前記第１異方性拡散シート及び／又は前記第２異方性拡散シートは、前記入光面に不規則な凹凸構造を有するので、光源の出光を略方形状に整形することができ、略方形領域に照光する際にも、光を効率的に利用でき、同時に照度を上げることができる。これにより、バックライトなどに用いた場合、面内の照度均一性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係る光源ユニットを示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す光源ユニットの側面図である。

図１に示す光源ユニットは、少なくとも一つの点光源１と、この点光源１の上方に配設され、点光源１からの光を入射する入光面２ａ及び光を出射する出光面２ｂを有し、光の拡散量が最も多い第１方向を有する第１異方性拡散シート２と、第１異方性拡散シート２の上方に配設され、点光源１からの光を入射する入光面３ａ及び光を出射する出光面３ｂを有し、光の拡散量が最も多い第２方向を有する第２異方性拡散シート３とから主に構成されている。

第１異方性拡散シート２は、点光源１の上方にあれば良く、点光源１と第１異方性拡散シート２との間に別の光学シートがあっても良い。点光源１からの光を、他の光学シートを介さずに、第１異方性拡散シート２で異方拡散させるために、点光源１の直上に第１異方性拡散シート２が配設されていることが好ましい。また、点光源１と第１異方性拡散シート２とを接触させると、より出光を制御できるため、より好ましい。

また、第２異方性拡散シート３は、第１異方性拡散シート２の上方にあれば良く、第１異方性拡散シート２と第２異方性拡散シート３との間に別の光学シートがあっても良い。第１異方性拡散シート２の直上に第２異方性拡散シート３を配設するとことにより、面内の照度均一性が向上する。また、第１異方性拡散シート２と第２異方性拡散シート３とを接触させると、より出光を制御できるため、より好ましい。

また、点光源１の直上に第１異方性拡散シート２を配設し、第１異方性拡散シート２の直上に第２異方性拡散シート３を配設することにより、さらに面内の照度均一性が向上する。さらに好ましくは、出光をより制御し、面内の照度均一性をより向上させるために、点光源１と第１異方性拡散シート２とを接触させ、第１異方性拡散シート２と第２異方性拡散シート３とを接触させる。なお、直上に配設とは、他の光学シートを介さずに配設することを意味する。

本発明の光源ユニットにおいては、点光源１としては、ＬＥＤ、有機ＥＬ素子、電球などを用いることができる。

第１異方性拡散シート２及び第２異方性拡散シート３は、次のような拡散特性を有するシートをいう。図２（ａ）は、異方性拡散シートを説明するための斜視図であり、図２（ｂ）は、異方性拡散シートを説明するための平面図である。ここでは、第１異方性拡散シートを用いて説明する。異方性拡散シートとは、図２（ａ）に示すように、第１異方性拡散シート２の入光面２ａへ垂直に光線４を入射した場合に、光の拡散量が最も多い方向を有する拡散特性を持つシートをいう。すなわち、この拡散特性は、図２（ｂ）に示す、シートの出光面から垂直方向に所定距離離れた位置における出射分布５の断面において、出射強度が最大を示す方向での出射分布５の半値巾ａと、前記方向に垂直な方向での出射分布５の半値巾ｂとが異なるような拡散特性をいう。

ここで、光の出射分布は、変角光度計ＧＣ５０００Ｌ（日本電色工業株式会社）にて、シートの表面に垂直な方向から光束を入射させ、１°毎の相対透過率を測定することにより得ることができる。本発明の光源ユニットに用いられる異方性拡散シートは、ａ／ｂが２以上であることが好ましく、より好ましくはａ／ｂが３０以上であり、さらに好ましくは、ａ／ｂが５０以上である。

本発明の光源ユニットにおいては、第１異方性拡散シート２の光の拡散量が最も多い方向（第１方向）と、第２異方性拡散シート３の光の拡散量が最も多い方向（第２方向）とが異なっている。本発明において、光の拡散量が最も多い方向とは、異方性拡散シートの入光面に垂直な方向から、平行光線を入射させた場合の、シートの出光面から垂直方向に所定距離離れた位置における出射分布の楕円断面の長軸方向である。すなわち、図３（ａ）に示すように、第１異方性拡散シート２の入光面２ａに対して垂直に光線４を入射させた際には、図３（ｂ）に示すように、第１異方性拡散シート２の出光面２ｂから垂直方向に所定距離離れた位置における出射分布の断面が楕円となる。第２異方性拡散シート３についても同様に、第２異方性拡散シート３の入光面３ａに対して垂直に光線４を入射させた際には、第１異方性拡散シート２の出光面２ｂから垂直方向に所定距離離れた位置における出射分布の断面が楕円となる。そして、図４に示すように、これらの長軸Ｘが互いに異なるように、第１異方性拡散シート２と第２異方性拡散シート３とを配設する。なお、両シートの長軸Ｘは、図４に示すように直交させても良く、略直交させても良く、それ以外の角度を持って交差させても良い。

本発明の光源ユニットにおいては、第１異方性拡散シート２及び／又は第２異方性拡散シート３は、入光面に不規則な凹凸構造を有する。より好ましくは、第１異方性拡散シート２及び第２異方性拡散シート３の入光面に不規則な凹凸構造を有することである。このように構成することにより、プリズムなどの凹凸構造を有する拡散シートやシート中に針状あるいは楕円状の粒子を配列させてなる拡散シートに比べて、均一な拡散光強度分布を得ることができ、より方形に近い出射分布を得ることができる。ここで、本発明において、方形とは、４つの頂点と辺を持つ多角形を意味するものとする。具体的には、広く四角形全般を意味し、正方形、長方形等の矩形のみならず、菱形等の平行四辺形も含むものとする。

本発明においては、第１異方性拡散シート２を透過拡散する光が最も拡散する方向と、第２異方性拡散シート３を透過拡散する光が最も拡散する方向とが異なっていれば、少なくとも第１異方性拡散シート又は第２異方性拡散シート３のいずれか一方の入光面に、不規則な凹凸構造が設けられて入れば良い。この場合においては、凹凸構造を有していない異方性拡散シートには、プリズムシート、レンチキュラーレンズ付シート、シート中に針状あるいは楕円状の粒子を配列させてなる異方性拡散シートなどを用いることができる。図５から図８に、本発明の光源ユニットにおける異方性拡散シートの配設態様の例を示す。

図５（ａ）〜（ｃ）は、不規則な凹凸構造を有する２枚の異方性拡散シートの配設態様を示す図である。図５（ａ）に示す態様は、光源１の上方に第１異方性拡散シート２が配設され、その上方に第２異方性拡散シート３が配設され、第１異方性拡散シート２の入光面２ａ及び第２異方性拡散シート３の入光面３ａに不規則な凹凸構造を有するものである。また、図５（ｂ）に示す態様は、光源１の上方に第１異方性拡散シート２が配設され、その上方に第２異方性拡散シート３が配設され、第１異方性拡散シート２の入光面２ａ及び第２異方性拡散シート３の出光面３ｂに不規則な凹凸構造を有するものである。図５（ｃ）に示す態様は、光源１の上方に第１異方性拡散シート２が配設され、その上方に第２異方性拡散シート３が配設され、第１異方性拡散シート２の出光面２ｂ及び第２異方性拡散シート３の入光面３ａに不規則な凹凸構造を有するものである。なお、図５（ａ）〜（ｃ）においては、異方性拡散シートにおいて光が最も拡散する方向（矢印及び丸印）を示した。

図６（ａ）〜（ｄ）は、一方の異方性拡散シートに不規則な凹凸構造を有する第１異方性拡散シート２（又は第２異方性シート３）を用い、他方の異方性拡散シートに、表面にプリズム６ａを有するプリズムシート６を用いた際の配設態様を示す図である。図６（ａ）に示す態様は、光源１の上方にプリズムシート６が配設され、その上方に第１異方性拡散シート２が配設され、プリズムシート６のプリズム６ａが光源側に設けられ、第１異方性拡散シート２の入光面２ａに不規則な凹凸構造が設けられたものである。また、図６（ｂ）に示す態様は、光源１の上方に第１異方性拡散シート２が配設され、その上方にプリズムシート６が配設され、第１異方性拡散シート２の入光面２ａに不規則な凹凸構造が設けられ、プリズムシート６のプリズム６ａが光源側に設けられたものである。図６（ｃ）に示す態様は、光源１の上方にプリズムシート６が配設され、その上方に第１異方性拡散シート２が配設され、プリズムシート６のプリズム６ａが光源と反対側に設けられ、第１異方性拡散シート２の入光面２ａに不規則な凹凸構造が設けられたものである。図６（ｄ）に示す態様は、光源１の上方に第１異方性拡散シート２が配設され、その上方にプリズムシート６が配設され、第１異方性拡散シート２の入光面２ａに不規則な凹凸構造が設けられ、プリズムシート６のプリズム６ａが光源と反対側に設けられたものである。なお、図６（ａ）〜（ｄ）にも、異方性拡散シートにおいて光が最も拡散する方向（矢印及び丸印）を示した。

図７（ａ）〜（ｄ）は、一方の異方性拡散シートに不規則な凹凸構造を有する第１異方性拡散シート２（又は第２異方性シート３）を用い、他方の異方性拡散シートに、表面にレンチキュラーレンズ７ａを有するレンチキュラーレンズ付シート７を用いた際の配設態様を示す図である。図７（ａ）に示す態様は、光源１の上方にレンチキュラーレンズ付シート７が配設され、その上方に第１異方性拡散シート２が配設され、レンチキュラーレンズ付シート７のレンチキュラーレンズ７ａが光源側に設けられ、第１異方性拡散シート２の入光面２ａに不規則な凹凸構造が設けられたものである。また、図７（ｂ）に示す態様は、光源１の上方に第１異方性拡散シート２が配設され、その上方にレンチキュラーレンズ付シート７が配設され、第１異方性拡散シート２の入光面２ａに不規則な凹凸構造が設けられ、レンチキュラーレンズ付シート７のレンチキュラーレンズ７ａが光源側に設けられたものである。図７（ｃ）に示す態様は、光源１の上方にレンチキュラーレンズ付シート７が配設され、その上方に第１異方性拡散シート２が配設され、レンチキュラーレンズ付シート７のレンチキュラーレンズ７ａが光源と反対側に設けられ、第１異方性拡散シート２の入光面２ａに不規則な凹凸構造が設けられたものである。図７（ｄ）に示す態様は、光源１の上方に第１異方性拡散シート２が配設され、その上方にレンチキュラーレンズ付シート７が配設され、第１異方性拡散シート２の入光面２ａに不規則な凹凸構造が設けられ、レンチキュラーレンズ付シート７のレンチキュラーレンズ７ａが光源と反対側に設けられたものである。なお、図７（ａ）〜（ｄ）にも、異方性拡散シートにおいて光が最も拡散する方向（矢印及び丸印）を示した。

図８（ａ），（ｂ）は、一方の異方性拡散シートに不規則な凹凸構造を有する第１異方性拡散シート２（又は第２異方性シート３）を用い、他方の異方性拡散シートに、シート中に針状あるいは楕円状の粒子８ａを配列させてなる異方性拡散シート８を用いた際の配設態様を示す図である。図８（ａ）に示す態様は、光源１の上方に異方性拡散シート８が配設され、その上方に第１異方性拡散シート２が配設され、第１異方性拡散シート２の入光面２ａに不規則な凹凸構造が設けられたものである。また、図８（ｂ）に示す態様は、光源１の上方に第１異方性拡散シート２が配設され、その上方に異方性拡散シート８が配設され、第１異方性拡散シート２の入光面２ａに不規則な凹凸構造が設けられたものである。なお、図８（ａ），（ｂ）にも、異方性拡散シートにおいて光が最も拡散する方向（矢印及び丸印）を示した。

本発明の光源ユニットにおける異方性拡散シートに設けられた不規則な凹凸構造としては、例えば、マイクロレンズのような凹凸、サンドブラストにより形成される凹凸、ビーズ塗工法により形成される凹凸などを用いることができる。また、不規則な凹凸構造は、複数の曲面を有することが好ましい。

凹凸構造における凹凸の高さ又はピッチは不規則であることが好ましい。凹凸の高さ又はピッチを不規則にすることにより、モアレを抑止することができ、加えて拡散光の強度分布が均一になり、照度の面内均一性がより向上する。また、これらの凹凸の高さ及びピッチが不規則な構造として、不均一な非平面スペックルによって特徴づけられた微細な凹凸構造を用いることが好ましい。この不均一な非平面スペックルについては後述する。

また、本発明においては、凹凸の高さのばらつきが５％以上であることが好ましい。ここで、凹凸形状の高さのばらつきは、例えば表面粗さ測定装置（ＥＴ４０００：小坂研究所社製）やレーザー顕微鏡（ＶＫ９５００：キーエンス社製）により測定することができる。

例えば、凹凸面上の任意の点から、任意の方向に断面曲線を測定し、測定した断面曲線のデータから、凹凸高さ、ピッチ、アスペクト比を算出する。この測定結果から、断面方向において、所定の間隔内における高さが最大となる位置をｈ_１、ｈ_２、…ｈ_ｎとした場合の、各位置における高さのデータｄ（ｈ_１）、ｄ（ｈ_２）、…ｄ（ｈ_ｎ）を求める。次に、得られた高さのデータから、下記式（１）により得られる値
|ｈ_ｎ−ｄ（ｈ_ｎ）ａｖｅ| 式（１）
を１μｍ毎に度数をプロットし、度数分布のデータを得る。具体的には、０〜１μｍ、１μｍ〜２μｍ、２μｍ〜３μｍ、…といった階級を設定し、所定の階級内に含まれるデータの個数をカウントすることで、度数分布を求める。ここで、ｄ（ｈ_ｎ）ａｖｅは、下記式（２）によって求められる高さの平均値である。
ｄ（ｈ_ｎ）ａｖｅ＝（ｄ（ｈ_１）+ｄ（ｈ_２）+・・・+ｄ（ｈ_ｎ））/ｎ） 式（２）
なお、度数分布を正確にするために最低１００点以上の高さデータを測定することが好ましい。

また、ばらつきが５％以上とは、１μｍ以上の階級に属する度数が全体の５％以上となることを言うものとする。効果的に均一な出射分布を得ることを考慮すると、ばらつきは、５％以上であることが好ましく、１０％以上がより好ましく、さらに好ましくは２０％以上である。

また、この複数の凹凸形状のアスペクト比は、０．０１以上１０以下であり、凹凸形状の最大高さと最低高さとの間の差が５０μｍ以下であることが好ましい。ここで、アスペクト比は、凹凸の高さを山間のピッチ間距離で割った値である。これらの、凹凸形状の高さ、ピッチ、アスペクト比については、光の拡散方向や拡散範囲により適宜決定することができる。例えば、相対的に広い角度範囲に拡散させる場合には、凹凸形状の高さは、０．１μｍ〜５０μｍ、好ましくは１．０μｍ〜２０μｍであり、凹凸形状のピッチは、０．１μｍ〜５０μｍ、好ましくは０．１μｍ〜２０μｍであり、アスペクト比は、０．５〜１０である。また、相対的に狭い角度範囲に拡散させる場合には、凹凸形状の高さは、０．１μｍ〜２０μｍであり、凹凸形状のピッチは、３．０μｍ〜１００μｍであり、アスペクト比は、０．０１〜０．５である。

次に、本発明に用いることのできる凹凸形状の一例である不均一な非平面スペックルによって特徴づけられた微細な凹凸構造について説明する。

この凹凸形状を直接形成する場合は、次のようにして形成することができる。まず、予め干渉露光によりスペックルパターンを形成したサブマスタ型を作製し、このサブマスタ型に電鋳などの方法で金属を被着してこの金属にスペックルパターンを転写してマスタ型を作製する。光透過性樹脂層に、上記マスタ型を用いて紫外線による腑形を行って光透過性樹脂層の光取り出し面にスペックルパターンを転写する。このサブマスタ型の詳細な製造方法については、特許第３４１３５１９号公報に開示されている。この内容はすべてここに含めておく。

このスペックルパターンの寸法、形状及び方向を調節することにより、拡散角度の範囲を制御することができる。一般に、拡散角度の範囲は、スペックルの平均サイズ及び形状に依存する。スペックルが小さければ角度範囲が広い。また、スペックルが横方向の長円形であれば、角度分布の形は縦方向の長円形となる。このように、所望する指向角度や拡散角度に応じてスペックルパターンを決定することができる。

上述した方法によれば、任意に拡散角度を変えることができる。そして、異方性拡散シートの拡散性能を変えることで、出光整形後の方形の形状を制御することができるため好ましい。これにより、様々な照射領域あるいはバックライトユニットにおける光源の配置に対応することができる。

具体的に、凹凸形状としては、図９から図１２に示すものが挙げられる。光の出射分布は、変角光度計ＧＣ５０００Ｌ（日本電色工業社製）にて、フィルム面に垂直な方向から光束を入射させ、１°毎の相対透過率を測定することにより得る。図９Ａは、凹凸形状が異方拡散性を有する形状を示す図であり、図９Ｂは、図９Ａに示す凹凸形状の高拡散側の断面プロファイルを示す図であり、図９Ｃは、図９Ａに示す凹凸形状の低拡散側の断面プロファイルを示す図である。図１０Ａは、図９Ａに比べ、低拡散性の部位が高拡散となっている凹凸形状が異方拡散を示す図であり、図１０Ｂは、図１０Ａに示す凹凸形状の高拡散側の断面プロファイルを示す図であり、図１０Ｃは、図１０Ａに示す凹凸形状の低拡散側の断面プロファイルを示す図である。図１１Ａは、凹凸形状が異方拡散で図９Ａ及び図１０Ａに比べて互いに直交する面内の２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）とも高拡散を示す図であり、図１１Ｂは、図１１Ａに示す凹凸形状の高拡散側の断面プロファイルを示す図であり、図１１Ｃは、図１１Ａに示す凹凸形状の低拡散側の断面プロファイルを示す図である。図１２Ａは、図１１Ａに比べて低拡散側を同じで、高拡散側がより拡散性を有する凹凸形状が異方拡散を示す図であり、図１２Ｂは、図１２Ａに示す凹凸形状の高拡散側の断面プロファイルを示す図であり、図１２Ｃは、図１２Ａに示す凹凸形状の低拡散側の断面プロファイルを示す図である。

図９から図１２で示された３次元測定図及び断面図は、キーエンス社製レーザー顕微鏡ＶＫ−９５００を使用して倍率１５０倍で測定した。Ｘ軸、Ｙ軸方向にそれぞれ任意の面で断面を切断して、断面図を作成し、ばらつきを計算したところ、図９から図１２で示されている微細な凹凸構造のばらつきは５％以上であった。

本発明の光源ユニットは、この光源ユニットからの光で照光される表示パネルを備えた、液晶表示装置のような表示装置に適用することができる。本発明の光源ユニットをバックライトとして用いる場合、光源、第１異方性拡散シート及び第２異方性拡散シートに加えて、第２異方性拡散シートの上方に、拡散板、拡散シートなどの光学シートを配設しても良い。このような光学シートとしては、例えば、内部拡散剤を有する拡散板や、球状のビーズなどを樹脂シートに塗布した拡散シートを挙げることができる。拡散板は、光を均一に拡散させる効果があり、また、拡散シートは、拡散・均一化させた光を集光させる機能を有する。中でも、輝度均一性を向上させる観点から、拡散板を用いることが好ましい。

図１３は、本発明の光源ユニットの他の構成を示す図である。図１３に示す光源ユニットにおいては、点光源１と、点光源１からの光を入射する入光面を持ち、透過拡散する光が最も拡散する方向が異なる第１異方性拡散シート２及び第２異方性拡散シート３と、第２異方性拡散シート３の上方に配設された拡散板９とから主に構成されている。このような構成においては、第１異方性拡散シート２及び第２異方性拡散シート３によって照度が均一となるので、拡散板９の下面に入射する光束のベクトルが揃い、光源ユニットの輝度均一性をより向上させることができる。

このように、本発明の光源ユニットでは、点光源の上方に第１異方性拡散シートと第２異方性拡散シートとを、光が最も拡散する方向を略直交させて配置することにより、点光源の出光を略方形形状に整形することができる。出光を略方形状に整形することにより、方形領域に光を照射したい場合には、光を効率的に利用でき、同時に照度を上げることができる。

また、点光源の上方に第１異方性拡散シートと第２異方性拡散シートとを、光が最も拡散する方向に所定の角度を持つように配置することにより、出光を略菱形状に整形することができる。出光を略菱形状に整形することにより、菱形領域に光を照射したい場合には、光を効率的に利用でき、同時に照度を上げることができる。

なお、出光を矩形にするには、前記楕円拡散光における長軸の交差角度を８０°〜９０°にすることが好ましい。また、出光を菱形にするには、前記楕円拡散光の長軸の交差角度を３０°〜８０°にすることが好ましい。交差角度を４０°〜７０°にすると、出光がより菱形に近づくため好ましい。

また、バックライトユニットの光源として用いることにより、方形な出光により、光源上と最近隣接光源との間及び光源上と最遠隣接光源との間の照度差を解消して、面内の照度均一性を向上させることができる。また、矩形状又は菱形の出射分布は、ＥＬＤＩＭ社製ＥＺ Ｃｏｎｔｒａｓｔ ＸＬ８８により全方位輝度分布を測定することで確認できる。任意面内の照度分布は、ＥＬＤＩＭ社製ＥＺ Ｃｏｎｔｒａｓｔ ＸＬ８８により、測定したい任意面に焦点を合わせて測定対象範囲をスキャンし、各点の積算強度を測定することで確認できる。

次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
（実施例１）
点光源であるＬＥＤの封止剤表面から２．２ｍｍ上方に、不均一な非平面スペックルによって特徴づけられた平均ピッチが約４μｍ、平均高さが約４μｍ、アスペクト比が約０．４の微細な凹凸構造を片面のみに持ち、高さのばらつきが５０％以上の異方性拡散シートであるＬＳＤ（Light Shaping Diffuser）６０×１を２枚、互いの透過拡散する光が最も拡散する方向が直交するように、かつ互いの面が接するように、かつ双方の凹凸面がＬＥＤ側を向くようにして配設して実施例１の光源ユニットを作製した。この光源ユニットについて、第２のＬＳＤ上面のＬＥＤ直上部分の出射分布をＥＬＤＩＭ社製ＥＺ Ｃｏｎｔｒａｓｔ ＸＬ８８により測定した。その結果、図１４に示すように、出射分布が矩形となっていた。

（実施例２）
点光源であるＬＥＤの封止剤表面から２．２ｍｍ上方に、不均一な非平面スペックルによって特徴づけられた平均ピッチが約４μｍ、平均高さが約４μｍ、アスペクト比が約０．４の微細な凹凸構造を片面のみに持ち、高さのばらつきが５０％以上の異方性拡散シートであるＬＳＤ（Light Shaping Diffuser）６０×１を２枚、互いの透過拡散する光が最も拡散する方向が３０°異なるように、かつ互いの面が接するように、かつ双方の凹凸面がＬＥＤ側を向くように配設して実施例２の光源ユニットを作製した。この光源ユニットについて、第２のＬＳＤ上面のＬＥＤ直上部分の出射分布をＥＬＤＩＭ社製ＥＺ Ｃｏｎｔｒａｓｔ ＸＬ８８により測定した。その結果、図１５に示すように、出射分布が菱形となっていた。

本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態における部材の材質、配置、形状などは例示的なものであり、適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

本発明は、ディスプレイに用いる直下型のバックライトなどの照光装置に適用することができる。

（ａ）は、本発明の実施の形態に係る光源ユニットを示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す光源ユニットの側面図である。 （ａ），（ｂ）は、異方拡散特性を持つ異方性拡散シートの出射分布と半値幅を説明するための図である。 異方性拡散シートの出光面で観測される楕円拡散光の長軸を説明するための図である。 楕円拡散光の長軸を直交させて異方性拡散シートを配設する場合を説明するための図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の光源ユニットにおける異方性拡散シートの配設態様の例を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の光源ユニットにおける異方性拡散シートの配設態様の例を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の光源ユニットにおける異方性拡散シートの配設態様の例を示す図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明の光源ユニットにおける異方性拡散シートの配設態様の例を示す図である。 凹凸形状が異方拡散性を有する形状を示す図である。 図９Ａに示す凹凸形状の高拡散側の断面プロファイルを示す図である。 図９Ａに示す凹凸形状の低拡散側の断面プロファイルを示す図である。 凹凸形状が異方拡散性を有する形状を示す図である。 図１０Ａに示す凹凸形状の高拡散側の断面プロファイルを示す図である。 図１０Ａに示す凹凸形状の低拡散側の断面プロファイルを示す図である。 凹凸形状が異方拡散性を有する形状を示す図である。 図１１Ａに示す凹凸形状の高拡散側の断面プロファイルを示す図である。 図１１Ａに示す凹凸形状の低拡散側の断面プロファイルを示す図である。 凹凸形状が異方拡散性を有する形状を示す図である。 図１２Ａに示す凹凸形状の高拡散側の断面プロファイルを示す図である。 図１２Ａに示す凹凸形状の低拡散側の断面プロファイルを示す図である。 本発明の光源ユニットの他の構成を示す図である。 実施例１の光源ユニットにおけるＬＥＤ直上部位の出射分布の測定結果を示す図である。 実施例２の光源ユニットにおけるＬＥＤ直上部位の出射分布の測定結果を示す図である。

符号の説明

１ 点光源
２ 第１異方性拡散シート
２ａ，３ａ 入光面
２ｂ，３ｂ 出光面
３ 第２異方性拡散シート
４ 光線
５ 出射分布
６ プリズムシート
６ａ プリズム
７ レンチキュラーレンズ付シート
７ａ レンチキュラーレンズ
８ 異方性拡散シート
８ａ 粒子
９ 拡散板

Claims (6)

1. 少なくとも一つの点光源と、前記点光源からの光を入射する入光面及び前記光を出射する出光面を有し、前記光の拡散量が最も多い第１方向を有する第１異方性拡散シートと、前記第１異方性拡散シートの上方に配設され、前記点光源からの光を入射する入光面及び前記光を出射する出光面を有し、前記光の拡散量が最も多い第２方向を有する第２異方性拡散シートと、を具備し、前記第１方向と前記第２方向とが異なり、前記第１異方性拡散シート及び／又は前記第２異方性拡散シートは、前記入光面に不規則な凹凸構造を有することを特徴とする光源ユニット。
2. 前記凹凸構造における凹凸は、その高さ又はピッチが不規則であることを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
3. 前記凹凸のアスペクト比が０．０１以上１０以下であり、前記凹凸の最大高さと最低高さとの間の差が５０μｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の光源ユニット。
4. 前記凹凸の高さのばらつきが５％以上であることを特徴とする請求項３記載の光源ユニット。
5. 前記凹凸構造が、不均一な非平面スペックルによって特徴づけられた微細な凹凸構造であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の光源ユニット。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の光源ユニットと、前記光源ユニットからの光で照光される表示パネルと、を備えたことを特徴とする表示装置。