JP7064722B2 - 面光源装置および表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、拡散部材、拡散部材の製造方法、面光源装置、表示装置および誘電体多層膜に関する。

特許文献１は、面状に光を発光する面光源装置を開示している。面光源装置は液晶表示装置のバックライトとして用いられてもよい。特許文献１の面光源装置は直下型であり、光源が拡散部材に正対している。直下型の面光源装置では、光源の配置に起因した明るさのむらが生じてしまう。面光源装置が薄型化すると、明るさの不均一性は顕著となる。

特許６２９９８１１号公報

従来技術では、面光源装置の薄型化を図りながら明るさの面内分布を均一化することが十分に達成できていない。本開示は、面光源装置の薄型化を図りながら明るさの面内分布を十分に均一化することを目的とする。

本開示による第１の拡散部材は、
光透過性および光拡散性を有する光拡散部と、
０°の入射角で入射する特定波長の光の反射率が８０％以上であり、且つ、絶対値で４５°よりも大きい入射角で入射する少なくとも一部の前記特定波長の光の反射率が５０％よりも小さい光反射部と、をこの順で備える。

本開示による第２の拡散部材は、
光透過性および光拡散性を有する光拡散部と、
０°の入射角で入射する特定波長の光の透過率が０°より大きい或る入射角で入射する前記特定波長の光の透過率よりも低い光反射部と、をこの順で備える。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、前記特定波長は４５０ｎｍであるようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、０°の入射角で光線が前記光拡散部に入射した場合における前記光拡散部の前記光反射部に対面する側での放射強度は、０°以外の出射角にピークを有するようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、０°の入射角で光線が前記光拡散部に入射した場合における前記光拡散部の前記光反射部に対面する側での放射強度は、出射角が０°となる出射方向を含む任意の面内での角度分布において、０°以外の出射角にピークを有するようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、前記放射強度のピークを有する出射角の絶対値は、３０°以上６０°以下であるようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、０°の入射角で前記光拡散部に入射した光のうちの９０％以上の光の出射角の絶対値が３０°以上６０°以下となるようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、
前記放射強度のピークを有する出射角の絶対値をピーク角とすると、
絶対値で０°以上前記ピーク角以下となる入射角で前記光反射部に入射する前記特定波長の光の反射率は、８０％以上であるようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、前記光拡散部は、前記光反射部の表面をなす凹凸面として形成されていてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、前記光拡散部は、前記光反射部側とは反対側を向く凹凸面を有し且つ前記光反射部と接合していてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、前記光拡散部は、前記光拡散部および前記光反射部が積層された積層方向における前記光反射部側に光拡散性を有した凹凸面を有する光学シートを含むようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、前記光拡散部は、前記光拡散部および前記光反射部が積層された積層方向における前記光反射部側とは反対側に光拡散性を有した凹凸面を有する光学シートを含むようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、前記光拡散部は、前記光拡散部および前記光反射部が積層された積層方向における両側に光拡散性を有した凹凸面を有する光学シートを含むようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、前記光拡散部は、光拡散性を有する複数の光学シートを含むようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材は、前記光拡散部の前記光反射部側とは反対側に設けられた熱可塑性樹脂層を更に備えるようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、前記熱可塑性樹脂層は、熱可塑性樹脂と、前記光拡散部を構成する材料の屈折率よりも低い屈折率を有した低屈折率粒子と、を含むようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、
前記熱可塑性樹脂層は、前記光拡散部から離間した第１層と、前記第１層と前記光拡散部との間に位置する第２層と、を含み、
前記低屈折率粒子は、前記第１層及び前記第２層のうちの前記第２層のみに含まれていてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、前記第２層の厚みは前記第１層の厚みよりも薄くなっていてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、前記光拡散部は、前記光拡散部および前記光反射部が積層された積層方向における前記光反射部側に光拡散性を有した凹凸面を有する熱可塑性樹脂層を含むようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、前記光拡散部および前記光反射部が積層された積層方向における前記光拡散部の両側に空隙が設けられていてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、前記光拡散部は、凹凸面を含む拡散本体部と、前記凹凸面の凹凸を維持しながら前記凹凸面を被覆し反射面を形成する反射被覆部と、を有するようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、
前記光拡散部は、前記光拡散部および前記光反射部が積層された積層方向に垂直な方向に配列された複数の要素光拡散部を含み、
前記複数の要素光拡散部の側端面は暗色に着色されていてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、
前記光拡散部は、前記光拡散部および前記光反射部が積層された積層方向に垂直な方向に配列された複数の要素光拡散部を含み、
隣り合う二つの要素光拡散部の境界の少なくとも一部分は、前記積層方向からの観察において、曲線を含むようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、
前記光拡散部は、複数の単位光学要素を有するマイクロレンズを含み、
前記単位光学要素は、前記光拡散部および前記光反射部が積層された積層方向に対して４５°よりも大きな角度で傾斜した法線方向を有する要素面を含むようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、
前記光拡散部は、複数の単位光学要素を有するマイクロレンズを含み、
前記単位光学要素は、曲面状の要素面を含むようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、
前記光拡散部は、複数の単位光学要素を有するマイクロレンズを含み、
前記光拡散部および前記光反射部が積層された積層方向からの観察において、前記単位光学要素は、０．６ｍｍ四方の正方形よりも小さい寸法を有していてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、
前記光拡散部は、複数の単位光学要素を有するマイクロレンズを含み、
前記光拡散部が配置されるべき方向を示す表示が設けられていてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、
前記光拡散部は、複数の単位光学要素を有するマイクロレンズを含み、
前記単位光学要素は、マット面として形成された要素面を含むようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、絶対値で０°以上３０°以下の入射角で入射する前記特定波長の光の前記光反射部での反射率は８０％以上、より好ましくは９０％以上、更に好ましくは９５％以上であるようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、絶対値で０°以上４５°以下の入射角で入射する前記特定波長の光の前記光反射部での反射率は８０％以上、より好ましくは８５％以上、更に好ましくは９０％以上であるようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、絶対値で４５°以上７５°以下となる或る入射角で入射する前記特定波長の光の前記光反射部での反射率、より好ましくは絶対値で５０°以上６０°以下となる或る入射角で入射する前記特定波長の光の前記光反射部での反射率は、５０％となるようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、入射角の絶対値が４５°以上７５°以下となる前記特定波長の光の前記光反射部での反射率、より好ましくは入射角の絶対値が５０°以上６０°以下となる前記特定波長の光の前記光反射部での反射率は、前記入射角の絶対値の増加にともなって、次第に小さくなるようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、入射角の絶対値が５０°以上の前記特定波長の光の前記光反射部での反射率は、前記入射角の絶対値の増加にともなって、次第に小さくなるようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、前記特定波長の光の前記光反射部での反射率は、前記入射角の絶対値の増加にともなって、次第に小さくなるようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材において、前記光反射部は、前記光拡散部に対面するマット面を有するようにしてもよい。

本開示による第１及び第２の拡散部材は、前記光反射部の前記光拡散部とは反対側に設けられ且つ前記光反射部とは反対側に凹凸面を有する光学要素部を、更に備えてもよい。

本開示による第３の拡散部材は、
光透過性および光拡散性を有する光拡散部と、
０°の入射角で入射する特定波長の光の透過率が０°より大きい或る入射角で入射する前記特定波長の光の透過率よりも低い光反射部と、
前記光反射部とは反対側に凹凸面を有する光学要素部と、をこの順で備える。

本開示による第１～第３の拡散部材において、前記凹凸面は、前記光反射部および前記光学要素部が積層された積層方向に対して２５°以下の角度で傾斜した法線方向を有する要素面を含んでもよい。

本開示による第１～第３の拡散部材において、前記光学要素部は前記光反射部と接合してもよい。

本開示による第１～第３の拡散部材において、前記光学要素部は、複数の単位光学要素を有するマイクロレンズを含んでもよい。

本開示による第１～第３の拡散部材において、
前記光学要素部は、複数の単位光学要素を有するマイクロレンズを含んでもよく、
前記単位光学要素は、前記光反射部とは反対側に突出した凸部であってもよい。

本開示による第１～第３の拡散部材において、
前記光学要素部は、複数の単位光学要素を有するマイクロレンズを含んでもよく、
前記単位光学要素は、前記光反射部および前記光学要素部が積層された積層方向に対して２５°以下の角度で傾斜した法線方向を有する要素面を含んでもよく、
前記要素面は、前記凹凸面を形成してもよい。

本開示による第１～第３の拡散部材において、
前記光学要素部は、複数の単位光学要素を有するマイクロレンズを含んでもよく、
前記単位光学要素は曲面状の要素面を含み、前記要素面は前記凹凸面を形成してもよい。

本開示による第１～第３の拡散部材において、
前記光学要素部は、複数の単位光学要素を有するマイクロレンズを含んでもよく、
前記光学要素部および前記光反射部が積層された積層方向からの観察において、前記単位光学要素は、１．５ｍｍ四方の正方形よりも小さい寸法を有してもよい。

本開示による第１～第３の拡散部材において、
前記光学要素部は、複数の単位光学要素を有するマイクロレンズを含んでもよく、
前記単位光学要素はマット面として形成された要素面を含み、前記要素面は前記凹凸面を形成してもよい。

本開示による第１～第３の拡散部材において、
前記光学要素部は、一方向に配列された複数の単位光学要素を有してもよく、
各単位光学要素は、前記一方向と非平行な他方向に線状に延びてもよい。

本開示による第１～第３の拡散部材において、
前記光学要素部は、一方向に配列された複数の単位光学要素を有してもよく、
各単位光学要素は、前記一方向と非平行な他方向に線状に延びてもよく、
前記単位光学要素は、前記光反射部とは反対側に突出した凸部でもよい。

本開示による第１～第３の拡散部材において、
前記光学要素部は、一方向に配列された複数の単位光学要素を有してもよく、
各単位光学要素は、前記一方向と非平行な他方向に線状に延びてもよく、
前記単位光学要素は、前記光反射部および前記光学要素部が積層された積層方向に対して２５°以下の角度で傾斜した法線方向を有する要素面を含んでもよい。

本開示による第１～第３の拡散部材において、
前記光学要素部は、一方向に配列された複数の単位光学要素を有してもよく、
各単位光学要素は、前記一方向と非平行な他方向に線状に延びてもよく、
前記単位光学要素は曲面状の要素面を含み、前記要素面は前記凹凸面を形成してもよい。

本開示による第１～第３の拡散部材において、
前記光学要素部は、一方向に配列された複数の単位光学要素を有してもよく、
各単位光学要素は、前記一方向と非平行な他方向に線状に延びてもよく、
前記単位光学要素はマット面として形成された要素面を含み、前記要素面は前記凹凸面を形成してもよい。

本開示による面光源装置は、
上述した本開示による第１及～第３の拡散部材のいずれかと、
前記拡散部材に入射する光を射出する光源と、を備える。

本開示による面光源装置において、前記光源から射出する光はＰ偏光であるようにしてもよい。

本開示による面光源装置において、
前記光源は、規則的に配列された複数の光源を含み、
前記光拡散部及び前記光学要素部の少なくとも一方は、前記複数の光源の配列方向と非平行な方向に配列された複数の単位光学要素を有するマイクロレンズを含むようにしてもよい。

本開示による面光源装置において、
前記光拡散部及び前記光学要素部の少なくとも一方は、複数の単位光学要素を有するマイクロレンズを含み、
前記光拡散部および前記光反射部が積層された積層方向からの観察において、前記単位光学要素の任意の方向に沿った寸法は、前記光源の当該方向に沿った寸法の三倍以下であるようにしてもよい。

本開示による面光源装置において、
前記光源は、規則的に配列された複数の光源を含み、
前記光拡散部及び前記光学要素部の少なくとも一方は、複数の単位光学要素を有するマイクロレンズを含み、
前記単位光学要素は、前記光拡散部および前記光反射部が積層された積層方向からの観察において前記複数の光源の配列方向と非平行となる法線方向を有した要素面を含むようにしてもよい。

本開示による面光源装置は、
前記拡散部材とは反対側から前記光源を支持する支持基板と、を更に備え、
前記拡散部材は、前記光拡散部の前記支持基板側に設けられた熱可塑性樹脂層を更に有してもよい。

本開示による面光源装置は、
前記拡散部材とは反対側から前記光源を支持する支持基板と、を更に備え、
前記拡散部材は、前記光拡散部の前記支持基板側に設けられた熱可塑性樹脂層を更に有するようにしてもよい。

本開示による面光源装置において、
前記熱可塑性樹脂層は前記支持基板に対面する側に凹部を設けられ、
前記光源は、前記熱可塑性樹脂層から離間して前記凹部内に位置するようにしてもよい。

本開示による面光源装置は、
前記拡散部材とは反対側から前記光源を支持する支持基板と、
前記支持基板と前記拡散部材との間に位置するビーズと、
前記ビーズを前記支持基板に固定するバインダーと、を更に備えるようにしてもよい。

本開示による面光源装置は、
前記拡散部材とは反対側から前記光源を支持する支持基板と、
前記支持基板と前記拡散部材との間に位置し、複数の空隙を設けられた空隙形成層と、を更に備えるようにしてもよい。

本開示による表示装置は、上述した本開示による面光源装置のいずれかを備える。

本開示による第１の光反射部は、
光拡散性を有した光拡散部と組み合わせて用いられる光反射部であって、
０°の入射角で入射する特定波長の光の反射率が８０％以上であり、且つ、絶対値で４５°よりも大きい入射角で入射する少なくとも一部の前記特定波長の光の反射率が５０％よりも小さい。

本開示による第２の光反射部は、
光拡散性を有した光拡散部と組み合わせて用いられる光反射部であって、
０°の入射角で入射する特定波長の光の透過率が０°より大きい或る入射角で入射する前記特定波長の光の透過率よりも低い。

本開示による第１の誘電体多層膜は、
回折光学素子及びマイクロレンズの少なくとも一方と組み合わせて用いられる誘電体多層膜であって、
０°の入射角で入射する特定波長の光の反射率が８０％以上であり、且つ、絶対値で４５°よりも大きい入射角で入射する少なくとも一部の前記特定波長の光の反射率が５０％よりも小さい。

本開示による第２の誘電体多層膜は、
回折光学素子及びマイクロレンズの少なくとも一方と組み合わせて用いられる誘電体多層膜であって、
０°の入射角で入射する特定波長の光の透過率が０°より大きい或る入射角で入射する前記特定波長の光の透過率よりも低い。

本開示による第１の拡散部材の製造方法は、
型及び光反射部の間に位置する樹脂組成物に電離放射線を照射し、樹脂組成物を硬化させる工程と、
前記樹脂組成物の硬化物からなり前記光反射部と積層された光拡散部から前記型を剥がす工程と、を備える。

本開示による第２の拡散部材の製造方法は、
型および誘電体多層膜の間に位置する樹脂組成物に電離放射線を照射し、樹脂組成物を硬化させる工程と、
前記樹脂組成物の硬化物からなり前記誘電体多層膜と積層されたマイクロレンズまたは回折光学素子から前記型を剥がす工程と、を備える。

本開示による第３の拡散部材の製造方法は、
誘電体多層膜の一方の面上に塗布された樹脂組成物を硬化させて、誘電体多層膜上に凹凸面を有した光拡散部を形成する工程と、
誘電体多層膜の他方の面上に塗布された樹脂組成物を硬化させて、誘電体多層膜上に凹凸面を有した光学要素部を形成する工程と、を備える。

本発明によれば、面光源装置の薄型化を図りながら明るさの面内分布を十分に均一化することができる。

図１は、一実施の形態の第１具体例を説明するための図であって、表示装置及び面光源装置を示す斜視図である。 図２は、図１の面光源装置の縦断面図である。 図３は、図２の面光源装置の複数の光源を示す平面図である。 図４は、図２の面光源装置に含まれ得る拡散部材の光拡散部による拡散特性を説明するためのグラフであって、放射強度の角度分布を示している。 図５は、図２の面光源装置に含まれ得る拡散部材の光拡散部を示す斜視図であって、光拡散部をなす回折光学素子の光拡散特性を説明するための図である。 図６は、図５の回折光学素子の光拡散特性を説明するためのグラフであって、放射強度の角度分布を示している。 図７は、図２の面光源装置に含まれ得る回折光学素子を示す縦断面図である。 図８は、図２の面光源装置に含まれ得る回折光学素子を示す平面図である。 図９は、図２の面光源装置に含まれ得るマイクロレンズの一例を示す縦断面図である。 図１０は、図２の面光源装置に含まれ得るマイクロレンズの他の一例を示す縦断面図である。 図１１は、図２の面光源装置に含まれ得るマイクロレンズの更に他の例を示す縦断面図である。 図１２は、図２の面光源装置に含まれ得るマイクロレンズの更に他の例を示す縦断面図である。 図１３Ａは、図２の面光源装置に含まれ得るマイクロレンズの具体的構成の一例を示す平面図である。 図１３Ｂは、図１３Ａのマイクロレンズの単位光学要素を示す斜視図である。 図１４Ａは、図２の面光源装置に含まれ得るマイクロレンズの具体的構成の他の例を示す平面図である。 図１４Ｂは、図１４Ａのマイクロレンズの単位光学要素を示す斜視図である。 図１５Ａは、図２の面光源装置に含まれ得るマイクロレンズの具体的構成の一例を示す平面図である。 図１５Ｂは、図１５Ａのマイクロレンズの単位光学要素を示す斜視図である。 図１６Ａは、図２の面光源装置に含まれ得るマイクロレンズの具体的構成の一例を示す平面図である。 図１６Ｂは、図１６Ａのマイクロレンズの単位光学要素を示す斜視図である。 図１７は、図２の面光源装置に含まれ得る拡散部材の光反射部の光学特性の一例を示すグラフであって、反射率および透過率の反射角依存性を説明するためのグラフである。 図１８は、図２の面光源装置に含まれ得る拡散部材の光反射部の光学特性の他の例を示すグラフである。 図１９は、図２の面光源装置に含まれ得る光反射部の光学特性の更に他の例を示すグラフである。 図２０は、図１９のグラフの一部を拡大したグラフである。 図２１は、図２の面光源装置に含まれ得る反射構造体の一例を示す縦断面図である。 図２２は、図２１の反射構造体を示す平面図である。 図２３は、図２の面光源装置に含まれ得る反射構造体の他の例を示す縦断面図である。 図２４は、図２３の反射構造体を示す平面図である。 図２５は、面光源装置を示す縦断面図であって、拡散部材及び面光源装置の作用を説明するための図である。 図２６は、図２に対応する面光源装置の縦断面図であって、拡散部材及び面光源装置の作用を説明するための図である。 図２７は、図２に対応する面光源装置の縦断面図であって、拡散部材及び面光源装置の作用を説明するための図である。 図２８は、図２に対応する面光源装置の縦断面図であって、拡散部材及び面光源装置の作用を説明するための図である。 図２９Ａは、サンプル１に係る面光源装置の照度の面内分布を計算したシミュレーション結果である。 図２９Ｂは、サンプル２に係る面光源装置の照度の面内分布を計算したシミュレーション結果である。 図２９Ｃは、サンプル３に係る面光源装置の照度の面内分布を計算したシミュレーション結果である。 図２９Ｄは、サンプル４に係る面光源装置の照度の面内分布を計算したシミュレーション結果である。 図２９Ｅは、サンプル５に係る面光源装置の照度の面内分布を計算したシミュレーション結果である。 図２９Ｆは、サンプル６に係る面光源装置の照度の面内分布を計算したシミュレーション結果である。 図２９Ｇは、サンプル７に係る面光源装置の照度の面内分布を計算したシミュレーション結果である。 図３０は、一実施の形態の第２具体例を説明するための図であって、図２の面光源装置に含まれる得る拡散部材の一例を示す縦断面図である。 図３１Ａは、図３０の拡散部材の光学要素部に含まれ得るマイクロレンズの一例を示す縦断面図である。 図３１Ｂは、図３０の拡散部材の光学要素部に含まれ得るマイクロレンズの他の一例を示す縦断面図である。 図３２は、図３０の拡散部材の光学要素部の他の例を示す斜視図である。 図３３は、図２に対応した面光源装置の縦断面図であって、拡散部材及び面光源装置の作用を説明する図である。 図３４は、図２に対応した面光源装置の縦断面図であって、拡散部材及び面光源装置の作用を説明する図である。 図３５は、図２に対応した面光源装置の縦断面図であって、拡散部材及び面光源装置の作用を説明する図である。 図３６は、図２に対応した面光源装置の縦断面図であって、拡散部材及び面光源装置の作用を説明する図である。 図３７は、図３１Ａに対応した光学要素部の縦断面図であって、光学要素部の作用を説明する図である。 図３８は、図２に対応する面光源装置の縦断面図であって、拡散部材が熱可塑性樹脂層を含む例を説明する図である。 図３９は、図２に対応する面光源装置の縦断面図であって、拡散部材が熱可塑性樹脂層を含む例を説明する図である。 図４０は、図２に対応する面光源装置の縦断面図であって、拡散部材が熱可塑性樹脂層を含む例を説明する図である。 図４１は、図２に対応する面光源装置の縦断面図であって、面光源装置がビーズを含む例を説明する図である。 図４２は、図２に対応する面光源装置の縦断面図であって、面光源装置が空隙形成層を含む例を説明する図である。 図４３は、図２又は図３０の拡散部材に含まれ得る光拡散部及び光学要素部の製造方法の一例を説明する側面図である。 図４４は、図２又は図３０の拡散部材に含まれ得る光拡散部の層構成の例を説明する図である。 図４５は、図２又は図３０の拡散部材に含まれ得る光拡散部及び光学要素部の製造方法の他の例を説明する図である。 図４６は、図２又は図３０の拡散部材に含まれ得る光拡散部の層構成の例を説明する図である。 図４７は、図２又は図３０の拡散部材に含まれ得る光拡散部の層構成の例を説明する図である。 図４８は、図２又は図３０の拡散部材に含まれ得る光拡散部の層構成の例を説明する図である。 図４９は、図２又は図３０の拡散部材に含まれ得る光拡散部の層構成の例を説明する図である。 図５０は、図３０の拡散部材に含まれ得る光学要素部の層構成の例を説明する図である。 図５１は、図２又は図３０の拡散部材に含まれ得る光拡散部の層構成の例を説明する図である。 図５２は、図２又は図３０の拡散部材が複数の要素拡散部または複数の要素光学部を含む例について説明する平面図である。 図５３は、図５２の要素拡散部及び要素光学部を示す斜視図である。 図５４は、図２又は図３０の拡散部材が複数の要素拡散部または複数の要素光学部を含む例について説明する平面図である。 図５５は、図９～図１２に対応するマイクロレンズの縦断面図であって、マイクロレンズの一変形例を説明する図である。 図５６は、実施例１に係る面光源装置の発光面上における放射強度の面内分布を示す図である。 図５７は、実施例２に係る面光源装置の発光面上における放射強度の面内分布を示す図である。 図５８は、実施例３に係る面光源装置の発光面上における放射強度の面内分布を示す図である。 図５９は、実施例４に係る面光源装置の発光面上における放射強度の面内分布を示す図である。 図６０は、実施例５に係る面光源装置の発光面上における放射強度の面内分布を示す図である。 図６１は、実施例６に係る面光源装置の発光面上における放射強度の面内分布を示す図である。 図６２は、比較例１に係る面光源装置の発光面上における放射強度の面内分布を示す図である。

以下、図面を参照して本開示の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。また、一部の図において示された構成等が、他の図において省略されている。

本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されない。例えば、「シート」は「フィルム」や「板」と呼ばれ得る部材も含む概念であり、呼称の違いのみにおいて区別されない。

また、本明細書において、シート状（シート状、板状）の部材の法線方向とは、対象となるシート状（フィルム状、板状）の部材のシート面への法線方向を指す。また、「シート面（フィルム面、板面）」とは、対象となるシート状（フィルム状、板状）の部材を全体的且つ大局的に観察した場合において対象となるシート状部材（フィルム状部材、板状部材）の平面方向と一致する面を指す。

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

なお、図面間での方向関係を明確化するため、いくつかの図面には、第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２及び積層方向Ｄ３を図面間で共通する方向として矢印で示している。矢印の先端側が、各方向Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の一側となる。例えば図２に示すように、図面の紙面に垂直な方向に沿って紙面の奥に向かう矢印を、円の中にＸを設けた記号により示した。例えば図３に示すように、図面の紙面に垂直な方向に沿って紙面から手前に向かう矢印を、円の中に点を設けた記号により示した。

図１～図６２は、一実施の形態を説明するための図である。このうち図１は、面光源装置２０及び拡散部材４０の一適用例としての表示装置１０を概略的に示す斜視図である。表示装置１０は、例えば動画、静止画、文字情報、或いはこれらの組み合わせで構成された映像を表示する。表示装置１０は、例えば車載用の液晶表示装置として用いることができる。また、表示装置１０は、室内又は屋外において、広告、プレゼンテーション、テレビジョン映像、各種情報の表示等、様々な用途にも使用され得る。図１に示された表示装置１０は、発光面２０ａを有する面光源装置２０と、発光面２０ａと対向して配置された表示パネル１５と、を有している。

図２は、第１具体例としての面光源装置２０を示す縦断面図である。図２に示すように、面光源装置２０は、主要な構成要素として、光源２２と、光源２２から射出した光の光路を調整する拡散部材４０と、を有している。拡散部材４０は、光源２２に正対して配置されている。すなわち、拡散部材４０は、シート状の部材であって、その法線方向に光源２２と対面している。拡散部材４０は、光源２２から射出された光を拡散することによって、光源２２の存在に起因した明るさのむらを効果的に解消できる。これにより、拡散部材４０の出光側面４０ｂ上の各位置での照度、或いは、出光側面４０ｂの近傍に位置する出光側面４０ｂと平行な仮想の受光面上の各位置での照度が均一化され得る。とりわけ、本実施の形態で説明する拡散部材４０には、面光源装置２０の薄型化を図りながら明るさの面内分布を十分に均一化するための工夫が成されている。

以下の説明で用いる「出光側面４０ｂの照度」とは、「出光側面４０ｂ上での照度」または上述の「受光面上での照度」を意味するものとする。

以下、一実施の形態における表示装置１０、面光源装置２０及び拡散部材４０について、図示された第１具体例を参照しながら、説明していく。

まず、表示装置１０の表示パネル１５ついて説明する。図１に示すように、表示パネル１５は、積層方向Ｄ３に面光源装置２０と積層される。表示パネル１５は、面光源装置２０の発光面２０ａに対面して配置されている。表示パネル１５は、積層方向Ｄ３における面光源装置２０とは反対側を向く面として、映像が表示される表示面１５ａを有している。図示された例において、表示パネル１５は、積層方向Ｄ３から観察して、すなわち正面方向からの平面視において、矩形形状に形成されている。

表示パネル１５は、例えば透過型の液晶表示パネルとして構成される。面光源装置２０から入射した光の一部が、液晶表示パネルとしての表示パネル１５透過することによって、表示面１５ａに映像が表示される。表示パネル１５は、液晶材料を有する液晶層を含んでいる。表示パネル１５の光透過率は、液晶層に印加される電界の強度に応じて変化する。

表示パネル１５の一例として、一対の偏光板と、一対の偏光板間に配置された液晶セル（液晶層）と、を有する液晶表示パネルを用いることができる。偏光板は偏光子を有する。偏光子は、入射した光を垂直な二つの偏光成分に分解する。一方の方向の偏光成分は偏光子を透過する。一方の方向に垂直な他方の方向の偏光成分は、偏光子によって吸収される。液晶セルは、一対の支持板と、一対の支持板間に配置された液晶と、を有する。液晶セルは、一つの画素を形成する領域毎に電界が印加されうるように構成されている。一例として、電界が印加された液晶セルの液晶の配向は変化する。面光源装置２０から出射し、液晶セルの面光源装置２０側に配置された偏光板を透過した特定方向の偏光成分は、一例として、電界印加されていない液晶セルを通過する際にはその偏光方向を９０°回転させる。特定方向の偏光成分は、電界印加されている液晶セルを通過する際にはその偏光方向を維持する。一方の偏光板を透過した特定方向の偏光成分が、他方の偏光板をさらに透過するか、或いは、他方の偏光板で吸収されて遮断されるか、を液晶セルへの電界印加の有無によって制御できる。

次に、面光源装置２０について説明する。面光源装置２０は、面状の光を出射する発光面２０ａを有している。面光源装置２０は、直下型のバックライトとして構成されている。積層方向Ｄ３への投影において、発光面２０ａと重なる領域内に光源２２が設けられている。図示された例において、表示パネル１５の法線方向、表示面１５ａの法線方向、発光面２０ａの法線方向、拡散部材４０の法線方向、拡散部材４０に含まれる後述の光拡散部５０、光反射部７０及び光学要素部１１０の各々の法線方向、光源２２を支持する後述の支持基板２５の法線方向は、互いに平行である。図示された例において、これらの法線方向は、積層方向Ｄ３と一致し、正面方向とも呼ばれる。

光源２２は、光を射出する発光素子を有する。発光素子として、発光ダイオードが例示される。発光ダイオードは、ＬＥＤとも表記される。光源２２として用いられる発光ダイオードの寸法は特に限定されない。光源２２の像を目立たなくさせる観点から、小型の発光ダイオード、例えばミニＬＥＤやマイクロＬＥＤを用いられてもよい。具体的には、図３に示された積層方向Ｄ３からの観察において四角形形状を有する光源２２の一辺の長さＷＬ１，ＷＬ２は、好ましくは０．５ｍｍ以下でもよく、より好ましくは０．２ｍｍ以下でもよい。

光源２２の発光波長は、面光源装置２０の用途に応じて適宜選択され得る。例えば、面光源装置２０が、青色を発光する発光素子と黄色を発光する発光素子とを有し、白色光を生成してもよい。また、面光源装置２０が、青色を発光する発光素子と、緑色を発光する発光素子と、赤色を発光する発光素子と、を有し、白色光を生成してもよい。また、複数の発光素子が設けられる場合、一つの光源２２が、近接配置された複数種類の発光素子を含んでもよいし、単一の発光素子のみを含んでもよい。すなわち、異なる発光波長を有した複数種類の光源２２が、用いられてもよい。

図示された具体例として、光源２２は、波長が４５０ｎｍの青色光を射出する発光ダイオードを発光素子として含んでもよい。この例によれば、出力の大きい発光ダイオードを光源２２として用いることができる。その一方で、蛍光体等の波長を変化し得る要素を用いることで白色に発光させることも可能となる。

光源２２は、一例として、発光素子のみによって構成されてもよい。他の例として、光源２２は、発光素子に加え、発光素子からの配光を調節するカバーやレンズ等の光学要素を含んでもよいし、発光素子からの光を吸収して異なる波長の光を射出する蛍光体を含んでもよい。

光源２２の配光特性は、特に限定されない。光源２２の配光特性は、ランバーシアン配光でもよい。ランバーシアン配光であれば、積層方向Ｄ３に向けられた光源２２からの発光強度分布において、光軸である積層方向Ｄ３において最も高いピーク強度が得られ、光軸から６０°傾斜した方向においてピーク強度の半分の強度が得られる。他の例として、ピーク強度が積層方向Ｄ３以外の方向に得られてもよい。例えば、特許文献１（ＪＰ６２９９８１１Ｂ）に開示されたバッドウイング配光を、光源２２の配光特性として用いてもよい。

面光源装置２０は、複数の光源２２を有してもよいし、単一の光源２２のみを有してもよい。光源２２の数量は、面光源装置２０の用途や発光面２０ａの面積等に応じて適宜選択される。光源２２の配置に起因した明るさのむらを解消する観点から、面光源装置２０に含まれる複数の光源２２は、積層方向Ｄ３に垂直な面上において、規則的に配置されていることが好ましい。例えば、互いに６０°傾斜する三つの方向のそれぞれに一定のピッチで配置されてなるハニカム配列や、互いに垂直な二つの方向のそれぞれに一定のピッチで配置されてなる正方配列で、複数の光源２２が配列されてもよい。

図３に示された例において、複数の光源２２は、互いに垂直な第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２のそれぞれに一定のピッチで配列されている。図示された例において、第１方向Ｄ１への配列ピッチＰＬ１及び第２方向Ｄ２への光源２２の配光ピッチＰＬ２は同一となっている。ただし、図示された例に限られず、配列ピッチＰＬ１及び配列ピッチＰＬ２が異なってもよい。図示された例において、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２は、それぞれ、矩形状をなす面光源装置２０及び拡散部材４０の側縁とそれぞれ平行になっている。光源２２の配列ピッチＰＬ１及び配列ピッチＰＬ２は、それぞれ、０．２ｍｍ以上１０ｍｍ以下でもよい。

また、光源２２は、拡散部材４０に入射する際にＰ偏光の光のみを射出するようにしてもよい。Ｐ偏光の光とは、拡散部材４０への入射時における当該光の進行方向と、拡散部材４０の入光側面４０ａへの法線方向と、を含む面上で振動する光のことである。光源２２がＰ偏光の光のみを射出することで、後述する誘電体多層膜を光反射部７０に利用した際に、大きな入射角で入射する光の透過率を十分に高くして、拡散部材４０に所望の光学特性付与できる。これにより、拡散部材４０の出光側面４０ｂにおける照度の面内分布を効果的に均一化できる。

ところで、図示された面光源装置２０は、光源２２及び拡散部材４０に加え、光源２２を支持する支持基板２５を更に有している。支持基板２５は、積層方向Ｄ３における拡散部材４０とは反対側から複数の光源２２を支持する。支持基板２５は、光源２２に電力を供給する回路を含んでいる。支持基板２５は、シート状の部材である。支持基板２５は、光を反射して拡散部材４０へ向ける光反射性を有している。支持基板２５の光反射性は、光源２２から射出する光に対して又は面光源装置２０で発光に用いられる光に対して、発揮されるものであれば特に限定されない。面光源装置２０で発光に用いられる光とは、光源２２から射出して波長変換された光等を含んでもよい。

具体的な構成として、図２に示すように、シート状の基板本体２６と、基板本体２６に積層方向Ｄ３における拡散部材４０側から積層された反射層２７と、光源２２と電気的に接続した配線２８と、を有している。基板本体２６は、積層方向Ｄ３に垂直な方向に広がっている、基板本体２６は絶縁性を有している。反射層２７は、光源２２から射出する光に対して又は面光源装置２０で発光に用いられる光に対して、反射性を有する。反射層２７での反射性は、鏡面反射とも呼ばれる正反射であってもよく、拡散反射であってもよく、さらに異方性拡散反射であってもよい。基板本体２６は、拡散粒子を含有した樹脂フィルム、たとえは白色ポリエチレンテレフタレート製フィルムであってもよい。反射層２７は、基板本体２６上に積層された金属層であってもよいし、反射型の回折光学素子であってもよい。配線２８は、はんだ等を介して、光源２２の図示しない端子と電気的に接続している。基板本体２６及び反射層２７が絶縁性を有している場合、配線２８は、基板本体２６及び反射層２７の間に位置していることが好ましい。

なお、図２に二点鎖線で示すように、光源２２は封止材２３で覆われてもよい。封止材２３は、各光源２２に対応して設けられている。図２及び図３に示された例において、封止材２３は、光源２２と同様に二次元配列される。図示された例において、光源２２は、拡散部材４０側を向く面および側面を封止材２３によって覆われている。封止材２３は、支持基板２５に固定されている。光源２２と配線２８とが電気的に接続される部分も、封止材２３によって覆ってわれていてもよい。封止材２３をなす材料として、例えば、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂、オレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。

なお、図２に示された例において、拡散部材４０は、封止材２３上に配置されている。すなわち、拡散部材４０は、封止材２３に支持されることで、光源２２及び支持基板２５から積層方向Ｄ３に離間している。封止材２３は、拡散部材４０に接着、粘着、溶着等により接合してもよい。なお、図２に示された距離ＤＸは、積層方向Ｄ３に沿った光源２２と拡散部材４０との離間距離である。言い換えると、距離ＤＸは、光源２２の拡散部材４０側を向く面と拡散部材４０の入光側面４０ａとの間の積層方向Ｄ３に沿った距離を指している。

次に、拡散部材４０について説明する。拡散部材４０は、光拡散部５０及び光反射部７０をこの順番で有している。光拡散部５０は、光反射部７０を基準として、拡散部材４０で拡散されるべき光の入光側に位置する。光反射部７０は、光拡散部５０を基準として、拡散部材４０で拡散されるべき光の出光側に位置する。図２に示された例において、拡散部材４０はシート状である。拡散部材４０は、積層方向Ｄ３に垂直な第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に広がっている。光拡散部５０が拡散部材４０の入光側面４０ａを形成している。光反射部７０が拡散部材４０の出光側面４０ｂを形成している。なお、光拡散部５０及び光反射部７０は、互いに接合していてもよいし、単に接触しているだけであって接合していなくてもよく、さらには、互いから離間していてもよい。

まず、光拡散部５０について説明する。光拡散部５０は、光源２２から射出する光に対して又は面光源装置２０で発光に用いられる光に対して、光透過性および光拡散性を有している。光拡散部５０は、可視光に対して光透過性および光拡散性を有している。光拡散部５０は、他の部材と単に重ねられた又は他の部材と接着や粘着により接合された光学シート５５を含んでもよく、光学シート５５でもよく、光学シート５５、部材および構造体等の一部分でもよく、更には、光学シート、部材および構造体等の面であってもよい。

光拡散部５０が有する光透過性として、例えば、光拡散部５０の全光線透過率が、好ましくは５０％以上であり、より好ましくは７０％以上であり、更に好ましくは９０％以上である。光拡散部５０の全光線透過率を上記範囲内とすることによって、光源２２からの光の利用効率が改善される。加えて、光拡散部５０を面光源装置２０に適用した際に拡散部材４０の出光側面４０ｂ上での照度の面内分布を効果的に均一化できる。したがって、光拡散部５０は、光源２２から射出する光に対して又は面光源装置２０で発光に用いられる光に対して、高い透過性を有する材料を用いて作製される。なお、全光線透過率は、入射角を０度として、ＪＩＳ Ｋ７３６１－１：１９９７に準拠する方法により測定された値とする。全光線透過率は、日本分光社製の紫外可視近赤外分光光度計Ｖ－７２００を用いて測定された値とする。

光拡散部５０による光拡散性は、等方拡散でもよいし、異方性拡散でもよい。光拡散部５０は、或る特定の角度範囲内の方向に光を拡散してもよい。特定の角度範囲は、一つでもよく、互いから離間して複数でもよい。また、光拡散部５０による拡散は、透過光を拡散させることに限られず、反射光を拡散させてもよい。

光拡散部５０の光拡散性として、光拡散部５０に入射した光の拡散角αは、好ましくは１０°以上であり、より好ましくは１５°以上であり、更に好ましくは２０°以上である。また、光拡散部５０に入射した光の拡散角は、好ましくは８５°以下であり、より好ましくは６０°以下であり、更により好ましくは５０°以下である。光拡散部５０の拡散角をこのような範囲内とすることによって、拡散部材４０を面光源装置２０に適用した際に拡散部材４０の出光側面４０ｂ上での照度の面内分布を効果的に均一化できる。

拡散角αとは、０°の入射角で光を光拡散部５０の入光側面に入射させた場合に得られる放射強度（ワット／ステラジアン）の角度分布における半値全幅（ＦＷＨＭ）のことである。図４は、０°の入射角で平行光束を光拡散部５０の入射側面に入射させた場合における光拡散部５０の出光側面上での放射強度の角度分布を示すグラフである。図４のグラフにおける縦軸は放射強度の値であり、横軸は出射角度である。拡散各αに対応する放射強度の角度分布における半値全幅は、放射強度の角度分布における最大透過光強度Ｉ_ｍａｘの半分の放射強度が得られる出射角度の範囲の幅（°）のことである。

放射強度の角度分布は、変角光度計や変角分光測色器を用いて測定され得る。拡散角αの測定には、例えば、村上色彩技術研究所社製の変角光度計（ゴニオフォトメーター）ＧＰ－２００等を用いることができる。

入射角は、光が入射するシート状等の部材の法線方向に対して入射光の進行方向がなす角度（°）を意味する。出射角とは、光が出射するシート状等の部材の法線方向に対して出射光の進行方向がなす角度（°）を意味する。

さらに、図５は、図４とは異なる光拡散性であって、光拡散部５０の他の好ましい光拡散特性を説明する斜視図である。図５において、光線Ｌ５１が、０°の入射角で光拡散部５０に入射している。すなわち、光線Ｌ５１は、光拡散部５０に垂直入射している。光線Ｌ５１は、光拡散部５０での屈折、反射、回折等の光学作用によって拡散している。図５に示された光拡散部５０によれば、光線Ｌ５１は、主として、頂点が光拡散部５０上に位置し且つ底面が光拡散部５０と平行に配置された円錐の頂点から底面の円周上の各位置に向かう光路を進んでいる。この例において、０°の入射角で光線が光拡散部５０に入射した場合における光拡散部５０の光反射部７０に対面する側での放射強度は、０°以外の出射角にピークを有する。より好ましくは、０°の入射角で光線が光拡散部５０に入射した場合における光拡散部５０の光反射部７０に対面する側での放射強度は、出射角が０°となる出射方向を含む任意の面内での角度分布において、０°以外の出射角にピークを有する。放射強度のピークを有する出射角の絶対値は、好ましくは３０°以上６０°以下でもよく、より好ましくは３０°以上５０°以下でもよく、さらに好ましくは３０°以上４５°以下でもよい。また、０°の入射角で光拡散部５０に入射した光のうちの、９０％以上の光の出射角の絶対値が、３０°以上６０°以下でもよい。０°の入射角で光拡散部５０に入射した光のうちの、９５％以上の光の出射角の絶対値が、３０°以上６０°以下でもよい。０°の入射角で光拡散部５０に入射した光のうちの、９８％以上の光の出射角の絶対値が３０°以上６０°以下でもよい。

図５を参照して説明した光拡散性を光拡散部５０に付与することによって、拡散部材４０は、光源２２の直上となる領域における照度が高くなり過ぎることを抑制し、積層方向Ｄ３に垂直な方向に光源２２から離間した領域における照度を高くできる。これにより、照度の面内分布を効果的に均一化できる。とりわけ、照度の面内分布の均一化の観点から、絶対値で０°以上ピーク角以下の入射角で後述の光反射部７０に入射する光の光反射部７０での反射率は、好ましくは８０％以上である。より好ましくは８５％以上であり、更に好ましくは９０％以上である。ここで、ピーク角度は、放射強度のピークを有する出射角の絶対値を意味する。

図６の実線は、入射光の入射角が０°である場合における、図５に示された光拡散部５０の出光側面上での放射強度の角度分布を示すグラフである。

光拡散部５０は、特に限定されることなく、光透過性および光拡散性を有する種々の構成を採用することができる。光拡散部５０は、透過型の回折光学素子６０及びマイクロレンズ６５の少なくとも一方を含んでもよい。

回折光学素子６０は、入射光に対して回折作用を及ぼす素子である。回折光学素子６０は、ホログラム素子でもよい。所望する光拡散性を実現するための回折特性を有した回折光学素子は、比較的容易に設計され得る。例えば、回折光学素子６０は、図６に示された拡散特性を有し得る。

図７は、位相変調型のホログラムとして構成された回折光学素子６０を示している。位相変調型のホログラムは、位相情報を記録された凹凸面５２を有している。図７に示された凹凸面５２は、多値化した位相情報を底面の高さとして記録している。位相変調型のホログラムでは、媒体の光路長差に基づく回折現象を利用している。この回折光学素子６０は、積層方向Ｄ３に垂直な第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に沿って配列された複数の単位ピクセル６１を有している。単位ピクセル６１は、入射光に及ぼす変調量を調節する最小単位である。図示された位相型の回折光学素子６０によれば、単位ピクセル６１毎に異なる量で入射光の位相を変調させ得る。位相変調は、積層方向Ｄ３に沿って両側に進む光に対して及ぼすことができる。したがって、回折光学素子６０は、光源２２側から入射した光を回折して進行方向を曲げることができ、且つ、光反射部７０側から入射した光を回折して進行方向を曲げることができる。

図７に示された回折光学素子６０では、単位ピクセル６１が第３方向ｄ３に沿って８段階の高さのいずれかに設定されている。図示された回折光学素子６０では、入射光に与える位相変調量を８段階で制御できる。ただし、単位ピクセル６１の段数は特に限定されない。所望の光拡散性を実現するための回折特性を確保する観点から、単位ピクセル６１の一辺の長さは、好ましくは１０ｎｍ以上１０μｍ以下であり、より好ましくは５０ｎｍ以上５μｍ以下であり、更に好ましくは１００ｎｍ以上２μｍである。

回折光学素子６０は、一例として、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）として作製され得る。計算機合成ホログラムは、任意の回折特性を実現する回折構造をコンピュータ上で計算することによって作製される。計算機合成ホログラムを回折光学素子として採用することによって、光源や光学系を用いた物体光及び参照光の生成や、露光によるホログラム記録材料への干渉縞の記録が不要となる。例えば所望する光拡散性を実現するための回折特性を有した凹凸面５２を、コンピュータでの演算によって特定することができる。特定された構造を、例えば樹脂賦型により形成することで、計算機合成ホログラムとしての回折光学素子を、簡易な手順にて低コストで作製することができる。

図８に示すように、一つの回折光学素子６０が、複数の要素回折光学素子６２を含んでもよい。図８に示された例において、複数の要素回折光学素子６２は、互いに接合している。複数の要素回折光学素子６２は、互いに同一の回折特性を有してもよいし、互いに異なる回折特性を有してもよい。

なお、光拡散部５０をなす回折光学素子は、位相変調型のホログラムに限られず、振幅変調型のホログラムでもよい。また、光拡散部５０をなす回折光学素子は、計算機合成ホログラムに限られず、例えば体積ホログラムでもよい。また、図７に示された例において、回折光学素子６０の凹凸面５２は、積層方向Ｄ３において光反射部７０とは反対側を向いている例を示したが、この例に限られず、凹凸面５２は、積層方向Ｄ３において光反射部７０側を向いてもよい。凹凸面５２が光反射部７０に接触していたとしても、凹凸面５２の凹凸に起因して、凹凸面５２は光拡散部５０と空隙Ｖとの界面を形成して入射光を大きく曲げることができる。

マイクロレンズ６５は、複数の単位光学要素６６を有している。図９～図１２に示すように、単位光学要素６６は、屈折や反射等によって光に進行方向を変化させる要素である。単位光学要素６６は、単位形状要素、単位プリズム、単位レンズと呼ばれる要素を含む概念である。単位光学要素６６は、凸部６８又は凹部６９として、構成される。図９～１２に示された例において、光拡散部５０は本体部５８を有し、凸部６８としての単位光学要素６６が本体部５８に形成されている。ただし、後述するように、光拡散部５０は、本体部５８と、本体部５８上に設けられた凹部６９としての単位光学要素６６と、を有してもよい。本体部５８は、シート状である。本体部５８は、積層方向Ｄ３に垂直な第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に広がっている。図２に示された例において、本体部５８は、光反射部７０に接合している。

図９～図１２に示すように、単位光学要素６６は、積層方向Ｄ３に対して傾斜した要素面６７を有している。要素面６７によって単位光学要素６６が画成されている。マイクロレンズ６５は、単位光学要素６６の要素面６７によって形成された凹凸面５２を有する。マイクロレンズ６５は、この凹凸面５２によって、入射光の進行方向を曲げることができる。

凹凸面５２は、積層方向Ｄ３においてどちらを向いていてもよい。図９及び図１０において、凹凸面５２は、積層方向Ｄ３において光源２２の側を向いている。図１１及び図１２において、凹凸面５２は、積層方向Ｄ３において光反射部７０の側を向いている。凹凸面５２は、光源２２側から入射する光Ｌ９１，Ｌ１０１，Ｌ１１１，Ｌ１２１の進行方向を曲げることができ、且つ、光反射部７０側から入射する光Ｌ９２，Ｌ１０２，Ｌ１１２，Ｌ１２２の進行方向を曲げることができる。とりわけ、図９～図１２に示すように、マイクロレンズ６５は、積層方向Ｄ３に対する傾斜角度が小さい方向から入射する光の進行方向を曲げ、入射時よりも積層方向Ｄ３に対する傾斜角度を大きくすることができる。すなわち、光拡散部５０からの出射光の進行方向が積層方向Ｄ３に対してなす傾斜角度を、光拡散部５０への入射光の進行方向が積層方向Ｄ３に対してなす傾斜角度よりも大きくすることができる。

図９及び図１１に示された例において、光Ｌ９１，Ｌ９２，Ｌ１１１，Ｌ１１２が要素面６７で屈折することによって、当該光の進行方向が変化している。図１０及び図１２に示された例において、光Ｌ１０２，Ｌ１２１が要素面６７で反射することによって、好ましくは全反射することによって、当該光の進行方向が変化している。図９及び図１１に示された屈折での進行方向の変化よりも、図１０及び図１２に示された反射での進行方向の変化は、大きくなりやすい。要素面６７の法線方向ＮＤが積層方向Ｄ３に対して大きく傾斜しているほど、言い換えると要素面６７が積層方向Ｄ３により立ち上がっているほど、光は要素面６７で反射し易くなる。より具体的には、要素面６７の法線方向ＮＤが積層方向Ｄ３に対して４５°よりも大きい傾斜角度θａをなす場合、積層方向Ｄ３に対して大きく傾斜していない光が当該要素面６７で反射して、当該光の進行方向が積層方向Ｄ３に対して大きく傾斜する、傾向が生じる。

この点から、図１０及び図１２に示すように、単位光学要素６６は、積層方向Ｄ３に対して４５°よりも大きな傾斜角度θａで傾斜した法線方向ＮＤを有する要素面６７を含んでもよい。この要素面６７は、積層方向Ｄ３に立ち上がっているため、反射、好ましくは全反射を引き起こし易くなる。すなわち、この要素面６７を含む単位光学要素６６によれば、反射により、好ましくは全反射により、マイクロレンズ６５を透過する光の光路を大きく曲げることができる。光の進行方向を大きく調節することによって、照度の面内分布がより効果的に均一化され得る。

マイクロレンズ６５の拡散特性は、単位光学要素６６の要素面６７の傾斜角度θａに影響を受ける。したがって、マイクロレンズ６５の断面形状は、面光源装置２０や拡散部材４０に要求される光学特性に基づいて、適宜調節され得る。例えば、一つの単位光学要素６６に含まれる複数の要素面６７の傾斜角度θａが互いに異なってもよいし、同一でもよい。マイクロレンズ６５に含まれる複数の単位光学要素６６が、形状、向き、大きさ等の構成において互いに異なってもよい。マイクロレンズ６５に含まれる複数の単位光学要素６６が、互いに同一の構成を有してもよい。

なお、光反射部７０の反射特性との組合せによって照度を均一化する観点から、単位光学要素６６の配列や、更には他の部分の光学特性等に応じて、傾斜角度θａを大きくすることが好ましいこともあり、傾斜角度θａを小さくすることが好ましいこともある。例えば、後述する第２の具体例のように、光学要素部１１０と組合せて用いる場合、傾斜角度θａは、好ましくは２５°以下であり、より好ましくは２０°以下であり、更に好ましくは１５°以下である。

さらに、図９～図１２に二点鎖線で示すように、要素面６７がいくらか湾曲してもよい。単位光学要素６６が、半球状等の球の一部分の外形状を有してもよいし、回転楕円体の一部分の外形状を有してもよい。単位光学要素６６が曲面状の要素面６７を含む場合、反射や屈折により、マイクロレンズ６５を透過する光の光路が種々の方向に曲がる。これにより、照度の面内分布をより効果的に均一化できる。また、放射強度の角度分布の変化を効果的に滑らかにできる。

曲面状の要素面６７と略同様の理由から、単位光学要素６６は、マット面として形成された要素面６７を含んでもよい。マット面としての要素面６７は、光を種々の方向に散乱させる。これにより、照度の面内分布をより効果的に均一化できる。また、放射強度の角度分布の変化を効果的に滑らかにできる。

マイクロレンズ６５に含まれる複数の単位光学要素６６は、二次元配列される。したがって、マイクロレンズ６５に含まれる単位光学要素６６の要素面６７は、種々の方向を向く。結果として、マイクロレンズ６５は、二次元配列された単位光学要素６６によって、光を種々の方向に誘導できる。複数の単位光学要素６６は、不規則に配列されてもよいし、或いは、規則的に配列されてもよい。複数の単位光学要素６６を規則的に配列することによって、マイクロレンズ６５の設計が容易となり、且つ、単位光学要素６６を隙間無く敷き詰めることが容易となる。

ここで、図１３Ａ～図１６Ｂを参照して、マイクロレンズ６５の複数の具体例について説明する。とりわけこれらの図に示されたマイクロレンズ６５は、後述のシミュレーションの対象とした。

まず、図１３Ａ及び図１３Ｂに示された例において、複数の単位光学要素６６の配列は、正方配列となっている。複数の単位光学要素６６は、第１方向Ｄ１に一定のピッチで配列されている。複数の単位光学要素６６は、第２方向Ｄ２にも一定のピッチで配列されている。第１方向Ｄ１への配列ピッチと、第２方向Ｄ２への配列ピッチは、同一でもよいし、異なってもよい。図示された例において、第１方向Ｄ１への配列ピッチと、第２方向Ｄ２への配列ピッチは、互いに同一で、０．１ｍｍとなっている。図１３Ｂに示すように、各単位光学要素６６は、円錐の底部を四方から切り取った形状を有している。図１３Ａに点線で示された円錐底面の直径よりも短い配置ピッチで当該円錐が配置され、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に隣り合う円錐が重なる部分が切り取られることによって、マイクロレンズ６５が作製されている。これにより、図１３Ａ及び図１３Ｂに示された例によれば、複数の単位光学要素６６が隙間無く敷き詰められている。各単位光学要素６６の積層方向Ｄ３への高さは、一例として、０．０９ｍｍである。図示された単位光学要素６６は、円錐の側面に相当する要素面６７を有している。各単位光学要素６６は、積層方向Ｄ３からの観察において、光を放射状に拡散させることができる。

次に、図１４Ａ及び図１４Ｂに示された例において、複数の単位光学要素６６の配列は、正方配列となっている。複数の単位光学要素６６は、第１方向Ｄ１に対して±４５°傾斜した二つの方向に一定のピッチで配列されている。各方向への配列ピッチは、同一であってもよいし異なっていてもよい。図示された例において、二つの方向への単位光学要素６６の配列ピッチは、互いに同一で、０．１ｍｍとなっている。図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、単位光学要素６６は、底面が正方形となる四角錐形状を有している。各単位光学要素６６の積層方向Ｄ３への高さは、一例として、０．０７ｍｍとなっている。

図１５Ａ及び図１５Ｂに示された例において、マイクロレンズ６５は、二種類の単位光学要素６６を有している。各種類の単位光学要素６６は、第２方向Ｄ２と、第２方向に対して±６０°傾斜した二つの方向と、に一定のピッチで配列されている。すなわち、二種類の単位光学要素６６は、それぞれ、互いに対して６０°傾斜した三つの方向のそれぞれに一定のピッチで配列されている。図示された単位光学要素６６の配列は、ハニカム配列とも呼ばれる。各方向への配列ピッチは、同一でもよいし、異なっていてもよい。図示された例において、三つの方向への単位光学要素６６の配列ピッチは互いに同一となっている。二種類の単位光学要素６６の底面の形状は同一である。底面の形状は正三角形である。二種類の単位光学要素６６の底面の向きは異なっている。一方の単位光学要素６６を６０°回転させると、一方の単位光学要素６６の底面の向きは他方の単位光学要素６６の底面の向きと一致する。図１５Ａ及び図１５Ｂに示された例において、単位光学要素６６は、底面が正三角形の三角錐の形状を有している。図示された例において、単位光学要素６６の底面の高さは、一例として、０．１ｍｍとなっている。また、単位光学要素６６の高さは、一例として、０．０８ｍｍとなっている。各単位光学要素６６は正三角錐形状でもよい。

次に、図１６Ａ及び図１６Ｂに示された例では、底面が同一形状である単位光学要素６６が、四つの向きで配列されている。結果として、底面の形状及び向きが同一となる複数の単位光学要素６６は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２のそれぞれに一定のピッチで配列されている。二つの方向への配列ピッチは、同一でもよいし、異なっていてもよい。図示された例において、二つの各方向への配列ピッチは同一となっている。単位光学要素６６は、底面が直角二等辺三角形形状となっている三角錐形状を有している。図示された例において、底面をなす直角二等辺三角形の等辺の長さは、一例として、０．１ｍｍとなっている。単位光学要素６６の高さは、一例として、０．０１ｍｍとなっている。

図１３Ａ～図１６Ｂに示された四つの具体例において、単位光学要素６６をなす錐体の頂点から底面への垂線は、いずれも、底面の重心を通過してもよい。図１３Ａ～図１６Ｂに示された四つの具体例において、単位光学要素６６は、積層方向Ｄ３において光源２２側へ突出している。すなわち、単位光学要素６６は、本体部５８から突出する凸部６８となっている。ただし、既に上述したように、単位光学要素６６は、本体部５８に形成された凹部６９であってもよい。

ところで、積層方向Ｄ３からの観察における単位光学要素６６の寸法が大きいと、単位光学要素６６の形状に起因した明るさのムラが視認されるようになる。この不具合を防止する観点から、単位光学要素６６の積層方向Ｄ３に垂直な方向への最大長さは、好ましくは１．５ｍｍ以下であり、より好ましくは１ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．５ｍｍ以下である。

また、積層方向Ｄ３からの観察における単位光学要素６６の寸法が大きくなると、光源２２に対して単位光学要素６６を位置決めする必要が生じる。具体的には、積層方向Ｄ３に垂直な方向、例えば第１方向Ｄ１や第２方向Ｄ２において、光源２２及び単位光学要素６６の相対位置を位置決めする必要が生じる。このような位置決め作業は煩雑であり、製造上の負担となる。この位置決めを不要とする観点から、積層方向Ｄ３から観察した際に、互いに垂直な二方向のそれぞれにおいて、一つの単位光学要素６６が、光源２２を三倍した寸法よりも小さい寸法を有することが好ましい。上述したように、図３に示された積層方向Ｄ３からの観察において四角形形状を有する光源２２の一辺の長さＷＬ１，ＷＬ２は、好ましくは０．５ｍｍ以下であり、より好ましくは０．２ｍｍ以下である。この点から、積層方向Ｄ３からの観察において、単位光学要素６６は、好ましくは１．５ｍｍ四方の正方形よりも小さい寸法を有し、より好ましくは０．６ｍｍ四方の正方形よりも小さい寸法を有する。ここで、一方の寸法が他方の寸法よりも小さいとは、一方の外輪郭が、少なくともいずれかの向きにおいて、他方の外輪郭上または他方の外輪郭の内側に位置することを意味している。更に好ましくは、積層方向Ｄ３からの観察において、単位光学要素６６の任意の方向に沿った寸法は、光源２２の当該方向に沿った寸法の三倍以下でもよい。これらの単位光学要素６６を用いた拡散部材４０からの出射光は、積層方向Ｄ３に垂直な方向Ｄ１，Ｄ２に沿った当該拡散部材４０と光源２２との相対位置に依存することなく、一定の配光特性を有するようになる。すなわち、積層方向Ｄ３に垂直な方向Ｄ１，Ｄ２に沿った拡散部材４０と光源２２との位置決めを行うことなく、面光源装置２０を組み立てることができる。すなわち、アライメントフリーにより、拡散部材４０を光源２２上に配置することができる。

このような寸法を有した単位光学要素６６の配列ピッチは、０．０１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下でもよい。面光源装置２０に適用した際に拡散部材４０の出光側面４０ｂ上での照度の面内分布を効果的に均一化する観点から、単位光学要素６６の配列ピッチは、好ましくは０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、より好ましくは０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。

また、図９～図１２から理解され且つ後述するシミュレーションの特にサンプル３の結果でも実証されているように、マイクロレンズ６５は、積層方向Ｄ３からの観察において、要素面６７への法線方向ＮＤに光を拡散させる。言い換えると、マイクロレンズ６５は、積層方向Ｄ３から観察される要素面６７の法線方向ＮＤに光を誘導する。一方、図２から理解され得るように、複数の光源２２の配置間隔は、光源２２の配列方向に沿って短くなるが、光源２２の配列方向と非平行な方向に長くなる。したがって、照度の面内分布を均一化する観点において、好ましくは、単位光学要素６６は、積層方向Ｄ３からの観察において複数の光源２２の配列方向と非平行となる法線方向ＮＤを有した要素面６７を含む。より好ましくは、単位光学要素６６は、積層方向Ｄ３からの観察において複数の光源２２の配列方向に対して３５°以上５５°以下の角度で傾斜した法線方向ＮＤを有して要素面６７を含んでいる。このような配置によれば、単位光学要素６６での反射や屈折によって、複数の光源２２の配列方向と非平行な方向に光を効果的に拡散させることができる。これにより、照度の面内分布をより効果的に均一化できる。

例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに示された例において、単位光学要素６６は四つの要素面６７を有している。積層方向Ｄ３から観察した場合、四つの要素面６７の法線方向ＮＤは、いずれも、光源２２の配列方向である第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に対して４５°傾斜する。図３に示すように、光源２２を正方配列した場合、近接する四つの光源２２の中心となる位置ＣＰ（図３参照）が、最も暗くなりやすい。四つの光源２２は、一つの配列方向Ｄ１に隣り合う二つの光源２２Ａと、当該二つの光源２２Ａにそれぞれ他の配列方向Ｄ２における一側から隣り合う他の二つの光源２２Ｂと、を含んでいる。図１４Ａ及び図１４Ｂに示された例では、この最も暗くなる傾向がある位置ＣＰに向けて効率的に光を誘導して、照度の面内分布を効果的に均一化できる。

上述したように、単位光学要素６６の寸法と光源２２の寸法の大きさを調節しておくことで、積層方向Ｄ３に垂直な方向における光源２２とマイクロレンズ６５との位置決めを不要にできる。その一方で、直前で説明したように、単位光学要素６６に含まれる要素面６７への法線方向ＮＤを、光源２２の配列方向に対し、非平行となるように位置決めすることが有効である。この点から、拡散部材４０が配置されるべき方向を示す表示４２（図１参照）を当該拡散部材４０に設けてもよい。表示４２は、いわゆるアライメントマークとして機能する。拡散部材４０に設けられた表示４２は、要素面６７の法線方向ＮＤの方向を表示してもよい。或いは、表示４２は、光源２２又は支持基板２５に対して当該拡散部材４０を配置すべき好ましい方向を表示してもよい。或いは、図１に示すように、表示４２は、拡散部材４０に対して好ましい光源２２の配列方向を表示してもよい。また、光源２２の配列方向に関連した表示が支持基板２５に設けられ、支持基板２５の表示および拡散部材４０の表示４２に基づき、拡散部材４０を光源２２の配列に対して適切な向きに位置決めしてもよい。

また、光拡散部５０は、複数の光源２２の配列方向と非平行な方向に配列された複数の単位光学要素６６を有するマイクロレンズ６５を含んでもよい。すなわち、複数の単位光学要素６６の配列方向は、複数の光源２２の配列方向と非平行でもよい。このような配置によれば、単位光学要素６６の配列と光源２２の配列との重ね合わせに起因したモアレを効果的に目立たなくすることができる。

以上において、光拡散部５０に用いられ得る回折光学素子６０及びマイクロレンズ６５について説明した。しかしながら、回折光学素子６０及びマイクロレンズ６５は、例示に過ぎず、光透過性および光拡散性の両方を有する他の要素等を、光拡散部５０として用いてもよい。とりわけ上述した光透過性および光拡散性の具体的な特性を有する要素を、光拡散部５０として好適に用いてもよい。他の光拡散部５０の一例として、光透過性の母材と、母材中に分散した光拡散性粒子と、を有する光学シート等を、光拡散部５０として用いてもよい。

次に、光反射部７０について説明する。光反射部７０は、積層方向Ｄ３における光拡散部５０の光源２２とは反対側に位置している。光反射部７０は、可視光を反射する光反射性を有している。光反射部７０の反射率及び透過率は、入射角に依存して変化する。

０°の入射角で入射する特定波長の光の光反射部７０での透過率は、０°より大きい或る入射角で入射する特定波長の光の光反射部７０での透過率よりも、小さい。すなわち、垂直入射する特定波長光の光反射部７０での透過率は、少なくとも或る一つの斜め方向から入射する特定波長光の光反射部７０での透過率よりも、小さい。０°の入射角で入射する特定波長の光の光反射部７０での反射率は、０°より大きい或る入射角で入射する特定波長の光の光反射部７０での反射率よりも、大きい。すなわち、垂直入射する特定波長光の光反射部７０での反射率は、少なくとも或る一つの斜め方向から入射する特定波長光の光反射部７０での反射率よりも、大きい。光反射部７０は、選択光反射部、光透過部、選択光透過部とも表記できる。

一例として、光反射部７０は、０°の入射角で入射する特定波長の光を８０％以上の反射率で反射する。光反射部７０は、０°の入射角で入射する特定波長の光を２０％未満の透過率で透過する。また、光反射部７０は、絶対値で４５°よりも大きい入射角で入射する少なくとも一部の特定波長の光を５０％よりも低い反射率で反射する。光反射部７０は、絶対値で４５°よりも大きい入射角で入射する少なくとも一部の特定波長の光を５０％以上の透過率で透過する。光反射部７０は、反射率の入射角依存性を有している。また、光反射部７０は、透過率の入射角依存性を有している。

図１７は、光反射部７０が有する入射角に応じた反射特性および透過特性の一例を示すグラフである。図１７に示された光反射部７０の特性において、光反射部７０への入射角の絶対値が小さくなるにつれて、光反射部７０における特定波長の光の反射率は大きくなる。入射角が絶対値で７０°以上９０°未満の特定波長の光の光反射部７０での反射率は、７０％未満でもよく、６０％未満でもよく、５０％未満でもよい。入射角が絶対値で６０°以下である特定波長の光の光反射部７０での反射率は、５０％以上１００％未満でもよく、８０％以上１００％未満でもよく、９０％以上１００％未満でよい。入射角が０°である特定波長の光の光反射部７０での反射率は、８０％以上１００％未満でもよく、９０％以上１００％未満でもよく、９５％以上１００％未満でもよい。

図１７に示された光反射部７０の特性において、光反射部７０への入射角の絶対値が小さくなるにつれて、光反射部７０における特定波長の光の透過率は小さくなる。入射角が絶対値で７０°以上９０°未満の特定波長の光の光反射部７０での透過率は、３０％以上でもよく、４０％以上でもよく、５０％以上でもよい。入射角が絶対値で６０°以下である特定波長の光の光反射部７０での透過率は、０％以上５０％未満でもよく、０％以上２０％未満でもよく、０％以上１０％未満でもよい。入射角が０°である特定波長の光の光反射部７０での透過率は、０％以上２０％未満でもよく、０％以上１０％未満でもよく、０％以上５％未満でもよい。

特定波長の光とは、面光源装置２０や拡散部材４０の用途に応じて適宜設定できる。典型的には、光源２２から射出する光又は面光源装置２０で発光に用いられる光を、特定波長の光としてもよい。特定波長の光を可視光としてもよい。「可視光」とは、波長３８０ｎｍ以上波長７８０ｎｍ以下の光を意味する。光反射部の反射率は、村上色彩技術研究所社製の変角光度計（ゴニオフォトメーター）ＧＰ－２００を用いて測定された値とする。光反射部の透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１－１：１９９７に準拠して測定された全光線透過率である。光反射部の透過率は、村上色彩技術研究所社製の変角光度計（ゴニオフォトメーター）ＧＰ－２００を用いて測定された値とする。

図１８は、光反射部の光学特性の他の例を示すグラフである。図１８に示された光学特性を有する光反射部は、図１７に示された光学特性を有する光反射部と異なる。図１８は、青色光である４５０ｎｍの波長を有した光についての光反射部の反射特性および透過特性を示すグラフである。

１８に示すように、入射角が絶対値で０°以上３０°以下である特定波長の光の光反射部７０での反射率は、８０％以上でもよく、９０％以上でよく、９５％以上でもよい。入射角が絶対値で０°以上４５°以下である特定波長の光の光反射部７０での反射率は、８０％以上でもよく、８５％以上でもよく、９０％以上でもよい。このような反射特性によれば、光拡散部５０との組合せにより、光源２２の直上となる領域における照度が高くなり過ぎることを効果的に防止し、照度の面内分布を効果的に均一化できる。

図１８に示すように、入射角が絶対値で０°以上３０°以下である特定波長の光の光反射部７０での透過率は、２０％未満でもよく、１０％未満でよく、５％未満でもよい。入射角が絶対値で０°以上４５°以下である特定波長の光の光反射部７０での透過率は、２０％未満でもよく、１５％未満でもよく、１０％未満でもよい。このような透過特性によれば、光拡散部５０との組合せにより、光源２２の直上となる領域における照度が高くなり過ぎることを効果的に防止し、照度の面内分布を効果的に均一化できる。

図１８に示すように、絶対値で４５°以上７５°以下となる或る入射角で入射する特定波長の光の光反射部７０での反射率が５０％でもよい。絶対値で５０°以上６０°以下となる或る入射角で入射する特定波長の光の光反射部７０での反射率が５０％でもよい。入射角の絶対値が５０°以上６０°以下となる範囲で増加するにつれて、特定波長の光の光反射部での反射率が小さくなってもよい。積層方向Ｄ３に垂直な方向に光源２２から離間した領域では、積層方向Ｄ３に対して傾斜した方向に進む光が比較的に多くなる。したがって、これらのような反射特性によれば、光拡散部５０の拡散特性との組合せにより、光源２２から離間した領域での照度を高くして、照度の面内分布を効果的に均一化できる。

図１８に示すように、絶対値で４５°以上７５°以下となる或る入射角で入射する特定波長の光の光反射部７０での透過率が５０％でもよい。絶対値で５０°以上６０°以下となる或る入射角で入射する特定波長の光の光反射部７０での透過率が５０％でもよい。入射角の絶対値が５０°以上６０°以下となる範囲で増加するにつれて、特定波長の光の光反射部での透過率が大きくなってもよい。積層方向Ｄ３に垂直な方向に光源２２から離間した領域では、積層方向Ｄ３に対して傾斜した方向に進む光が比較的に多くなる。したがって、これらのような透過特性によれば、光拡散部５０の拡散特性との組合せにより、光源２２から離間した領域での照度を高くして、照度の面内分布を効果的に均一化できる。

図１９及び図２０は、光反射部の光学特性の更に他の例を示すグラフである。図１９及び図２０に示された光学特性を有する光反射部は、図１８に示された光学特性を有する光反射部と異なり、図１８に示された光学特性を有する光反射部とも異なる。図１９及び図２０は、青色光である４５０ｎｍの波長を有した光についての光反射部の透過特性を示すグラフである。

図１９及び図２０に示すように、入射角が絶対値で０°以上３０°以下である特定波長の光の光反射部７０での透過率は、１５％未満でもよく、８％未満でよく、３％未満でもよい。入射角が絶対値で０°以上４５°以下である特定波長の光の光反射部７０での透過率は、５０％未満でもよく、４０％未満でもよく、３０％未満でもよい。このような透過特性によれば、光拡散部５０の拡散特性との組合せにより、光源２２の直上となる領域における照度が高くなり過ぎることを効果的に防止し、照度の面内分布を効果的に均一化できる。

入射角が絶対値で０°以上３０°以下である特定波長の光の光反射部７０での反射率は、８５％以上でもよく、９２％以上でよく、９７％以上でもよい。入射角が絶対値で０°以上４５°以下である特定波長の光の光反射部７０での反射率は、５０％以上でもよく、６０％以上でもよく、７０％以上でもよい。このような反射特性によれば、光拡散部５０の拡散特性との組合せにより、光源２２の直上となる領域における照度が高くなり過ぎることを効果的に防止し、照度の面内分布を効果的に均一化できる。

図１９及び図２０に示すように、絶対値で４０°以上６０°以下となる或る入射角で入射する特定波長の光の光反射部７０での透過率が５０％でもよい。絶対値で４５°以上５５°以下となる或る入射角で入射する特定波長の光の光反射部７０での透過率が５０％でもよい。入射角の絶対値が３０°以上６０°以下となる範囲で増加するにつれて、特定波長の光の光反射部での透過率が大きくなってもよい。入射角の絶対値が５０°以下となる範囲で増加するにつれて、特定波長の光の光反射部での透過率が大きくなってもよい。積層方向Ｄ３に垂直な方向に光源２２から離間した領域では、積層方向Ｄ３に対して傾斜した方向に進む光が比較的に多くなる。したがって、これらのような反射特性を有する光反射部７０の反射特性によれば、光拡散部５０の拡散特性との組合せにより、光源２２から離間した領域での照度を高くして、照度の面内分布を効果的に均一化できる。

絶対値で４０°以上６０°以下となる或る入射角で入射する特定波長の光の光反射部７０での反射率が５０％でもよい。絶対値で４５°以上５５°以下となる或る入射角で入射する特定波長の光の光反射部７０での反射率が５０％でもよい。入射角の絶対値が３０°以上６０°以下となる範囲で増加するにつれて、特定波長の光の光反射部での反射率が小さくなってもよい。入射角の絶対値が５０°以下となる範囲で増加するにつれて、特定波長の光の光反射部での反射率が小さくなってもよい。積層方向Ｄ３に垂直な方向に光源２２から離間した領域では、積層方向Ｄ３に対して傾斜した方向に進む光が比較的に多くなる。したがって、これらのような反射特性を有する光反射部７０の反射特性によれば、光拡散部５０の拡散特性との組合せにより、光源２２から離間した領域での照度を高くして、照度の面内分布を効果的に均一化できる。

光反射部７０は、光拡散部５０と積層方向Ｄ３に重ねられる。光反射部７０と光拡散部５０が接着や粘着等によって接合されていない場合、例えば、光反射部７０及び光拡散部５０が単純に重ね置きされている場合、光反射部７０は、光拡散部５０に対面するマット面を有してもよい。すなわち、光反射部７０の入光側面をマット面としてもよい。光反射部７０にマット面を付与することによって、光反射部７０と光拡散部５０が貼り付いてしまうことを抑制できる。また、マット面の光散乱性によって、放射強度の角度分布の変化を効果的に滑らかにできる。

光反射部７０としては、反射率の入射角依存性および透過率の入射角依存性を有するものであれば、特に限定されない。光反射部７０として、反射型の体積ホログラム、コレステリック液晶構造層、再帰反射フィルム、反射型の回折光学素子を用いることができる。とりわけ、反射特性及び透過特性の設計自由度が比較的高い誘電体多層膜が、光反射部７０として好適である。また、波長依存性が低いことから、構造的に反射率の入射角依存性および透過率の入射角依存性を付与された反射構造体も、光反射部７０として好適である。

光反射部７０をなす誘電体多層膜として、屈折率の異なる無機層が交互に積層された無機化合物の多層膜を用いてもよい。光反射部７０をなす誘電体多層膜として、屈折率の異なる樹脂層が交互に積層された樹脂の多層膜を用いてもよい。

無機化合物の多層膜としての誘電体多層膜は、例えば、ＣＶＤ法、スパッタリング法、真空蒸着法、または湿式塗工法等により、高屈折率無機層と低屈折率無機層とを交互に積層することによって得られる。無機化合物の多層膜の厚みは０．５μｍ以上１０μｍ以下でもよい。高屈折率無機層に含まれる無機化合物の屈折率は１．７以上２．５以下でもよい。高屈折率無機層に含まれる無機化合物として、酸化チタン、酸化ジルコニウム、五酸化タンタル、五酸化ニオブ、酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化インジウムを主成分としてもよい。高屈折率無機層に含まれる無機化合物として、前記主成分に、酸化チタン、酸化スズ、酸化セリウム等を少量含有させてもよい。低屈折率無機層に含まれる無機化合物の屈折率は１．２以上１．６以下でもよい。低屈折率無機層に含まれる無機化合物として、シリカ、アルミナ、フッ化ランタン、フッ化マグネシウム、六フッ化アルミニウムナトリウム等が例示される。

樹脂の多層膜としての誘電体多層膜は、例えば熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂の層を多数含んでいる。熱可塑性樹脂は、成形性に優れる点において好ましい。樹脂層には、各種添加剤、例えば、酸化防止剤、帯電防止剤、結晶核剤、無機粒子、有機粒子、減粘剤、熱安定剤、滑剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、屈折率調整のためのドープ剤等が添加されてもよい。

屈折率が異なる樹脂層のうち、屈折率が高い高屈折率樹脂層と屈折率が低い低屈折率樹脂層との面内平均屈折率の差は、好ましくは０．０３以上でよく、より好ましくは０．０５以上でもよく、さらに好ましくは０．１以上でもよい。上記面内平均屈折率の差が大ききいと、所望の反射率および透過率を容易に実現できる。

高屈折率樹脂層の面内平均屈折率と厚み方向屈折率との差は、好ましくは０．０３以上でもよい。低屈折率樹脂層の面内平均屈折率と厚み方向屈折率との差は、好ましくは０．０３以下でもよい。この例によれば、入射角が大きくなっても、反射ピークの反射率の低下が起こりにくい。

高屈折率樹脂層および低屈折率樹脂層の積層数は、光反射部７０に要求される反射特性や透過特性に応じて調整される。例えば、高屈折率樹脂層と低屈折率樹脂層は、交互にそれぞれ３０層以上積層してもよいし、交互にそれぞれ２００層以上積層してもよい。高屈折率樹脂層および低屈折率樹脂層の総積層数は、例えば６００層以上でもよい。積層数が少なすぎると、十分な反射率が得られなくなる場合がある。また、積層数が上記範囲であることにより、所望の反射率および透過率を容易に得ることができる。

誘電体多層膜を構成する樹脂の多層膜は、片面に又は両面に、厚み３μｍ以上のポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートを含有する表面層を有してもよい。表面層の厚みは５μｍ以上でもよい。表面層によれば、上記の樹脂の多層膜の表面が保護され得る。

誘電体多層膜を構成する樹脂の多層膜の製造方法として、共押出法等が採用されてもよい。具体的には、特開２００８－２００８６１号公報に記載の積層フィルムの製造方法を採用してもよい。

誘電体多層膜を構成する樹脂の多層膜としては、市販の積層フィルムを用いることができ、例えば、東レ株式会社製のピカサス（登録商標）、３Ｍ社製のＥＳＲ等が挙げられる。

次に、図２１～図２４を参照して、光反射部７０をなす反射構造体７１について説明する。図２１及び図２２は、それぞれ、反射構造体７１の第１例を示す縦断面図又は平面図である。図２３及び図２４は、それぞれ、反射構造体７１の第２例を示す縦断面図又は平面図である。なお、以下の反射構造体７１の第１例および第２例の説明において、同一に構成され得る部分には同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。

図２１及び図２２に示された反射構造体７１は、透過性基板７２と、透過性基板７２の入光側面に設けられた第１反射層７３と、透過性基板７２の出光側面に設けられた第２反射層７４と、を有している。透過性基板７２は、少なくとも特定波長の光、例えば光源２２から射出する光又は面光源装置２０で発光に用いられる光に対し、光透過性を有している。透過性基板７２は、好ましくは、可視光透過性を有している。透過性基板７２は、例えば樹脂製フィルムによって形成される。第１反射層７３及び第２反射層７４は、少なくとも特定波長の光、例えば光源２２から射出する光又は面光源装置２０で発光に用いられる光に対し、光反射性を有している。第１反射層７３及び第２反射層７４は、好ましくは、可視光反射性を有している。第１反射層７３及び第２反射層７４は、例えば透過性基板７２上に形成された金属薄膜を含む。第１反射層７３及び第２反射層７４での反射は、正反射であってもよいし、拡散反射であってもよいし、異方性拡散反射であってもよい。第１反射層７３には、複数の第１開口７３ａが設けられている。同様に、第２反射層７４には、複数の第２開口７４ａが設けられている。第１開口７３ａ及び第２開口７４ａは、明るさのむらを生じさせないよう、十分小さく、十分短いピッチで配列されている。

図２１及び図２２に示すように、第１開口７３ａ及び第２開口７４ａは、積層方向Ｄ３からの観察において重ならない位置に配置されている。図示された例において、第１開口７３ａ及び第２開口７４ａは、積層方向Ｄ３に垂直な方向において異なる位置に配置されている。より具体的には、第１開口７３ａ及び第２開口７４ａは、それぞれ、互いに同一のピッチで正方配列されているが、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に半ピッチ分ずらして位置決めされている。

図２１に示すように、反射構造体７１の第１例では、大きな入射角で入射し且つ第１反射層７３の第１開口７３ａに入射した光Ｌ２１１，Ｌ２１２は、第２反射層７４の第２開口７４ａに直接向かうことによって、或いは、第１反射層７３及び第２反射層７４で反射して第２反射層７４の第２開口７４ａに向かうことによって、反射構造体７１を透過することができる。一方、反射構造体７１に小さな入射角で入射した光Ｌ２１３は、たとえ第１反射層７３の第１開口７３ａに進んだとしても、第１開口７３ａに対面する第２反射層７４で反射して積層方向Ｄ３における進行方向折り返し、反射構造体７１から光拡散部５０側に進み出る。また、入射角に依存せず第１反射層７３に入射した光Ｌ２１４は、第１開口７３ａで反射して、再び、積層方向Ｄ３における光拡散部５０側へ進む。

次に、図２３及び図２４に示された反射構造体７１は、第１例と同様に、光透過性の透過性基板７２を有している。透過性基板７２上の光拡散部５０側には、突出要素７５が分散して配置されている。突出要素７５は、透過性基板７２から積層方向Ｄ３における光拡散部５０側に突出している。突出要素７５は、第１反射層７３によって被覆された先端面７５ａと、先端面７５ａに隣接して透過性基板７２の入光側面まで延びる側面７５ｂと、を有している。また、透過性基板７２の入光側面のうちの突出要素７５が設けられていない領域には、第２反射層７４が設けられている。第１反射層７３及び第２反射層７４は、第１例と同様に、反射特性を有している。そして、図２３及び図２４に示された例において、突出要素７５の側面７５ｂは、積層方向Ｄ３に切り立ち、第１反射層７３及び第２反射層７４の間において第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に向けて露出している。

図２３に示すように、反射構造体７１の第１例では、突出要素７５の側面７５ｂに入射する光Ｌ２３１は、反射構造体７１を透過することができる。側面７５ｂは積層方向Ｄ３に切り立っているため、側面７５ｂに入射する光の入射角は大きくなる。一方、入射角に依存することなく、側面７５ｂ以外の第１反射層７３及び第２反射層７４に入射する光Ｌ２３２，Ｌ２３３は、反射して、再び、積層方向Ｄ３における光拡散部５０側へ進む。

図２１～図２４に示された光反射部７０をなす反射構造体７１によれば、入射角が大きい光のみを透過させることができる。とりわけ、アルミニウム等の安価で普及した材料を用いて作製される第１反射層７３及び第２反射層７４が可視光反射性を有するので、可視光の全域に対し、入射角依存性を有した反射特性を実現することができる。

次に、以上のような構成を有する拡散部材４０を用いた面光源装置２０で面状光を生成する際の作用について、主として、図２５～図２８を参照して、説明する。なお、図２５～図２８においては、矢印の方向に進む光の光量を当該矢印の太さで示している。

図２５に示すように、まず、光源２２から光ＬＰ１が射出する。図２５～図２８に示された例において、光源２２は青色光である波長４５０ｎｍの光ＬＰ１を射出し、光反射部７０は光源２２から射出した光に対して上述の反射特性を有する。一般的な光源２２を用いた場合、積層方向Ｄ３に向けて多量の光ＬＰ１が射出される。この光ＬＰ１は、拡散部材４０の光拡散部５０に入射する。光拡散部５０は、光透過性および光拡散性を有している。光ＬＰ１は、光拡散部５０を透過し拡散される。

なお、光拡散部５０が、図５及び図６に示された拡散特性を有する場合、積層方向Ｄ３に進む光ＬＰ１の多くが、積層方向Ｄ３に対して傾斜した方向に進むようになる。

次に、図２６に示すように、光拡散部５０で拡散された光ＬＰ２，ＬＰ３は、光拡散部５０の光反射部７０に向かう。例えば、光反射部７０は、０°の入射角で入射する光を８０％以上の反射率で反射し得る。その一方で、光反射部７０は、絶対値で４５°よりも大きい入射角で入射する少なくとも一部の光を５０％の反射率で反射し得る。すなわち、光反射部７０は、積層方向Ｄ３に対して非常に大きく傾斜した光ＬＰ３のみを透過させ、その他の光ＬＰ２を反射する。光源２２に正対する位置とその周囲とを含む領域、すなわち光源２２の直上となる領域では、多量の光が積層方向Ｄ３に対して大きく傾斜しない方向に進む傾向が生じる。この光反射部７０の反射特性によれば、入射角が小さい光が多量に光反射部７０を透過することを抑制できる。

とりわけ、光拡散部５０で拡散された光の放射強度ピークが現れるピーク角で光反射部７０へ入射する光ＬＰ２を、光反射部７０が８０％以上の反射率で反射する場合、光源２２の直上が明るくなること、すなわち光源２２の像が感知されることを抑制できる。例えば、図６に示された拡散特性を有する光拡散部５０を用いた場合、出射角が２０°～５０°となる方向に多量の光が進む。そして、図１７や図１８に示された反射特性を有する光反射部７０は、光拡散部５０から出射角が２０°～５０°となる方向に出射した光を９０％以上の反射率で反射する。つまり、光源２２から射出して拡散部材４０に進んだ光ＬＰ１の多くが少なくとも一度、光反射部７０で反射される。したがって、光源２２の直上領域が明るくなることを極めて効果的に抑制できる。

次に、図２７に示すように、光反射部７０で反射した光ＬＰ２は、再び光拡散部５０を拡散透過し、積層方向Ｄ３に対して更に大きく傾斜した方向に進むようになる。すなわち、光反射部７０で反射した光ＬＰ２は、光拡散部５０を二度拡散透過することによって、積層方向Ｄ３に対して大きく傾斜した方向に進む。結果として、光拡散部５０を二度拡散透過した光ＬＰ４は、積層方向Ｄ３に垂直な方向に進む。図示された例において、光ＬＰ４は第１方向Ｄ１に光源２２から離間するように進む。その後、図２７に示すように、光拡散部５０を二度拡散透過した光ＬＰ４は、光源２２を支持する支持基板２５で反射する。次に、光ＬＰ５は、積層方向Ｄ３に垂直な方向において光源２２から更に離間するように進み、積層方向Ｄ３において再び拡散部材４０に向かう。

図２８に示すように、次に、再び拡散部材４０に向かう光ＬＰ５は、光拡散部５０を拡散透過して拡散される。光拡散部５０で拡散された光ＬＰ６の多くは、その後、光反射部７０に向かう。このような光ＬＰ６のうちの光反射部７０への入射角が大きい光は、光反射部７０を透過する。一方、光反射部７０への入射角が小さい光は、再度、光反射部７０で反射することになる。

以上のように、光拡散部５０の光拡散透過性と光反射部７０の光反射性との組合せによって、光源２２の配光特性に大きく制約されることなく、光源２２から射出した光を積層方向Ｄ３に直交する方向に効果的に広げることができる。これにより、光源２２の存在に起因した明るさのむらを効果的に解消すること、すなわち光源２２の像を効果的に目立たなくできる。このような拡散部材４０の光拡散性により、面光源装置２０を大幅に薄型化することも可能となる。結果として、面光源装置２０の薄型化を図りながら、光反射部７０の出光側となる面上の各位置での照度を効果的に均一化すること、すなわち照度の面内分布を効果的に均一化できる。

ここで、本件発明者らが行ったシミュレーション結果について説明する。シミュレーションの対象は、サンプル１～７に係る面光源装置とした。シミュレーションは、Ｓｙｎｏｐｓｙｓ社製のＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓによる光線追跡シミュレーションを実施した。

サンプル１～５については、図２５～図２８に示された面光源装置２０とした。サンプル１～５に係る面光源装置２０は、光源２２と、光源２２を支持する支持基板２５と、光源２２及び支持基板２５と積層方向Ｄ３に対面して配置された拡散部材４０と、を有するようにした。光源２２は、発光ダイオードを支持基板２５上に一つ配置した。支持基板２５の表面での反射は、反射率９５％の拡散反射とした。

サンプル１～５に係る面光源装置２０において、拡散部材４０は、光拡散部５０及び光反射部７０を光源側からこの順番で有するようにした。サンプル１～５に係る面光源装置２０の間で共通して、光反射部７０は、図１７に示す反射特性及び透過特性を有する誘電体多層膜とした。サンプル１に係る面光源装置２０において、光拡散部５０は、図６に示された拡散特性を有する回折光学素子６０とした。サンプル２に係る面光源装置２０において、光拡散部５０は、図１３Ａ及び図１３Ｂを参照して説明した形状、寸法、配列等の構成を有するマイクロレンズ６５とした。サンプル３に係る面光源装置２０において、光拡散部５０は、図１４Ａ及び図１４Ｂを参照して説明した形状、寸法、配列等の構成を有するマイクロレンズ６５とした。サンプル４に係る面光源装置２０において、光拡散部５０は、図１５Ａ及び図１５Ｂを参照して説明した形状、寸法、配列等の構成を有するマイクロレンズ６５とした。サンプル５に係る面光源装置２０において、光拡散部５０は、図１６Ａ及び図１６Ｂを参照して説明した形状、寸法、配列等の構成を有するマイクロレンズ６５とした。

サンプル１～５に係る面光源装置２０において、拡散部材４０の積層方向Ｄ３に沿った厚みは２００μｍとした。また、サンプル１～５に係る面光源装置２０において、光源２２の拡散部材４０に対面する面から拡散部材４０の光源２２に対面する入光側面までの積層方向Ｄ３に沿った距離ＤＸ（図２参照）を０．５ｍｍとした。

サンプル６は、サンプル１～５における拡散部材４０を、恵和株式会社製の光拡散シート「オルパスＢ９１０」に代えた点を除き、サンプル１～５と同様とした。サンプル６に係る面光源装置において、光源の拡散部材に対面する面から光拡散シートの光源に対面する入光側面までの積層方向に沿った距離を０．５ｍｍとした。光拡散シートの厚みは１００μｍとした。

サンプル７は、サンプル１～５における拡散部材４０を除いた点を除き、サンプル１～５と同様とした。つまり、サンプル７に係る面光源装置は、支持基板２５と、支持基板２５上に支持された光源２２と、のみを有するようにした。

サンプル１～５について、光源２２を発光した状態で、支持基板２５の拡散部材４０に対面する面から１ｍｍ離間した位置に第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に広がる仮想面としての受光面を設定し、この受光面上の各位置での照度をシミュレーションした。照度の計算は、光源２２が中心となる第１方向Ｄ１に６ｍｍ及び第２方向Ｄ２に６ｍｍの長さを有する受光面上の領域とした。つまり、積層方向Ｄ３への投影において、６ｍｍ×６ｍｍの面積を有した受光面の中心に光源２２が位置するようにした。サンプル１～５に係る面光源装置２０について計算された受光面上での照度の面内分布を、それぞれ、図２９Ａ～図２９Ｅに示す。

同様の条件で、サンプル６及び７に係る面光源装置についても、サンプル１～５と同様の受光面を設定し、受光面上での照度の面内分布を計算した。サンプル６及び７に係る面光源装置について計算された受光面上での照度の面内分布を、それぞれ、図２９Ｆ及び図２９Ｇに示す。

図２９Ａ～図２９Ｇは、６ｍｍ×６ｍｍの面積を有した受光面上での照度の面内分布を示す図とともに、受光面上の第３方向Ｄ３に光源２２と対面する位置を通過する第１方向Ｄ１に沿った直線上となる各位置での照度を示すグラフと、を示している。面内分布を示す図では、受光面上となる各位置での照度を色によって表現しており、色が薄い位置における照度が高くなっていた。図２９Ａ～図２９Ｇに示された結果は、各サンプル内の各位置での相対照度を示しており、異なるサンプル間での照度を比較していない。

シミュレーション結果によれば、サンプル１～５では、光源２２と拡散部材４０との間の隙間を、特許文献１（ＪＰ６２９９８１１Ｂ）の略２．５ｍｍと比較して極めて短い、０．５ｍｍとしたにもかかわらず、光源から第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２にそれぞれ３ｍｍ離間した領域における照度の面内分布を良好に均一化することができた。この点から、本実施の形態による拡散部材４０を面光源装置２０した場合に、照度の面内分布を十分に均一化しながら面光源装置２０を大幅に薄型化し得ることが確認された。また、マイクロレンズ６５を用いたサンプル２～５に係る面光源装置２０では、積層方向Ｄ３からの観察方向において、要素面６７の法線方向ＮＤに沿った方向へ光を効果的に誘導し得ることが確認された。

以上に説明してきた一実施の形態において、拡散部材４０は光拡散部５０及び光反射部７０をこの順で有している。この一実施の形態による拡散部材を面光源装置に適用した場合、光拡散部５０での光透過性及び光拡散性と光反射部７０での反射特性との組合せによって、光源２２から射出した光を積層方向Ｄ３に直交する方向に効果的に広げることできる。これにより、面光源装置の薄型化を図りながら、光源２２の存在に起因した明るさのむらを効果的に解消すること、すなわち光源２２の像を効果的に目立たなくさせることができる。結果として、面光源装置２０の薄型化を図りながら、拡散部材４０の出光側となる出光側面４０ｂ上の各位置での照度を効果的に均一化すること、すなわち照度の面内分布を効果的に均一化することができる。

上述した一実施の形態の第１具体例において、０°の入射角で光線が光拡散部５０に入射した場合における光拡散部５０の光反射部７０に対面する出光側面での放射強度は出射角が０°以外となるピーク角に放射強度ピークを有する。そして、絶対値で０°以上ピーク角以下となる入射角で光反射部７０に入射する特定波長の光の光反射部７０での反射率は５０％以上、より好ましくは８０％以上となる。この例によれば、０°の入射角で光拡散部５０に入射して光拡散部５０で拡散された光の多くのが、光反射部７０を透過することなく光反射部７０で反射される。すなわち、光源２２から射出した光の多くが、光反射部７０で一回以上反射されて積層方向Ｄ３における進行方向を折り返すようになる。これにより、光源２２から射出した光が積層方向Ｄ３に直交する方向に進むことが促進される。このように光反射部７０での反射を促進することによって、照度の面内分布を均一化しながら、積層方向Ｄ３に沿った光源２２と拡散部材４０との距離ＤＸを短くできる。つまり、面光源装置２０の薄型化を図りながら、光源２２の存在に起因した明るさのむらを効果的に解消して、照度の面内部分を効果的に均一化できる。

上述した一実施の形態の一具体例として、特定波長を４５０ｎｍとすることができる。この例においては、出力の大きい青色光を発光する発光ダイオードを光源２２として用いることができる。また、蛍光体等を用いることで白色に発光させることも可能となる。

以上において、一実施の形態の第１具体例について説明してきた。次に、図３０～図３７を参照して、一実施の形態の第２具体例について説明する。第２具体例は、拡散部材４０が光学要素部１１０を有することにおいて、第１具体例と異なる。第２具体例は、光学要素部１１０以外の構成において、上述の第１具体例と同一の構成を採用し得る。以下の説明では、主として、光学要素部１１０について説明する。以下の第２具体例に関する説明および以下の説明で用いる図面では、上述した第１具体例と同様に構成され得る部分について、上述の具体例における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。

図３０に示すように、光学要素部１１０は、光反射部７０を基準として、拡散部材４０で拡散されるべき光の出光側に位置している。光学要素部１１０が拡散部材４０の出光側面４０ｂ形成している。光反射部７０及び光学要素部１１０は、互いに接合していてもよいし、単に接触しているだけであって接合していなくてもよく、さらには、互いから離間していてもよい。

上述の通り、光反射部７０の反射特性および透過特性は、入射角依存性を有している。光反射部７０は、低入射角度の光を反射し、積層方向Ｄ３に当該光の進行方向を折り返す。光反射部７０を透過した光の進行方向は、光反射部７０の反射特性および透過特性により、主として、積層方向Ｄ３に対して大きく傾斜した角度範囲内の方向となる。光学要素部１１０は、光反射部７０反射特性及び透過特性を補強する。光学要素部１１０は、光反射部７０からの入射光の一部を反射する。この光反射部７０及び光学要素部１１０の協働によって、照度の面内分布をより均一化できる。

具体的な構成として、図３０に示すように、光学要素部１１０は凹凸面１１２を有している。凹凸面１１２は、積層方向Ｄ３における光反射部７０と反対側を向いている。言い換えると、凹凸面１１２は、積層方向Ｄ３における出光側に向いている。光は、凹凸面１１２での屈折や反射により、進行方向を変化できる。光学要素部１１０は、他の部材と単に重ねられた又は他の部材と接着や粘着により接合された光学シート１１５を含んでもよく、光学シート１１５でもよく、光学シート１１５、部材および構造体等の一部分でもよく、更には、光学シート１１５、部材および構造体等の面でもよい。図３０に示された例において、光学要素部１１０は、光反射部７０に接合している。図３０に示された例において、光拡散部５０、光反射部７０及び光学要素部１１０は、接合されており、一体的に取り扱いできる。

なお、上述の光拡散部５０の凹凸面５２と区別するため、光拡散部５０の凹凸面を第１凹凸面５２と呼び、光学要素部１１０の凹凸面を第２凹凸面１１２と呼ぶこともある。光反射部７０及び光学要素部１１０は、凹凸面以外にも名称が同一の部分や要素を含んでいる。これらの部分や要素について、光拡散部５０の部分や要素に対して「第１」を付し、光学要素部１１０の部分や要素に対して「第２」を付すこともある。

光学要素部１１０は、光透過性を有している。光学要素部１１０が有する光透過性として、例えば、光学要素部１１０の全光線透過率が、好ましくは５０％以上であり、より好ましくは７０％以上であり、更に好ましくは９０％以上である。光学要素部１１０の全光線透過率を上記範囲内とすることによって、光源２２からの光の利用効率が改善される。加えて、光学要素部１１０を面光源装置２０に適用した際に拡散部材４０の出光側面４０ｂ上での照度の面内分布を効果的に均一化できる。したがって、光学要素部１１０は、光源２２から射出する光に対して又は面光源装置２０で発光に用いられる光に対して、高い透過性を有する材料を用いて作製される。なお、全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１－１：１９９７に準拠する方法により測定された値とする。

光学要素部１１０は、特に限定されることなく、凹凸面１１２を有する種々の構成を採用できる。図３１Ａ及び図３１Ｂに示すように、光学要素部１１０はマイクロレンズ１２５を含んでもよい。この例では、マイクロレンズ１２５が凹凸面１１２を形成する。単位光学要素１２６は、単位形状要素、単位プリズム、単位レンズと呼ばれる要素を含む概念である。単位光学要素１２６は、図３１Ａに示すように凸部１２８として構成されてもよい。単位光学要素１２６は、図３１Ｂに示すように凹部１２９として構成されてもよい。

図３１Ａ及び図３１Ｂに示された例において、光学要素部１１０は基部１１８を有している。基部１１８はシート状である。基部１１８は、積層方向Ｄ３に垂直な第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に広がっている。図３１Ａ及び図３１Ａに示された例において、基部１１８は光反射部７０に接合している。図３１Ａに示された例において、凸部１２８としての単位光学要素１２６が基部１１８上に設けられている。図３１Ｂに示された例において、凹部１２９としての単位光学要素１２６が基部１１８に形成されている。

図３１Ａ及び図３１Ｂに示すように、単位光学要素１２６は、積層方向Ｄ３に対して傾斜した要素面１２７を有している。要素面１２７によって単位光学要素１２６が画成されている。マイクロレンズ１２５は、単位光学要素１２６の要素面１２７によって形成された凹凸面１１２を有する。マイクロレンズ１２５は、この凹凸面１１２によって、入射光の進行方向を曲げることができる。

凹凸面１１２の光学特性は、単位光学要素１２６の要素面１２７の傾斜角度θｂに影響を受ける。したがって、単位光学要素１２６の断面形状は、面光源装置２０や光学要素部１１０に要求される光学特性に基づいて、適宜調節され得る。例えば、一つの単位光学要素１２６に含まれる複数の要素面１２７の傾斜角度θｂが互いに異なってもよいし、同一でもよい。マイクロレンズ１２５に含まれる複数の単位光学要素１２６が、形状、向き、大きさ等の構成において互いに異なってもよい。マイクロレンズ１２５に含まれる複数の単位光学要素１２６が、互いに同一の構成を有してもよい。

上述したように、光反射部７０を透過した光の進行方向は、光反射部７０の反射特性および透過特性により、主として、積層方向Ｄ３に対して大きく傾斜した角度範囲内の方向となる。光学要素部１１０は、光反射部７０反射特性及び透過特性を補強する。光学要素部１１０は、光反射部７０からの入射光の一部を反射する。この光反射部７０及び光学要素部１１０の協働によって、照度の面内分布をより均一化できる。このような光学要素部１１０の機能をより有効にする観点から、要素面１２７の法線方向ＮＤＡが積層方向Ｄ３に対してなす傾斜角度θｂは、２５°以下でもよく、２０°以下でもよく、１５°以下でもよい。傾斜角度θｂは、０°より大きくてもよい。光学要素部１１０の上述の機能を確保する観点から、傾斜角度θｂは、３°以上でもよく、５°以上でもよく、８°以上でもよい。

なお、各要素面１２７が平坦でないことも想定される。要素面１２７の傾斜角度θｂは、要素面１２７の積層方向Ｄ３における中心となる位置で特定されるものとする。凸部１２８としての要素面１２７については、要素面１２７のうちの基部１１８に接続する基端部と基部１１８から積層方向Ｄ３に最も離間した先端部との積層方向Ｄ３における中心となる位置において、傾斜角度θｂを特定する。凹部１２９としての要素面１２７については、要素面１２７のうちの光反射部７０へ積層方向Ｄ３に最も近接する基端部（最深部）と光反射部７０から積層方向Ｄ３に最も離間した先端部との積層方向Ｄ３における中心となる位置において、傾斜角度θｂを特定する。

さらに、図３１Ａ及び図３１Ｂに二点鎖線で示すように、要素面１２７がいくらか湾曲してもよい。単位光学要素１２６が、半球状等の球の一部分の外形状を有してもよいし、回転楕円体の一部分の外形状を有してもよい。単位光学要素１２６が曲面状の要素面１２７を含む場合、反射や屈折により、マイクロレンズ１２５を透過する光の光路が種々の方向に曲がる。これにより、照度の面内分布をより効果的に均一化できる。また、放射強度の角度分布の変化を効果的に滑らかにできる。

曲面状の要素面１２７と略同様の理由から、単位光学要素１２６は、マット面として形成された要素面１２７を含んでもよい。マット面としての要素面１２７は、光を種々の方向に散乱させる。これにより、照度の面内分布をより効果的に均一化できる。また、放射強度の角度分布の変化を効果的に滑らかにできる。

複数の単位光学要素１２６は、二次元配列されてもよい。すなわち、複数の単位光学要素１２６は、互いに非平行な二以上の方向に配列されてもよい。したがって、単位光学要素１２６の要素面１２７は、種々の方向を向く。結果として、二次元配列された単位光学要素１２６によって、光を種々の方向に誘導できる。複数の単位光学要素１２６は、不規則に配列されてもよいし、或いは、規則的に配列されてもよい。複数の単位光学要素１２６を規則的に配列することによって、マイクロレンズ１２５の設計が容易となり、且つ、単位光学要素１２６を隙間無く敷き詰めることが容易となる。

光学要素部１１０の第２単位光学要素１２６の配列や形状等の構成として、既に詳述した図１３Ａ～図１６Ｂに示すように、光拡散部５０に含まれる第１単位光学要素６６の配列や形状等の構成を採用してもよい。例えば、単位光学要素１２６の構成として、既に説明した図１３Ａ～図１６Ｂに示された構成を採用してもよい。図１３Ａ～図１６Ｂに示された四つの具体例において、単位光学要素１２６をなす錐体の頂点から底面への垂線は、いずれも、底面の重心を通過してもよい。なお、図１３Ａ～図１６Ｂに示された四つの具体例において、単位光学要素１２６は、基部１１８に形成された凹部１２９となっている。しかしながら、図１３Ａ～図１６Ｂに示された四つの具体例において、単位光学要素１２６は、積層方向Ｄ３において光源２２とは反対側に基部１１８から突出した凸部１２８であってもよい。

積層方向Ｄ３からの観察における単位光学要素１２６の寸法が大きいと、単位光学要素１２６の形状に起因した明るさのムラが視認されるようになる。この不具合を防止する観点から、単位光学要素１２６の積層方向Ｄ３に垂直な方向への最大長さは、好ましくは１．５ｍｍ以下であり、より好ましくは１ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．５ｍｍ以下である。

積層方向Ｄ３からの観察における単位光学要素１２６の寸法が大きくなると、光源２２に対して単位光学要素１２６を位置決めする必要が生じ得る。この点は、上述した光源２２に対して光拡散部５０の単位光学要素６６を位置決めする必要性と同様である。したがって、光拡散部５０の単位光学要素６６と同様に、光学要素部１１０の単位光学要素１２６を構成することが好ましい。すなわち、積層方向Ｄ３から観察した際に、互いに垂直な二方向のそれぞれにおいて、一つの単位光学要素１２６が、光源２２を三倍した寸法よりも小さい寸法を有することが好ましい。例えば、積層方向Ｄ３からの観察において、単位光学要素１２６は、好ましくは１．５ｍｍ四方の正方形よりも小さい寸法を有し、より好ましくは０．６ｍｍ四方の正方形よりも小さい寸法を有する。更に好ましくは、積層方向Ｄ３からの観察において、単位光学要素１２６の任意の方向に沿った寸法は、光源２２の当該方向に沿った寸法の三倍以下でもよい。

このような寸法を有した単位光学要素１２６の配列ピッチは、０．０１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下でもよい。面光源装置２０に適用した際に拡散部材４０の出光側面４０ｂ上での照度の面内分布を効果的に均一化する観点から、単位光学要素１２６の配列ピッチは、好ましくは０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、より好ましくは０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。

光学要素部１１０の凹凸面１１２は、積層方向Ｄ３からの観察において、要素面１２７への法線方向ＮＤＡに光を誘導する。したがって、照度の面内分布を均一化する観点において、好ましくは、凹凸面１１２は、積層方向Ｄ３からの観察において複数の光源２２の配列方向と非平行となる法線方向ＮＤＡを有した要素面１２７を含む。より好ましくは、単位光学要素１２６は、積層方向Ｄ３からの観察において複数の光源２２の配列方向に対して３５°以上５５°以下の角度で傾斜した法線方向ＮＤを有して要素面１２７を含んでいる。このような配置によれば、単位光学要素１２６での反射や屈折によって、複数の光源２２の配列方向と非平行な方向に光を誘導できる。これにより、照度の面内分布をより効果的に均一化することができる。例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに示され単位光学要素１２６の配列によれば、図３に示された配列の光源２２との組合せにおいて、照度の面内分布を効果的に均一化できる。上述した表示４２が要素面１２７の法線方向ＮＤＡの方向を表示してもよい。

また、光学要素部１１０は、複数の光源２２の配列方向と非平行な方向に配列された複数の単位光学要素１２６を有してもよい。すなわち、複数の単位光学要素１２６の配列方向は、複数の光源２２の配列方向と非平行でもよい。このような配置によれば、単位光学要素１２６の配列と光源２２の配列との重ね合わせに起因したモアレを効果的に目立たなくすることができる。

さらに、図３２に示すように、複数の単位光学要素１２６は、一次元配列されてもよい。この例において、複数の単位光学要素は一方向に配列され、各単位光学要素１２６は、一方向と非平行な他方向に線状に延びてもよい。例えば、図３２に示すように、各単位光学要素１２６は、一方向と垂直な他方向に線状に延びてもよい。各単位光学要素１２６は、他方向に直線状に延びてもよい。単位光学要素１２６の配列方向は、第１方向Ｄ１でもよく、第２方向Ｄ２でもよく、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の両方に非平行な方向でもよい。例えば、単位光学要素１２６の配列方向は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の両方に対して２５°以上６５°以下傾斜していてもよいし、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の両方に対して３５°以上５５°以下傾斜していてもよい。

線状の単位光学要素１２６の長手方向に直交する断面での断面形状は、特に限定されず、三角形形状や五角形形状等の多角形形状でもよく、多角形形状の一以上の角を面取りした形状でもよい。線状の単位光学要素１２６の配列ピッチは、既に上述したように設定してもよく、具体的には、０．０１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下でもよく、０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下でもよく、より好ましくは０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下でもよい。線状の単位光学要素１２６のその他の構成は、上述したマイクロレンズ１２５を構成する単位光学要素１２６の構成を採用できる。例えば、線状の単位光学要素１２６の要素面１２７や傾斜角度θｂは、２５°以下でもよく、２０°以下でもよく、１５°以下でもよい。傾斜角度θｂは、０°より大きくてもよい。傾斜角度θｂは、３°以上でもよく、５°以上でもよく、８°以上でもよい。線状の単位光学要素１２６の要素面１２７を曲面としてもよい。線状の単位光学要素１２６の要素面１２７をマット面としてもよい。単位光学要素１２６は、積層方向Ｄ３からの観察において複数の光源２２の配列方向に対して３５°以上５５°以下の角度で傾斜した法線方向ＮＤを有して要素面１２７を含んでいてもよい。

次に、以上の構成を有する拡散部材４０を用いた面光源装置２０で面状光を生成する際の作用について、主として、図３３～図３７を参照して、説明する。なお、図３３～図３６においては、矢印の方向に進む光の光量を当該矢印の太さで示している。図３３～図３７に示された例において、光源２２は、青色光である波長４５０ｎｍの光ＬＰ１を射出する。光反射部７０は、光源２２から射出した光に対して図１９及び図２０に示された特性を有する。

図３３に示すように、まず、光源２２から光ＬＰ１が射出する。光ＬＰ１は、光拡散部５０を透過し拡散される。次に、図３４に示すように、光拡散部５０で拡散された光ＬＰ２，ＬＰ３は、拡散部材４０の光反射部７０に向かう。光反射部７０は、積層方向Ｄ３に対して大きく傾斜した光ＬＰ３を透過させ、その他の光ＬＰ２を反射する傾向を持つ。光源２２に正対する位置とその周囲とを含む領域、すなわち光源２２の直上となる領域では、多量の光が積層方向Ｄ３に対して大きく傾斜しない方向に進む傾向が生じる。しかしながら、光反射部７０によって、入射角が小さい光が多量に光反射部７０を透過することを効果的に抑制できる。

光反射部７０で反射した光ＬＰ２は、図３５に示すように、再び光拡散部５０を拡散透過し、積層方向Ｄ３に対して更に大きく傾斜した方向に進むようになる。光拡散部５０を二度拡散透過した光ＬＰ４は、積層方向Ｄ３に垂直な方向に進み、光源２２から離間する。その後、光ＬＰ４は、光源２２を支持する支持基板２５で反射する。支持基板２５で反射した光ＬＰ５は、積層方向Ｄ３に垂直な方向において光源２２から更に離間するように進み、積層方向Ｄ３において再び拡散部材４０に向かう。

図３６に示すように、再び拡散部材４０に向かう光ＬＰ５は、光拡散部５０を拡散透過する。光拡散部５０で拡散された光ＬＰ６の多くは、その後、光反射部７０に向かう。光ＬＰ６のうちの光反射部７０への入射角が大きい光は、光反射部７０を透過する。一方、光反射部７０への入射角が小さい光は、再度、光反射部７０で反射する。

以上に説明した光反射部７０を透過するまでの光学作用は、上述した第１具体例で図２５～図２８を参照して説明した光学作用と同様である。すなわち、光拡散部５０の光拡散透過性と光反射部７０の光反射性との組合せによって、光源２２の配光特性に大きく制約されることなく、光源２２から射出した光を積層方向Ｄ３に垂直な方向Ｄ１、Ｄ２に効果的に広げることできる。これにより、光源２２の存在に起因した明るさのむらを効果的に解消すること、すなわち光源２２の像を効果的に目立たなくさせることができる。このような拡散部材４０の光拡散性により、面光源装置２０を大幅に薄型化することも可能となる。結果として、面光源装置２０の薄型化を図りながら、光反射部７０の出光側となる面上の各位置での照度を効果的に均一化すること、すなわち照度の面内分布を効果的に均一化することができる。

次に、光反射部７０を透過した光ＬＰ３、ＬＰ６は、拡散部材４０の光学要素部１１０に入射する。図３７に示すように、光学要素部１１０は、積層方向Ｄ３における光源２２から離間する出光側に、凹凸面１１２を有している。光学要素部１１０への入射光の一部Ｌ３７１は、凹凸面１１２で反射する。凹凸面１１２での反射光Ｌ３７１は、積層方向Ｄ３における進行方向を折り返し、積層方向Ｄ３における光源２２側へ向かう。この反射光Ｌ３７１は、光反射部７０を透過し且つ光拡散部５０を拡散透過して、支持基板２５で反射する。支持基板２５での反射光は、上述の反射光ＬＰ２と同様に、積層方向Ｄ３に垂直な方向において光源２２から離間した位置にて、拡散部材４０へ再入射できる。したがって、光学要素部１１０での反射により、光源２２から射出した光を積層方向Ｄ３に垂直な方向に効果的に広げることできる。これにより、明るさが不十分となりやすい光源２２から離間した領域での明るさを十分に確保できる。すなわち、光学要素部１１０での反射によって、光反射部７０の反射特性を補強し、照度の面内分布の均一化を更に促進できる。

光学要素部１１０への入射光の他の一部Ｌ３７２は、凹凸面１１２を通過する。光Ｌ３７２は、光学要素部１１０の凹凸面１１２によって形成された拡散部材４０の出光側面４０ｂから出射する。

以上のようにして、光源２２の存在に起因した明るさのむらを効果的に解消して、発光面２０ａ上での照度を効果的に均一化できる。とりわけ、光反射部７０の反射特性を光学要素部１１０で補強することによって、面光源装置２０の薄型化を図りながら、積層方向Ｄ３に垂直な方向へ光を誘導することできる。結果として、面光源装置２０の薄型化を図りながら、拡散部材４０の出光側面４０ｂ上の各位置での照度を効果的に均一化すること、すなわち照度の面内分布を効果的に均一化できる。

ここで、図３７を参照して、光学要素部１１０の光学機能について更に詳述する。図３７に示すように、本実施の形態による光学要素部１１０は、光反射部７０とは反対側に凹凸面１１２を有している。図３７に示すように、光学要素部１１０を進む光Ｌ３７１、Ｌ３７２は、光反射部７０の光学特性に起因して、積層方向Ｄ３に対して大きく傾斜した方向に進む。積層方向Ｄ３に沿った光学要素部１１０の断面において、凹凸面１１２は、積層方向Ｄ３を基準として光の進行方向と同じ側に傾斜した同側要素面１２７Ａと、積層方向Ｄ３を基準として光の進行方向と逆側に傾斜した逆側要素面１２７Ｂと、を含んでいる。図３７に示すように、この同側要素面１２７Ａへ入射する光Ｌ３７１の入射角度θｘは、積層方向Ｄ３に垂直な平坦面への光Ｌ３７１の入射角θｙよりも大きくなる。したがって、光Ｌ３７１は、同側要素面１２７Ａにおいて、反射しやすくなる。このように、光学要素部１１０が、積層方向Ｄ３において光反射部７０とは反対側に凹凸面１１２を有することによって、光反射部７０を透過した光の一部分を反射し、光反射部７０の光学特性を補強できる。これにより、拡散部材４０の出光側面４０ｂ上の各位置での照度を効果的に均一化すること、すなわち照度の面内分布を効果的に均一化できる。

なお、照度の面内分布の均一化を促進する観点から、凹凸面１１２での反射は全反射であることが好ましい。光学用途で広く用いられている透明樹脂材料の屈折率を考慮すると、要素面１２７への光Ｌ３７１の入射角が４０°程度まで大きくなると全反射現象が生じやすくなる。光反射部７０での反射特性および透過特性も踏まえると、要素面１２７の法線方向ＮＤＡが積層方向Ｄ３に対してなす傾斜角度θｂは、好ましくは２５°以下であり、より好ましくは２０°以下であり、更に好ましくは１５°以下である。要素面１２７の傾斜角度θｂをこの範囲に調整することで、拡散部材４０の出光側面４０ｂ上の各位置での照度をより均一化できる。

また、傾斜角度θｂが大きくなると、反射を引き起こす同側要素面１２７Ａに光が入射しにくくなる。この点からも、要素面１２７の法線方向ＮＤＡが積層方向Ｄ３に対してなす傾斜角度θｂは、好ましくは２５°以下であり、より好ましくは２０°以下であり、更に好ましくは１５°以下である。要素面１２７の傾斜角度θｂをこの範囲に調整することで、拡散部材４０の出光側面４０ｂ上の各位置での照度をより均一化できる。

図３７に示された例において、単位光学要素１２６は凸部１２８である。凸部１２８としての単位光学要素１２６では、要素面１２７の面積の大部分が、積層方向Ｄ３における光反射部７０側に位置する。したがって、光学要素部１１０内を進む光は、上述した逆側要素面１２７Ｂだけでなく、上述した同側要素面１２７Ａにも入射しやすくなる。これにより、凸部１２８としての単位光学要素１２６を有した光学要素部１１０によれば、光学要素部１１０での反射が促進され、拡散部材４０の出光側面４０ｂ上の各位置での照度を更に均一化できる。

傾斜角度θｂの下限を設定することによって、光学要素部１１０内を進む光のうち、積層方向Ｄ３に対して大きく傾斜した方向に進む光が、上述の同側要素面１２７Ａに入射しにくくすることができる。したがって、傾斜角度θｂの下限を設定することによって、凹凸面１１２は、光学要素部１１０内を進む光のうちの積層方向Ｄ３に対する傾斜角度が比較的小さい方向に進む光を選択的に反射する選択反射特性を発揮する。これにより、光学要素部１１０の反射によって、光反射部７０の反射特性および透過特性を補強できる。すなわち、光学要素部１１０に入射する光は、光反射部７０での光学特性に起因して、積層方向Ｄ３に対して大きく傾斜した方向に進む。そして、光学要素部１１０は、光反射部７０内を進む光のうち、積層方向Ｄ３に対する傾斜角度が比較的小さい方向に進む光を選択的に反射する。逆に、光学要素部１１０は、光反射部７０内を進む光のうち、積層方向Ｄ３に対する傾斜角度が比較的大きい方向に進む光を選択的に透過させる。これにより、拡散部材４０の出光側面４０ｂ上の各位置での照度を更に均一化できる。このような観点から、要素面１２７の法線方向ＮＤＡが積層方向Ｄ３に対してなす傾斜角度θｂは、好ましくは３°以上であり、より好ましくは５°以上であり、更に好ましくは８°以上である。

傾斜角度θｂが上述した上限値を有する第２凹凸面１１２を含んだ光学要素部１１０との組合せにおいて、光拡散部５０の第１凹凸面５２は、積層方向Ｄ３に対して２５°以下の傾斜角度θａで傾斜した法線方向ＮＤを有する第１要素面６７を含んでもよい。本件開示者が鋭意実験を重ねたところ、第１要素面６７の法線方向ＮＤが積層方向Ｄ３に対する傾斜角度θａは、好ましくは２５°以下であり、より好ましくは２０°以下であり、更に好ましくは１５°以下である。また、この傾斜角度θａは、好ましくは３°以上であり、より好ましくは５°以上であり、更に好ましくは８°以上である。このような第１要素面６７を有する光拡散部５０と、上述した傾斜角度θｂが２５°以下である第２要素面１２７を有する光拡散部５０との組合せによれば、拡散部材４０の出光側面４０ｂ上の各位置での照度を更に均一化できる。

図３７に示すように、光Ｌ３７２が、上述の逆側要素面１２７Ｂを通過する際、逆側要素面１２７Ｂで屈折する。この光Ｌ３７２の出射角θｚは、積層方向Ｄ３に垂直な平坦面を通過して出射すると仮定した場合の光Ｌ３７２Ｘの出射角θｗよりも、小さくなる。すなわち、光学要素部１１０の凹凸面１１２は、出射光に対して集光機能を発揮する。光学要素部１１０の集光機能により、拡散部材４０を透過した光に対する光路補正の負担が軽減される。結果として、拡散部材４０を透過した光の利用効率を改善できる。また、面光源装置２０に組み込まれる部材の数量や部材の厚みを低減でき、面光源装置２０の薄型化に寄与し得る。

以上に説明してきた一実施の形態の第２具体例において、拡散部材４０は、光透過性および光拡散性を有する光拡散部５０と、０°の入射角で入射する特定波長の光の透過率が０°より大きい或る入射角で入射する特定波長の光の透過率よりも低い光反射部７０と、光反射部７０とは反対側に凹凸面１１２を有する光学要素部１１０と、をこの順で有している。この一実施の形態による拡散部材４０を面光源装置に適用した場合、光拡散部５０での光透過性及び光拡散性と光反射部７０での反射特性との組合せによって、光源２２から射出した光を積層方向Ｄ３に垂直な方向に効果的に広げることできる。加えて、光学要素部１１０の凹凸面１１２が、光反射部７０の反射特性を補強することによって、光を積層方向Ｄ３に垂直な方向に効果的に広げることできる。これにより、面光源装置の薄型化を図りながら、光源２２の存在に起因した明るさのむらを効果的に解消すること、すなわち光源２２の像を効果的に目立たなくできる。結果として、面光源装置２０の薄型化を図りながら、拡散部材４０の出光側となる出光側面４０ｂ上の各位置での照度を効果的に均一化すること、すなわち照度の面内分布を効果的に均一化できる。

以上において、具体例を参照しながら一実施の形態を説明してきたが、これらの具体例が一実施の形態を限定しない。上述した一実施の形態は、その他の様々な具体例で実施されてもよく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、追加等できる。

以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した具体例と同様に構成され得る部分について、上述の具体例における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。

図２に二点鎖線で示すように、面光源装置２０は、光源２２、支持基板２５及び拡散部材４０に加えて、更に他の部材を有することができる。面光源装置２０に追加される他の部材として、波長変換シート７６、光拡散シート７７、反射型偏光板７８等を例示できる。波長変換シート７６は、例えば蛍光体を有し、光源２２からの光を吸収して、吸収した光の波長とは異なる波長の光を射出する。例えば、光源２２が青色光を射出し、波長変換シート７６が青色光の一部を赤色光および緑色光に変換してもよい。この例によれば、光反射部７０の反射特性を限られた波長域の光に対して調整すればよい。したがって、光拡散部５０の拡散透過特性に対応した理想的な反射特性を光反射部７０に付与しながら、面光源装置２０として白色の面状光を生成できる。光拡散シート７７は、面光源装置２０の発光面２０ａでの放射強度の角度分布を滑らかに変化させることができる。反射型偏光板７８は、表示パネル１５で利用可能な直線偏光成分の光のみを透過し、表示パネル１５で利用不可能な直線偏光成分の光を反射する。反射型偏光板で反射された光の偏光成分は、その後の光路における反射等によって、表示パネル１５で利用可能な偏光成分に変化できる。

また、図３８に示すように、拡散部材４０は、積層方向Ｄ３における光拡散部５０の光反射部７０とは反対側に位置する熱可塑性樹脂層８０を、更に有してもよい。熱可塑性樹脂層８０を設けることによって、光源２２を支持する支持基板２５および拡散部材４０の積層方向Ｄ３における相対位置を位置決めできる。熱可塑性樹脂層８０は、スペーサとして機能する。また、支持基板２５および拡散部材４０の少なくとも一方に熱可塑性樹脂層８０を接合してもよい。この場合、熱可塑性樹脂層８０が光源２２を被覆して保護する封止材として機能することができ、且つ、積層方向Ｄ３における支持基板２５と拡散部材４０との相対位置関係を効果的に安定させることができる。

熱可塑性樹脂層８０の材料としては、例えば、光透過性を有したオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂を用いて作製されてもよい。また、熱可塑性樹脂層８０は、熱可塑性樹脂からなる母材と、母材中に分散した拡散粒子と、を含んでもよい。この例において、拡散部材４０は、熱可塑性樹脂層８０においても光拡散性を有する。さらに、熱可塑性樹脂層８０が拡散性を有して光拡散部５０として機能する場合、拡散部材４０が、この熱可塑性樹脂層８０、光反射部７０及び光学要素部１１０を有してもよい。

さらに、図３９に示すように、熱可塑性樹脂層８０は、支持基板２５に対面する側に、凹部８０ａを設けられてもよい。図３９に示された例によれば、光源２２から射出した光Ｌ２９１が、熱可塑性樹脂層８０および光源２２の間に位置する空隙Ｖと、熱可塑性樹脂層８０との間の界面で屈折する。これにより、光源２２からの光Ｌ２８１を効果的に拡散させて、照度の面内分布を効果的により均一化できる。凹部８０ａの形状を調節することによって、光源２２からの光をより効果的に拡散させることも可能である。

さらに、図４０に示すように、熱可塑性樹脂層８０は、熱可塑性樹脂からなる樹脂主部８３と、光拡散部５０を構成する材料の屈折率よりも低い屈折率を有した低屈折率粒子８４と、を含んでもよい。この例において、光拡散部５０は、樹脂主部８３から突出した低屈折率粒子８４に接触して、低屈折率粒子８４によって積層方向Ｄ３に支持されている。この具体例によれば、熱可塑性樹脂層８０の屈折率を光拡散部５０の屈折率よりも十分に低減できる。上述したように、光拡散部５０は、その表面に形成された凹凸面５２によって、光拡散性を発揮してもよい。このような光拡散部５０は、空隙Ｖや十分に低い屈折率を有する熱可塑性樹脂層８０と隣接することによって、熱可塑性樹脂層８０との界面での反射及び屈折を利用した十分な光拡散性を発現することができる。この例において、オレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂を用いて樹脂主部８３を作製してもよい。また、低屈折率粒子８４として、シリカ、アルミナ、フッ化ランタン、フッ化マグネシウム、六フッ化アルミニウムナトリウム等の粒子を用いてもよい。

また、図４０に示された例において、熱可塑性樹脂層８０は、積層方向Ｄ３において光拡散部５０から離間した第１層８１と、積層方向Ｄ３において第１層８１と光拡散部５０との間に位置する第２層８２と、を含んでもよい。低屈折率粒子８４は、第１層８１及び第２層８２のうちの第２層８２のみに含まれてもよい。この例によれば、熱可塑性樹脂層８０のうちの光拡散部５０と界面を形成する第２層８２についてのみ、屈折率を低下させることができる。したがって、低屈折率粒子８４の使用量を節約して、拡散部材４０の製造を容易化でき且つ製造コストを低減できる。とりわけ、図４０に示された例において、第２層８２の厚みＤＲ２は第１層８１の厚みＤＲ１よりも薄くなっている。この例によれば、低屈折率粒子８４の使用量を効果的に低下させて、拡散部材４０の製造をより容易化でき且つ製造コストをより低減できる。

さらに、図４１に示すように、面光源装置２０が、支持基板２５と拡散部材４０との間に位置するビーズ３７と、ビーズ３７を支持基板２５に固定するバインダー３８と、を有してもよい。この例において、光拡散部５０は、ビーズ３７に接触して、ビーズ３７によって積層方向Ｄ３に支持されている。図４１に示された例によっても、拡散部材４０の光拡散部５０が、空気層Ｖとの間に界面を形成できる。これにより、光拡散部５０と空気層Ｖとの大きな屈折率差に起因し、光拡散部５０が反射及び屈折による光拡散性を十分に発現できる。

さらに、図４２に示すように、面光源装置２０が、支持基板２５と光拡散部５０との間に位置する空隙形成層３６を有してもよい。空隙形成層３６は、複数の空隙Ｖを設けられている。空隙形成層３６は、樹脂膜を網状にパターニングした部材であってもよいし、或いは繊維状の樹脂により形成された立体的な網状の部材であってもよい。この例において、空隙形成層３６は光透過性を有していることが好ましい。また、空隙形成層３６として、空隙率の高い多孔性物質を用いてもよい。この例において、光拡散部５０は、空隙形成層３６に接触して、空隙形成層３６によって積層方向Ｄ３に支持されている。図４２に示された例によれば、拡散部材４０の光拡散部５０が、空隙形成層３６の空隙Ｖとの間に界面を形成できる。これにより、光拡散部５０と空隙Ｖとの大きな屈折率差に起因し、光拡散部５０が反射及び屈折による光拡散性を十分に発現できる。

上述してきた拡散部材４０の光拡散部５０は、光拡散性を発現するため凹凸面５２を有してもよい。光拡散部５０を、一例として、図４３に示すように、電離放射線硬化型樹脂得を用いた成形加工により作製してもよい。以下、光拡散部５０の製造方法の一例について説明する。

図４３に示すように、巻き取られた基材９０が繰り出されて、案内ロール１０１によって、型１００に対面する位置に搬送される。そして、型１００と基材９０との間に樹脂組成物９１が供給される。樹脂組成物９１は、未硬化の電離放射線硬化型樹脂を含んでいる。次に、露光装置１０２を用いて、型１００及び基材９０の間に位置する樹脂組成物９１に、例えば紫外線や電子線等の電離放射線を照射し、樹脂組成物９１を硬化させる。その後、案内ロール１０１に誘導されながら、樹脂組成物９１の硬化物からなり基材９０と積層された光拡散部５０を型１００から剥がす。以上のようにして、図４３に示すように、基材９０と、基材９０上に形成された光拡散部５０と、を有する光学シート５５が得られる。この製造方法によれば、光拡散部５０として、上述した凹凸面５２を有する回折光学素子６０やマイクロレンズ６５を作製することができる。

図４３に示された製造方法では、ロールｔｏロールにより、光拡散部５０が連続的に作製される。ただし、この例に限られず、枚葉状の光拡散部５０を成形して作製してもよい。

なお、拡散部材４０の光学要素部１１０は第２凹凸面１１２を有している。第２凹凸面１１２を有する光学要素部１１０を、第１凹凸面５２を有する光拡散部５０と同様にして作製してもよい。図４３を参照して上述した製法にて、樹脂組成物９１の硬化物からなる光学要素部１１０を基材９０上に形成することによって、基材９０と、基材９０上に形成された光学要素部１１０と、を有する光学シート１１５が得られる。この製造方法によれば、光学要素部１１０として、上述した単位光学要素１２６の要素面１２７によって形成された第２凹凸面１１２を有するマイクロレンズ１２５を作製することができる。

図４３に示された光学シート５５を用いて、拡散部材４０を作製してもよい。光学シート５５に用いられた基材９０は、特に限定されることなく、シート状の材料を広く用いてもよい。光拡散部５０との密着性の観点から、基材９０として樹脂フィルムを用いてもよい。基材９０を拡散部材４０の一部分としてそのまま使用するのであれば、基材９０には光透過性を有した材料を用いてもよい。

さらに、基材９０として、光反射部７０、例えば誘電体多層膜を用いることができる。誘電体多層膜としては、比較的に柔軟性を有した、樹脂層の多層膜であることが好ましい。この場合、図４４に示すように、拡散部材４０に含まれる光拡散部５０は、積層方向Ｄ３における光反射部７０とは反対側を向く凹凸面５２を有し且つ光反射部７０と接合している。この拡散部材４０では、光拡散部５０及び光反射部７０が接合されているので、拡散部材４０の取り扱い性が向上する。したがって、拡散部材４０の面光源装置２０への組み付けを容易化することができる。また、光拡散部５０及び光反射部７０が接合されているので面光源装置２０を安定設置できる。

同様に、基材９０として、光反射部７０、例えば誘電体多層膜を用いて、この基材９０上に光学要素部１１０を作製してもよい。この場合、図３１Ａ～図３２に示すように、拡散部材４０に含まれる光学要素部１１０は、積層方向Ｄ３における光反射部７０とは反対側を向く凹凸面１１２を有し且つ光反射部７０と接合している。この拡散部材４０では、光反射部７０及び光学要素部１１０が接合されているので、拡散部材４０の取り扱い性が向上する。したがって、拡散部材４０の面光源装置２０への組み付けを容易化できる。また、光反射部７０及び光学要素部１１０が接合されているので面光源装置２０を安定設置できる。

さらに、光反射部７０を基材９０として用い、図４３を参照して説明した作製方法により基材９０の一方の側に光拡散部５０を形成し、更に図４３を参照して説明した作製方法により基材９０の他方の側に光学要素部１１０を形成してもよい。光拡散部５０及び光学要素部１１０は、いずれを先に作製してもよい。この例によれば、図３０に示すように、光拡散部５０、光反射部７０及び光学要素部１１０がこの順で積層方向Ｄ３に積層され且つ互いに接合された拡散部材４０が得られる。この拡散部材４０では、光拡散部５０、光反射部７０及び光学要素部１１０が接合されているので、拡散部材４０の取り扱い性が向上する。したがって、拡散部材４０の面光源装置２０への組み付けを容易化できる。また、光拡散部５０、光反射部７０及び光学要素部１１０が接合されているので面光源装置２０を安定設置できる。

図４５に示すように、エンボス加工により光拡散部５０を製造することができる。図４５に示された製造方法において、まず、熱可塑性樹脂層を少なくとも成形面として含む基材９０を支持台１０６上に載置する。次に、加熱した型１０５を基材９０に押し付け、型１０５の凹凸を基材９０に転写する。その後、型１０５を成形された基材９０から離間させることで、型１０５の形状を転写された基材９０からなる光拡散部５０としての光学シート５５が得られる。同様に、エンボス加工を用いることによって、型１０５の形状を転写された基材９０からなる光学要素部１１０を、光学シート１１５として、製造してもよい。

なお、図４５に示されたエンボス加工によって光拡散部５０や光学要素部１１０を作製する場合、基材９０として、最外層に熱可塑性樹脂層を有した誘電体多層膜を用いることもできる。例えば、図４６に示すように、拡散部材４０に含まれる光拡散部５０を、光反射部７０の表面をなす凹凸面５２として形成してもよい。同様に、図３１Ａ～図３２に示すように、拡散部材４０に含まれる光学要素部１１０を、光反射部７０の表面をなす凹凸面１１２として形成してもよい。さらに、光反射部７０を基材９０として用い、図４５に示されたエンボス加工により基材９０の一方の側に光拡散部５０を形成し、更に図４５に示されたエンボス加工により基材９０の他方の側に光学要素部１１０を形成してもよい。光拡散部５０及び光学要素部１１０は、いずれを先に作製してもよい。これにより、光反射部７０の一方の表面として光拡散部５０が形成され、光反射部７０の他方の表面として光学要素部１１０が形成される。これらのようにして得られた拡散部材４０は、光反射部７０の最外層と光拡散部５０及び光学要素部１１０の少なくとも一方とが一体的に成形されている。このような拡散部材４０によれば、拡散部材４０及び面光源装置２０を薄型化できる。この拡散部材４０によれば、光反射部７０と光拡散部５０及び光学要素部１１０の少なくとも一方とを継ぎ目無しで一体的に成形できる。これにより、面光源装置２０を安定設置できる。

図４３及び図４５を用いて説明した製造方法によれば、光拡散部５０を、光反射部７０とは別体の光学シート５５として作製することもできる。また図４３及び図４５を用いて説明した製造方法を二回行うことで、光学シート５５において、一対の主面の両面に凹凸面５２が形成された光学シート５５を作製することもできる。そして、得られた光学シート５５を利用して、図４７～図４９に示された拡散部材４０を作製してもよい。図４７に示された例において、光拡散部５０は、積層方向Ｄ３における光反射部７０側に光拡散性を有した凹凸面５２有する光学シート５５を含んでいる。図４８に示された例において、光拡散部５０は、積層方向Ｄ３における光反射部７０とは反対側に光拡散性を有した凹凸面５２を有する光学シート５５を含んでいる。図４９に示された例において、光拡散部５０は、積層方向Ｄ３における両側に光拡散性を有した凹凸面５２を有する光学シート５５を含んでいる。さらに、光拡散部５０は、複数の光学シート５５を含んでもよい。複数の光学シート５５は、互いに異なる構成を有してもよいし、互いに同一の構成を有してもよい。これらの具体例によれば、光拡散部５０を構成する光学シート５５と光反射部７０との組合せを適宜調整して、面光源装置２０の薄型化を図りながら、照度の面内分布を効果的に均一化できる。

同様に、光学要素部１１０を光反射部７０とは別体の光学シート１１５として作製することもできる。図４７～図４９を参照して説明した光学シート５５と同様に、光学要素部１１０を構成する光学シート１１５を、光反射部７０と適宜組み合わせることによって、面光源装置２０の薄型化を図りながら、照度の面内分布を効果的に均一化できる。一例として図５０に示すように、光学要素部１１０は、積層方向Ｄ３における光反射部７０とは反対側に凹凸面１１２を有する光学シート１１５を含んでもよい。

さらに、図４４、図４６～図４９に示された層構成を有する拡散部材４０は、二点鎖線で示すように、熱可塑性樹脂層８０を含んでもよい。この熱可塑性樹脂層８０は、光拡散部５０と接合されていてもよく、光拡散部５０と接合されることなく接触していてもよく、或いは、光拡散部５０から積層方向Ｄ３に離間していてもよい。

また、図４５に示されたエンボス加工によって光拡散部５０を作製する場合、基材として、最外層に熱可塑性樹脂層を有した基材を用いることもできる。この場合、図５１に示すように、光拡散部５０は、積層方向Ｄ３における光反射部７０側に光拡散性を有した凹凸面５２を有する熱可塑性樹脂層８０を含む。この例によっても、光源２２の配置や、光源２２と拡散部材４０との位置関係等を考慮して、光拡散部５０を構成する光学シート５５と光反射部７０との組合せを適宜調整して、面光源装置２０の薄型化を図りながら、照度の面内分布を効果的に均一化できる。さらに、光源２２を支持する支持基板２５に熱可塑性樹脂層８０を接合できる。これにより、光拡散部５０としても機能する熱可塑性樹脂層８０を用いて光源２２を保護できる。また、積層方向Ｄ３における、支持基板２５と、拡散部材４０の光拡散部５０の凹凸面５２及び光反射部７０との相対位置関係を効果的に安定させることができる。

なお、図４７～図４９及び図５１に示された拡散部材４０において、光反射部７０及び光拡散部５０は、接着や粘着等によって接合されていてもよいし、接触しているだけで接合されていなくてもよい。さらに、光反射部７０及び光拡散部５０の間に空隙が形成されるようにして、光反射部７０及び光拡散部５０が筐体等によって保持されてもよい。

同様に、図５０に示された拡散部材４０において、光反射部７０及び光学要素部１１０は、接着や粘着等によって接合されていてもよいし、接触しているだけで接合されていなくてもよい。さらに、光反射部７０及び光学要素部１１０が、筐体等によって保持されることによって、相対位置を維持されてもよい。

積層方向Ｄ３における光拡散部５０の両側に空隙が設けられていてもよい。この例によれば、光拡散部５０をなす光学シート５５の表面での全反射により、積層方向Ｄ３に垂直な方向、例えば第１方向Ｄ１や第２方向Ｄ２へ光拡散部５０内で光を導光することが可能となる。すなわち、反射損失の無い全反射によって、積層方向Ｄ３に垂直な方向へ光を誘導することができる。これにより、光源２２の光を高い利用効率で使用しながら、照度の面内分布を効果的に均一化することができる。

また、高精細な凹凸面５２を有する光拡散部５０を成形する場合、型１００，１０５を大型化することが難しいこともある。この場合、図５２に示すように、光拡散部５０は、積層方向Ｄ３に垂直な方向に配列された複数の要素拡散部５１を有してもよい。すなわち、光拡散部５０は、敷き詰められた複数の要素拡散部５１によって形成されてもよい。この例において、各要素拡散部５１が、図４３や図４５に示された成形によって得られる光学シート５５としてもよい。図５３に示すように、要素拡散部５１の側端面５１ａを、黒色や茶色等の暗色に着色してもよい。このような例によれば、要素拡散部５１を敷き詰めることで光拡散部５０を大面積化できる。また、要素拡散部５１の側端面５１ａが暗色に着色されているので、隣り合う二つの要素拡散部５１の境界Ｂを効果的に目立たなくできる。

さらに、別の例として、図５４に示すように、隣り合う二つの要素拡散部５１の境界Ｂの少なくとも一部分が、積層方向Ｄ３からの観察において、曲線を含んでもよい。このような例によれば、隣り合う二つの要素拡散部５１の境界Ｂの少なくとも一部分を、積層方向Ｄ３からの観察において、非直線の曲線とすることによって、境界Ｂを目立たなくできる。とりわけ図５４に示された例において、隣り合う二つの要素拡散部５１の境界Ｂの全長が曲線となっている。すなわち、要素拡散部５１を敷き詰めることで光拡散部５０を大面積化することを可能にしながら、要素拡散部５１の境界Ｂを効果的に目立たなくできる。

なお、図５２～図５４を参照して説明した光拡散部５０に関する構成を、光学要素部１１０にも適用してもよい。すなわち、光学要素部１１０は、積層方向Ｄ３に垂直な方向に配列された複数の要素光学部１１１を有してもよい。光学要素部１１０は、敷き詰められた複数の要素光学部１１１によって形成されてもよい。この例において、各要素光学部１１１が、図４３や図４５に示された成形によって得られる光学シート１１５としてもよい。図５３に示すように、要素光学部１１１の側端面１１１ａを、黒色や茶色等の暗色に着色してもよい。このような例によれば、要素光学部１１１を敷き詰めることで光学要素部１１０を大面積化できる。また、図５３に示すように、要素光学部１１１の側端面１１１ａが暗色に着色されているので、隣り合う二つの要素光学部１１１の境界ＢＸを効果的に目立たなくできる。

図５４に示すように、隣り合う二つの要素光学部１１１の境界ＢＸの少なくとも一部分が、積層方向Ｄ３からの観察において、曲線を含んでもよい。このような例によれば、隣り合う二つの要素光学部１１１の境界ＢＸの少なくとも一部分を、積層方向Ｄ３からの観察において、非直線の曲線とすることによって、境界ＢＸを目立たなくできる。とりわけ図５４に示された例において、隣り合う二つの要素光学部１１１の境界ＢＸの全長が曲線となっている。すなわち、要素光学部１１１を敷き詰めることで光学要素部１１０を大面積化することを可能にしながら、要素光学部１１１の境界ＢＸを効果的に目立たなくできる。

図５５に示すように、光拡散部５０が、凹凸面５３ａを含む拡散本体部５３と、凹凸面５３ａの凹凸を維持しながら凹凸面５３ａを被覆し反射面を形成する反射被覆部５４と、を有してもよい。反射被覆部５４は、拡散本体部５３の凹凸面５３ａに沿って薄く延びている。図示された例において、反射被覆部５４の表面が、光拡散部５０の凹凸面５２を形成している。反射被覆部５４は、例えば、金属等の薄膜とし、ハーフミラーのように入射光Ｌ５５１のうちの一部の光Ｌ５５２を透過し且つ入射光Ｌ５５１のうちの一部の光Ｌ５５３を反射する。この具体例によれば、拡散本体部５３の構成に起因した拡散と、反射被覆部５４によって形成された反射面での反射に起因した拡散とによって、照度の面内分布を更に効果的に均一化できる。

また、図３２を参照して、光学要素部１１０が、一方向に配列された線状の単位光学要素１２６を含む例を示した。光拡散部５０が、一方向に配列された線状の単位光学要素６６を含むようにしてもよい。光拡散部５０の一次元配列された複数の単位光学要素６６は、上述した光学要素部１１０の一次元配列された複数の単位光学要素１２６と同様に構成され得る。また、光拡散部５０に含まれる複数の単位光学要素６６の配列方向は、光学要素部１１０に含まれる複数の単位光学要素１２６の配列方向と、平行でもよいし、非平行でもよいし、傾斜していてもよいし、垂直であってもよい。

以下、実施例を用いて上述した一実施の形態示をより詳細に説明するが、上述した一実施の形態はこの実施例に限定されるものではない。

実施例１～６及び比較例１の面光源装置を次のように製造した。

＜実施例１＞
実施例１の面光源装置は、図２に示された構成を有していた。実施例１の面光源装置は、光源、支持基板及び拡散部材に加えて、波長変換シート、光拡散シート、反射型偏光板を有していた。支持基板は、酸化チタンを含有した白色の反射層を有していた。支持基板の反射層での反射は、反射率９５％の拡散反射とした。光源は、図３に示すように、支持基板上に正方配列で配列した。光源の第１方向への配列ピッチは６ｍｍとした。第１方向へ垂直な第２方向への光源の配列ピッチは６ｍｍとした。各光源として、４５０ｎｍを中心波長として青色光を射出する発光ダイオードを用いた。この発光ダイオードの平面形状は、０．２ｍｍ×０．４ｍｍとなる長方形形状であった。発光ダイオードの側辺が第１方向及び第２方向に沿うように、発光ダイオードを支持基板２５上に配置した。

実施例１の面光源装置において、拡散部材は、図２に示すように、光拡散部、光反射部及び光学要素部を、積層方向Ｄ３に光源側からこの順で有していた。光反射部として、東レ株式会社から入手した誘電体多層膜を用いた。この光反射部は、４５０ｎｍの光に対して図１９及び図２０に示す透過特性を有していた。この光反射部の一方の面上に光学要素部を成形した。その後、光反射部の他方の面に光拡散部を成形した。光学要素部及び光拡散部は、図４３を参照して説明したように、硬化前の紫外線硬化型樹脂組成物を型と光反射部との間に供給し、型と光反射部との間で硬化させることによって、成形した。結果として、光拡散部、光反射部及び光学要素部が積層方向にこの順で接合した拡散部材が得られた。なお、実施例１の拡散部材の製造は、図４３に示されたロールｔｏロールの製造方法とは異なり、枚葉状にて製造した。

拡散部材の光学要素部は、光反射部の光源とは反対側に位置していた。光学要素部は、光反射部に接合したシート状の基部と、基部上に配列された凸部としての第２単位光学要素と、を有していた。光学要素部は、図１６Ａ及び図１６Ｂを参照して説明した形状や配列等の構成を有する第２単位光学要素を有していた。図１６Ａに示すように、同一形状の第２単位光学要素を、底面の向きを四種類に変化させて、基部の面上に隙間無く敷き詰めて配置した。各第２単位光学要素は、三角錐形状を有し、三つの第２要素面を有していた。第２単位光学要素の第２要素面の集合として第２マイクロレンズが形成されていた。第２単位光学要素の底面は、直角二等辺三角形形状であった。第２単位光学要素の要素面は、底面をなす直角二等辺三角形形状の等辺から延び出た等辺要素面と、底面をなす直角二等辺三角形形状の底辺から延び出た底辺要素面と、を含む。底面をなす直角二等辺三角形形状の等辺をなす二辺の長さは、それぞれ、０．１ｍｍとした。各等辺要素面への法線方向ＮＤＡが積層方向Ｄ３に対してなす傾斜角度θｂを１６．５°とした。底辺要素面への法線方向ＮＤＡが積層方向Ｄ３に対してなす傾斜角度θｂを１６．５°とした。

拡散部材の光拡散部は、光反射部の光源側に位置していた。光拡散部は、光反射部に接合したシート状の本体部と、本体部上に配列された凹部としての第１単位光学要素と、を有していた。光拡散部は、図１６Ａ及び図１６Ｂを参照して説明した形状や配列等の構成を有する第１単位光学要素を有していた。図１６Ａに示すように、同一形状の第１単位光学要素を、底面の向きを四種類に変化させて、本体部の面上に隙間無く敷き詰めて配置した。各第１単位光学要素は、三角錐形状を有し、三つの第１要素面を有していた。第１単位光学要素の第１要素面の集合として第１マイクロレンズが形成されていた。第１単位光学要素の底面は、直角二等辺三角形形状であった。第２単位光学要素の要素面は、底面をなす直角二等辺三角形形状の等辺から延び出た等辺要素面と、底面をなす直角二等辺三角形形状の底辺から延び出た底辺要素面と、を含む。底面をなす直角二等辺三角形形状の等辺をなす二辺の長さは、それぞれ、０．１ｍｍとした。各等辺要素面への法線方向ＮＤが積層方向Ｄ３に対してなす傾斜角度θｂを１６．５°とした。底辺要素面への法線方向ＮＤが積層方向Ｄ３に対してなす傾斜角度θｂを１６．５°とした。結果として、光拡散部の第１凹凸面は、光学要素部の第２凹凸面と、凹凸を逆にした点を除き同一に構成されていた。

波長変換シートとして、昭和電工マテリアルズから入手可能なＱＦ－６０００を用いた。光拡散シートとして、３Ｍ社から入手可能な輝度上昇フィルムＢＥＦ（登録商標）を二枚用いた。一方の輝度上昇フィルムＢＥＦについては、プリズムの長手方向が第１方向に延びていた。他方の輝度上昇フィルムＢＥＦについては、プリズムの長手方向が第２方向に延びていた。反射型偏光板として、３Ｍ社から入手可能な輝度上昇フィルムＤＢＥＦ（登録商標）を用いた。

実施例１の面光源装置において、拡散部材の積層方向に沿った厚みは７０μｍであった。また、実施例１の面光源装置において、光源の拡散部材に対面する面から拡散部材の光源に対面する入光側面までの積層方向に沿った距離ＤＸ（図２参照）は０．５ｍｍであった。

＜実施例２＞
実施例２の面光源装置は、実施例１の面光源装置と、第１要素面の傾斜角度θａにおいて異なり、その他において同一の構成を有していた。光拡散部の第１要素面に含まれた各等辺要素面への法線方向ＮＤが積層方向Ｄ３に対してなす傾斜角度θａを３０°とした。第１要素面に含まれた底辺要素面への法線方向ＮＤが積層方向Ｄ３に対してなす傾斜角度θａを４０°とした。
＜実施例３＞
実施例３の面光源装置は、実施例１の面光源装置と、第１要素面の傾斜角度θａにおいて異なり、その他において同一の構成を有していた。光拡散部の第１要素面に含まれた各等辺要素面への法線方向ＮＤが積層方向Ｄ３に対してなす傾斜角度θａを４０°とした。第１要素面に含まれた底辺要素面への法線方向ＮＤが積層方向Ｄ３に対してなす傾斜角度θａを４５°とした。

＜実施例４＞
実施例４の面光源装置は、実施例１の面光源装置と、第２要素面の傾斜角度θｂにおいて異なり、その他において同一の構成を有していた。光学要素部の第２要素面に含まれた各等辺要素面への法線方向ＮＤが積層方向Ｄ３に対してなす傾斜角度θｂを３０°とした。第２要素面に含まれた底辺要素面への法線方向ＮＤＡが積層方向Ｄ３に対してなす傾斜角度θｂを４０°とした。

＜実施例５＞
実施例５の面光源装置は、実施例１の面光源装置と、第２要素面の傾斜角度θｂにおいて異なり、その他において同一の構成を有していた。光学要素部の第２要素面に含まれた各等辺要素面への法線方向ＮＤが積層方向Ｄ３に対してなす傾斜角度θｂを４０°とした。第２要素面に含まれた底辺要素面への法線方向ＮＤＡが積層方向Ｄ３に対してなす傾斜角度θｂを４５°とした。

＜実施例６＞
実施例６の面光源装置は、実施例１の面光源装置と、拡散部材において異なり、その他において同一の構成を有していた。実施例６の拡散部材は、光拡散部及び光反射部からなっていた。実施例６の拡散部材は光学要素部を有していなかった。実施例６の光反射部は、実施例１の光反射部と同一にした。比較例１の面光源装置において、拡散部材の積層方向に沿った厚みは５５μｍであった。

＜実施例７＞
実施例７の面光源装置は、実施例１の面光源装置と、第２要素面の傾斜角度θｂにおいて異なり、その他において同一の構成を有していた。光拡散部の第１要素面に含まれた各等辺要素面への法線方向ＮＤが積層方向Ｄ３に対してなす傾斜角度θｂを５．５°とした。第１要素面に含まれた底辺要素面への法線方向ＮＤが積層方向Ｄ３に対してなす傾斜角度θｂを５．５°とした。

＜比較例１＞
比較例１の面光源装置は、拡散部材を恵和株式会社製の光拡散板ＨＢＳ２２２に代えた点を除き、実施例１の面光源装置と同様にした。光拡散板は、波長変換シートの光源側に位置していた。比較例３の面光源装置において、光源及び支持基板は、光拡散板と積層方向に対面していた。比較例１の面光源装置において、光源の光拡散板に対面する面から光拡散板の光源に対面する入光側面までの積層方向に沿った距離は０．５ｍｍであった。

＜評価＞
実施例１～７及び比較例１の面光源装置について、光源を発光した状態で、面光源装置の発光面での放射強度の分布を測定した。放射強度の測定範囲は、面光源装置の発光面のうちの第１方向に１８ｍｍ及び第２方向に１８ｍｍの長さを有する正方形の評価領域とした。第３方向からの観察において評価領域の中心に一つの光源が位置するように、評価領域を設定した。実施例１～６及び比較例１の面光源装置について発光面上での放射強度の面内分布を、それぞれ、図５６～図６２に示す。図５６～図６２は、１８ｍｍ×１８ｍｍの面積を有した評価領域を示す平面図である。図５６～図６２は、評価領域内の各位置の放射強度の大きさを当該位置における色の濃さによって示している。放射強度が低い位置で色を濃く表示している。

図６２に示された比較例１の面光源装置については、光源の配列に応じた放射強度分布のムラが生じており、光源の位置を明瞭に視認することができた。比較例１の面光源装置についての放射強度の面内分布に対し、実施例１～７の面光源装置についての放射強度の面内分布を、十分に均一化できた。このうち、特に実施例１及び実施例７について、明るさの分布が均一化され、光源の位置がわかりにくくなっていた。各面光源装置２０における評価領域内における放射強度の最大値に対する放射強度の最小値の比（＝放射強度最小値／放射強度最大値）は、実施例１で９７％であり、実施例２で９５％であり、実施例３で９４％であり、実施例４で９３％であり、実施例５で９２％であり、実施例６で９０％であり、実施例７で９６％であり、比較例１で５０％であった。

１０：表示装置、２０：面光源装置、２２：光源、４０：拡散部材、４２：表示、５０：光拡散部、５２：凹凸面、５３：拡散本体部、５３ａ：凹凸面、５４：反射被覆部、５８：本体部、６５：マイクロレンズ、６６：単位光学要素、６７：要素面、６８：凸部、６９：凹部、７０：光反射部、１１０：光学要素部、１１２：凹凸面、１１５：光学シート、１１８：基部、１２５：マイクロレンズ、１２６：単位光学要素、１２７：要素面、１２８：凸部、１２９：凹部

Claims (14)

1. 特定波長の光を発光し二次元配列された複数の光源と、
   前記複数の光源に正対する拡散部材と、
   前記拡散部材と積層された光拡散シートと、
   前記拡散部材および前記光拡散シートの間に位置する波長変換シートと、を備える直下型の面光源装置であって、
   前記拡散部材、前記波長変換シート及び前記光拡散シートが積層された積層方向において、前記拡散部材は前記光源および前記光拡散シートの間に位置し、
   前記拡散部材は、
   光透過性および光拡散性を有する光拡散部と、
   ０°の入射角で入射する前記特定波長の光の透過率が０°より大きい或る入射角で入射する前記特定波長の光の透過率よりも低い誘電体多層膜を含む光反射部と、を備え、
   前記光反射部は、前記積層方向において前記光拡散部および前記波長変換シートの間に位置し、
   前記波長変換シートは、前記光源からの光を吸収して吸収した光の波長とは異なる波長の光を射出する、面光源装置。
2. 前記光拡散部は、前記光反射部の表面をなす凹凸面として形成され、
   前記波長変換シート及び前記光拡散シートは、前記積層方向に直接対面し、
   前記光拡散シートはプリズムを含む、請求項１に記載の面光源装置。
3. 前記光拡散部は、前記光反射部側とは反対側を向く凹凸面を有し且つ前記光反射部と接合している、請求項１又は２に記載の面光源装置。
4. 前記光拡散部の前記光反射部側とは反対側に設けられた熱可塑性樹脂層を更に備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の面光源装置。
5. 前記熱可塑性樹脂層は、熱可塑性樹脂と、前記光拡散部を構成する材料の屈折率よりも低い屈折率を有した低屈折率粒子と、を含む、請求項４に記載の面光源装置。
6. 前記光拡散部は、前記光拡散部および前記光反射部が積層された積層方向に垂直な方向に配列された複数の要素光拡散部を含み、
   前記複数の要素光拡散部の側端面は暗色に着色されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の面光源装置。
7. 前記光拡散部は、前記光拡散部および前記光反射部が積層された積層方向に垂直な方向に配列された複数の要素光拡散部を含み、
   隣り合う二つの要素光拡散部の境界の少なくとも一部分は、前記積層方向からの観察において、曲線を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の面光源装置。
8. 前記光反射部の前記光拡散部とは反対側に設けられ、前記光反射部とは反対側に凹凸面を有する光学要素部を、さらに備え、
   前記光学要素部は、二次元配列された複数の単位光学要素を含み、
   前記光拡散部および前記光反射部が積層された積層方向からの観察において、前記単位光学要素は、０．６ｍｍ四方の正方形よりも小さい寸法を有している、請求項１～７のいずれか一項に記載の面光源装置。
9. 前記光反射部の前記光拡散部とは反対側に設けられ、前記光反射部とは反対側に凹凸面を有する光学要素部を、さらに備え、
   前記光学要素部は、一方向に配列された複数の単位光学要素を有し、
   各単位光学要素は、前記一方向と非平行な他方向に線状に延びる、請求項１～７のいずれか一項に記載の面光源装置。
10. 前記光学要素部は、前記光反射部と接合している、請求項８又は９に記載の面光源装置。
11. 前記光拡散部は、二次元配列された複数の単位光学要素を含み、
    前記光拡散部および前記光反射部が積層された積層方向からの観察において、前記単位光学要素の任意の方向に沿った寸法は、前記光源の当該方向に沿った寸法の三倍以下である、請求項１～１０のいずれか一項に記載の面光源装置。
12. 前記複数の光源は、規則的に配列され、
    前記光拡散部は、二次元配列された複数の単位光学要素を含み、
    前記単位光学要素は、前記光拡散部および前記光反射部が積層された前記積層方向からの観察において前記複数の光源の配列方向と非平行となる法線方向を有した要素面を含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の面光源装置。
13. 前記拡散部材とは反対側から前記光源を支持する支持基板と、を更に備え、
    前記拡散部材は、前記光拡散部と前記支持基板との間に位置し、前記光拡散部と前記支持基板とに接触した熱可塑性樹脂層を更に有する、
    請求項１～１２のいずれか一項に記載の面光源装置。
14. 請求項１～１３のいずれか一項に記載の面光源装置を備える、表示装置。

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