TW202202918A - 光源單元、顯示裝置及光源單元製造裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種確保出射面上之亮度的均勻性並且更加薄型化之光源單元及顯示裝置。本發明的光源單元及顯示裝置，其係具有：光源設置面，係設置有至少一個微小光源；第一光散射體，係具備與光源設置面排列而配置且具有透光性之基材，且在基材中位於光源設置面側之第一面上具備根據至少一個微小光源的配光特性而形成之反射圖案；及第二光散射體，係配置於第一光散射體與至少一個微小光源之間。

Description

光源單元、顯示裝置及光源單元製造裝置
本發明係關於一種光源單元及顯示裝置，尤其有關一種考慮微小光源的配光特性而設計之光源單元及顯示裝置。又，本發明係還關於一種製造光源單元之光源單元製造裝置。
為了顯示高品質的視訊，對用作液晶電視機等顯示裝置的背光之光源單元要求光出射面上之亮度的均勻性。作為能夠進行均勻的光照射之先前的光源單元，例如可以舉出專利文獻1中所記載之背光。
專利文獻1中所記載之背光係直下型的LED（Light Emitting Diode：發光二極體）背光。該LED背光具備以矩陣狀設置於基板上之複數個LED元件和與複數個LED元件對向而設置之透射反射板。透射反射板具有使來自LED元件之出射光的一部分透射之透射部和反射該出射光的一部分之反射部。反射部例如係包含白色顏料之熱硬化性樹脂組成物的硬化層。 依如上所述構成之專利文獻1中所記載之背光，能夠抑制光出射面上之亮度不均而均勻地照射光。
[專利文獻1]日本特開2018-037316號公報
在專利文獻1的LED背光中，在透射反射板上設置有作為反射部之硬化層，其厚度及形狀等係按照從LED元件出射之光的強度的分布（亦即，配光特性）而設定。在此，當光的強度分布成為陡峭（峰狀）分布時，需要與其對應地將硬化層的形狀例如設為陡峭的山型形狀，並加大其頂部的厚度。
另一方面，對於作為顯示裝置的背光之光源單元，要求比包括專利文獻1的LED背光之先前品薄型化，較佳為像硬化層那樣的反射圖案的厚度變得更小。
本發明係鑑於上述情況而完成者，其課題在於解決以下所示之目的。 本發明的目的在於解決上述先前技術的問題點，並提供一種確保出射面上之亮度的均勻性並且更加薄型化之光源單元及顯示裝置。又，本發明的另一目的在於提供一種用於製造上述光源單元之光源單元製造裝置。
本發明人等為了達成上述目的而深入研究之結果，得知了藉由在微小光源的設置面與在透光性的基材的第一面上形成有反射圖案之第一光散射體之間配置第二光散射體，能夠將光源單元薄型化。具體而言，透射了第二光散射體之光的強度分布比從微小光源發出之光的強度分布平坦（寬闊），因此能夠減小反射圖案的厚度。 基於以上觀點，作為在光源設置面與第一光散射體之間設置第二光散射體之效果，本發明人等發現確保光出射面上之亮度的均勻性，並且將光源單元薄型化，從而完成了本發明。亦即，本發明人等發現了藉由以下構成能夠解決上述課題。
[1]一種光源單元，其係具有：光源設置面，係設置有至少一個微小光源；第一光散射體，係具備與光源設置面排列而配置且具有透光性之基材，且在基材中位於光源設置面側之第一面上具備根據至少一個微小光源的配光特性而形成之反射圖案；及第二光散射體，係配置於第一光散射體與至少一個微小光源之間。 [2]如[1]所述之光源單元，其中反射圖案僅設置於第一光散射體及第二光散射體中的第一光散射體。 [3]如[1]或[2]所述之光源單元，其中基材中位於與第一面相反的一側之第二面與光源設置面之間的間隔為1mm以上且4mm以下。 [4]如[1]至[3]之任一項所述之光源單元，其係具備具有平面狀的光源設置面之基板，在光源設置面上，作為至少一個微小光源之複數個微小發光元件以光源設置面的中央位置作為基準而對稱地配置。 [5]如[1]至[4]之任一項所述之光源單元，其中在第一面上，作為反射圖案之複數個單位圖案以第一面的中央位置作為基準而對稱地形成。 [6]如[5]所述之光源單元，其中複數個單位圖案分別由氧化鈦構成。 [7]如[5]或[6]所述之光源單元，其中複數個單位圖案分別具有朝向光源設置面突出且隨著靠近光源設置面而直徑階段性地變小之形狀。 [8]如[5]至[7]之任一項所述之光源單元，其中複數個單位圖案分別為了使與基材中位於與第一面相反的一側之第二面上之亮度的分布有關之指標值滿足設定條件而形成於第一面。 [9]如[8]所述之光源單元，其中藉由滿足下述第一條件及第二條件，指標值滿足設定條件，複數個單位圖案各自的厚度、尺寸及配置位置為以滿足第一條件及第二條件之方式確定之厚度、尺寸及配置位置。 第一條件：第二面中位於與至少一個微小光源重疊之位置之特定區域及包圍特定區域之周邊區域各自中之亮度成為基準值以下。 第二條件：第二面上之亮度的分散程度在目標範圍內。 [10]如[1]至[9]之任一項所述之光源單元，其中基材由具有透光性之薄膜材料構成。 [11]如[1]至[10]之任一項所述之光源單元，其中分別在與光源設置面平行且相互正交之兩個方向上，相對於光源設置面之第一光散射體的正規的配置位置與第一光散射體的實際配置位置的偏離量為0.2mm以下。 [12]一種顯示裝置，其係具有液晶顯示器，在前述液晶顯示器的背面側具備[1]至[11]之任一項所述之光源單元作為背光單元。 [13]一種光源單元製造裝置，其係製造[1]至[11]之任一項所述之光源單元，前述光源單元製造裝置係具有：配光特性獲取裝置，係獲取至少一個微小光源的配光特性；及圖案形成裝置，係按照根據所獲取之配光特性而生成之圖案形成資料，在基材的第一面上形成反射圖案。 [發明效果]
依本發明，能夠實現一種確保出射面上之亮度的均勻性且薄型化之光源單元及顯示裝置。 又，依本發明，能夠提供一種製造上述光源單元之裝置。
以下，參閱所附圖式所示之較佳實施形態，對本發明的一實施形態（以下，稱為本實施形態）進行詳細說明。 另外，以下說明之裝置構成、用途及用法係基於本發明的代表性實施態樣者，但本發明並不限定於這樣的實施態樣。亦即，本發明只要不脫離其趣旨，則能夠從以下說明之實施形態進行變更或改良。又，本發明中當然包括其等效物。
另外，在本說明書中，使用“～”表示之數值範圍係指將記載於“～”前後之數值作為下限值及上限值而包含之範圍。 又，在本說明書中，“相同”、“同樣”及“同等”除了包括完全同等之情況之外，還包括雖然稍微不同，但該不同在本發明的技術領域中通常容許之誤差範圍內之情況。 又，在本說明書中，在稱為“全部”、“均”及“整個面”等時，除了包括100%的情況之外，還包括包含在本發明所屬之技術領域中通常容許之誤差範圍，例如99%以上、95%以上或90%以上的情況。 又，在本說明書中，“平行”除了包括相對於成為基準之線、面或方向平行的情況之外，還包括雖然存在幾度的傾斜度，但大致平行的情況。
又，在以下的說明中，“配光特性”係指來自光源之光的發散程度，係從光源向各方向之強度（例如，輻射強度或照度等）的分布。配光特性通常由如圖1所示之特性圖表示。在特性圖中，將強度成為最大之方向上之出射光的強度設為100%，且以相對值（比率）表示向各方向之出射光的強度。 另外，配光被分類為從光源看似點之無窮遠的距離測定之遠場（far-field）配光和從能夠判別從光源內的各個點發出之光的分布之距離測定之近場（rear-field）配光。以下，除非特別指定之情況，否則配光係指遠場配光。
又，在以下的說明中，除非特別指定之情況，否則“反射”係指擴散反射（漫反射），其含義視為與擴散相同。
[本實施形態之顯示裝置的概要] 如圖2所示，本實施形態之顯示裝置10具有顯示圖像之液晶顯示器（Liquid Crystal Display：以下，標記為LCD）12和配置於LCD12的背面側之光源單元14。
LCD12作為圖像顯示面板而發揮作用，來自光源單元14之光從其背面側照射到LCD12的顯示畫面上。
光源單元14作為直下型的背光單元而具備於顯示裝置10中，係朝向LCD12側之表面構成出射面之面狀照明裝置。如圖3所示，光源單元14具有設置有至少一個微小光源16之光源設置面22、第一光散射體34及配置於第一光散射體34與至少一個微小光源16之間之第二光散射體36。
第一光散射體34具備與光源設置面22排列而配置且具有透光性之基材24，且在基材24中位於光源設置面22側之第一面26上具備根據至少一個微小光源16的配光特性而形成之反射圖案30。如圖3所示，反射圖案30由複數個單位圖案32構成。如該圖所示，各單位圖案32呈朝向中心部而厚度變大之大致山型形狀。 又，反射圖案30僅設置於第一光散射體34及第二光散射體36中的第一光散射體34上，而未設置於第二光散射體36上。 另外，在圖3所示之剖面圖中，為了簡化圖示，將微小光源16及單位圖案32各自的個數設為與實際不同之個數。
藉由以上構成，在本實施形態中，能夠確保出射面上之亮度的均勻性，並且將光源單元14及顯示裝置10薄型化。
關於本實施形態的效果，參閱圖4至圖8進行說明。 作為在出射面（嚴格來說，後述之基材24的第二面28）上確保亮度的均勻性之通常的方法，可以舉出在基材24的第一面26上形成反射圖案30。 另一方面，光源單元14及顯示裝置10的厚度係根據基材24中位於與第一面26相反的一側之第二面28與光源設置面22之間的間隔（在圖3中，用符號d表示）而確定。
在此，假定在基材24上未設置有反射圖案30之情況下，與出射面（亦即，第二面28）上之亮度的分布有關之指標值相對於間隔d的變化而以圖4及圖5所示之舉動變化。
圖4所示之指標值（縱軸的數值）係第二面28上之亮度的分布（直方圖）上的最大點與最小點的差分除以亮度的平均值所得之值，以下，為了方便起見稱為“正規化動態範圍”。另外，亮度的分布的最大點係相當於累積直方圖的97%之點，最小點相當於累積直方圖的3%。 圖5所示之指標值（縱軸的數值）係根據第二面28上之亮度的二維分布計算出之標準偏差（西格瑪）除以亮度的平均值所得之值，以下，為了方便起見稱為“正規化西格瑪”。 亮度的分布的均勻性愈高，則正規化動態範圍及正規化西格瑪均變得愈小。
在基材24上未設置有反射圖案30之情況下，由圖4及圖5可知，為了確保亮度的均勻性，需要將間隔d設為比較大（例如，在圖4及圖5所示之情況下設為超出15mm）。
與其相反地，若在基材24的第一面26上形成反射圖案30，則如圖6及圖7所示，即使減小間隔d（在圖6及圖7所示之情況下為1.0mm～2.0mm），亦能夠與間隔d大的情況相同程度地確保亮度的均勻性。
然而，當為了確保亮度的均勻性而設置反射圖案30時，需要適當確定構成反射圖案30之複數個單位圖案32的形狀。具體而言，需要考慮從微小光源16發出並朝向單位圖案32之光的強度分布而根據光的強度分布設定單位圖案32各部的厚度。
從微小光源16發出之光的強度分布具有成為陡峭（峰狀）的分布之傾向。因此，當從微小光源16發出之光直接朝向反射圖案30時（換言之，未設置有第二光散射體36時），將各單位圖案32的形狀設為在圖8中用虛線表示之陡峭的山型形狀。亦即，如圖9所示，單位圖案32的中心部的厚度明顯變大（參閱圖9的相當於比較例1之圖表）。 另一方面，單位圖案32的厚度（嚴格來說，最厚部分的厚度）變得愈大，則光源單元14及顯示裝置10的厚度愈大。
圖9係關於為了確保亮度的均勻性而所需要之反射圖案30的厚度之說明圖，詳細而言，係關於在後述之實施例中提及之實施例1和比較例1各自而示出單位圖案32各部的厚度之圖。圖9中的橫軸表示關於單位圖案32各部之距圖案中心之距離亦即半徑（單位為mm）。該圖中的縱軸表示單位圖案32各部之厚度。 另外，在以後的說明中，除非特別指定之情況，否則單位圖案32各部的厚度以將基準厚度t（t=0.00759mm）作為基準之比率來表示。
與其相反地，在本實施形態中，在微小光源16與第一光散射體34之間配置有第二光散射體36。在該第二光散射體36中，從微小光源16發出之光被散射。因此，即使從微小光源16發出之光的強度分布為陡峭的分布，通過了第二光散射體36之光的強度分布亦會成為平緩（寬闊）的分布。藉此，關於各單位圖案32的形狀，亦能夠如在圖8中以實線所示設為平緩的山型形狀。 亦即，如圖9所示，在單位圖案32中能夠減小中心部的厚度且減小與中心部以外的部分的厚度之差（參閱圖9的相當於實施例1之圖表）。其結果，單位圖案32的厚度（嚴格來說，最厚部分的厚度）變小，因此能夠將光源單元14及顯示裝置10更加薄型化。
又，單位圖案32的形狀變得愈平緩（寬闊），則圖案中之最大厚度愈小。在此，單位圖案32的形狀變得平緩（寬闊）係指圖案的傾斜角度和其變化率（亦即，將圖案各部的厚度以距圖案中心之距離進行一次微分所得之值和進行二次微分所得之值）變小。然後，單位圖案32中之厚度變得愈小，則越容易進行反射圖案30的圖案化。因此，藉由設置第二光散射體36，能夠改善包括圖案化之第一光散射體34的製作難度。
另外，第二光散射體36愈靠近光源設置面22，則通過了第二光散射體36之光（散射光）朝向第一光散射體34發散之範圍變得愈大，朝向第一光散射體34之光的強度分布變得更平緩（寬闊）。因此，使第二光散射體36愈靠近光源設置面22，則愈能夠使單位圖案32的厚度變得更小，從而將光源單元14及顯示裝置10更進一步薄型化。
又，在基材24上設置有反射圖案30之構成中，若基材24的配置位置從正規的位置偏離，則如圖10及圖11所示，亮度的均勻性會降低。亦即，基於第一光散射體34的反射圖案30之出射面上之亮度均勻化的效果像印表機的陰影（shading）校正那樣，受到第一光散射體34的配置位置的稍微偏離的影響。 圖10及圖11表示第一光散射體34的配置位置偏離之情況（嚴格來說，在後述之XY方向上配置位置偏離0.2mm之情況）的指標值的變化，圖10示出正規化動態範圍的變化，圖11示出正規化西格瑪的變化。另外，在圖10及圖11所示之情況下，藉由第一光散射體34的配置位置偏離，指標值向圖中的箭頭方向上升。
在本實施形態中，藉由在第一光散射體34與微小光源16之間配置第二光散射體36，針對第一光散射體34的配置位置的偏離之穩健性（耐性）變高。 詳細地進行說明，藉由將第二光散射體36與第一光散射體34進行組合，如圖12及圖13所示，與未設置第二光散射體36之情況相比，能夠進一步減輕第一光散射體34的配置位置偏離時的亮度的均勻性降低。這樣的設置第二光散射體36之效果在來自微小光源16之配光強度在有限範圍內變高（亦即，係峰狀配光特性）時尤其有效。
另外，圖12及圖13表示在除了具備第二光散射體36這點之外，與圖10及圖11相同之條件下基材24的配置位置偏離之情況的指標值的變化。
順便提及，在使用第二光散射體36之情況下能夠容許之第一光散射體34的配置位置的偏離量在XY方向上分別為0.2mm以下即可。XY方向相當於與光源設置面22平行且相互正交之兩個方向。偏離量係相對於光源設置面22之第一光散射體34的正規的配置位置與第一光散射體34的實際配置位置的偏離量。
[本實施形態之光源單元的構成例] 如圖3所示，本實施形態之光源單元14具備設置有微小光源16之基板20和具有反射圖案30之第一光散射體34、及第二光散射體36。以下，對光源單元14的各構成設備進行說明。
（微小光源） 微小光源16係指向性強的點光源，在本實施形態中，由圖3所示之微小發光元件18構成，具體而言，由被稱為迷你LED（Light Emitting Diode：發光二極體）之、晶片尺寸為100～200μm的LED構成。 但是，關於微小光源16的種類，並不限定於迷你LED，例如亦可以使用晶片尺寸為100μm以下的微型LED或LED以外的微小發光元件，具體而言，可以使用微小的電致發光元件或微小的半導體雷射器。
對本實施形態的微小發光元件18（亦即，迷你LED）的配光特性進行說明，將光的出射方向中光的強度成為最高之方向設為0度時的視角成為±65～±80度左右（亦即，約130～160度的範圍）。另外，在0度下之亮度（亦即，最大亮度）在本發明的成立上並不重要，並不受特別限定。
又，微小發光元件18上可以安裝有光擴散型透鏡（未圖示）。光擴散型透鏡係使從迷你LED出射之光擴散之光擴散型的透鏡，例如為非球面透鏡，能夠適當使用能夠發揮所期望之光擴散效果之公知的透鏡構件（例如，日本特開2013-012417號公報中所揭示之透鏡構件）。藉由將這樣的光擴散型透鏡安裝於微小發光元件18上，能夠提供更高亮度且出射面上之亮度的均勻性亦優異之光源單元14。
（基板） 基板20係平面狀的構件，係通常用作LCD12的背光單元之剛性基板、撓性基板或剛性-撓性（rigid-flexible）基板。又，基板20具有未圖示之平板狀的基底層，在基底層中LCD12所在之一側具有光源設置面22。關於基底層的材質，並不受特別限制，例如可以舉出AGSP（Advanced Grade Solid-Bump Process）、氧化鋁、玻璃環氧樹脂及PCB（Polychlorinated Biphenyl：多氯聯苯）等，特佳為導熱率高的材質。
在光源設置面22上形成有未圖示之金屬配線部。作為至少一個微小光源16之複數個微小發光元件18（例如，迷你LED）經由該金屬配線部而設置於光源設置面22。在本實施形態中，複數個微小發光元件18以光源設置面22的中央位置作為基準而有規則地且對稱地配置。舉出一例，複數個微小發光元件18從光源設置面22的中央位置開始在XY方向上以5～6mm的間隔配置成矩陣狀。 另外，就光源設置面22的中央位置而言，例如若光源設置面22為長方形或正方形，則對角線的交點的位置相當於該光源設置面22的中央位置，若光源設置面22為圓，則圓的中心位置相當於該光源設置面22的中央位置。
又，光源設置面22中未配置微小光源16而露出之部分（非光源配置區域）係被反射層覆蓋且具有光反射性。 另外，可以由具有光擴散性之材料例如光擴散薄膜來形成基板20的基底層，在該情況下，可以不在基底層上形成反射層。
（第一光散射體） 第一光散射體34由反射型透射體構成，如圖3所示，具備具有光透射性之透明或半透明的基材24和形成於基材24的表面之反射圖案30。
（基材） 基材24由具有透光性之薄膜材料構成，但只要係使光透射者，則可以為透明的基材、半透明的基材以及其他的具備光擴散性之基材中的任一種。
如圖3所示，基材24以與基板20的光源設置面22平行之方式排列配置。相對於光源設置面22之基材24的正規的配置位置係在XY方向上基材24的中央位置與光源設置面22的中央位置一致且基材24的延伸方向與光源設置面22的延伸方向一致時之位置。 另外，就基材24的中央位置而言，例如若基材24的表面為長方形或正方形，則對角線的交點的位置相當於該 基材24的中央位置，若基材24的表面為圓，則該圓的中心位置相當於該 基材24的中央位置。
作為構成基材24之薄膜材料，例如能夠舉出聚對酞酸乙二酯（PET）、聚萘二甲酸乙二酯（PEN）及聚乳酸（PLA）等聚酯系樹脂；三乙酸纖維素等纖維素系樹脂；聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）及環烯烴系（COC、COP）樹脂等聚烯烴系樹脂；聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等丙烯酸系樹脂；聚碳酸酯（PC）樹脂；聚四氟乙烯（PTFE）等氟系樹脂等。
又，基材24可以係由1層構成者，或者，亦可以係由2層以上構成者。例如，由複數層構成之基材24可以包括由光擴散薄膜構成之層。 順便提及，在本實施形態的基材24上，在微小光源16所在之一側設置有與反射圖案30相同之材質的反射層（未圖示）。該反射層係厚度均勻且充分小的層。
又，當將透明薄膜用作基材24時，基材24的透射率（嚴格來說，微小光源16在發光波長帶中之平均光線透射率）較佳為50%以上，更佳為70%以上，特佳為85%以上。
又，基材24可以係具備光擴散性者。例如，可以藉由在基材24的至少一個表面上形成凹凸形狀或稜鏡形狀而對基材24賦予光擴散性。又，亦可以藉由使無機微粒或有機微粒分散於基材24的內部而對基材24賦予光擴散性。
又，就基材24的折射率而言，為了使透射基材24之光線的入射角度不過度受限，根據與空氣的折射率之關係，較佳為1.00～2.00，更佳為1.30～1.80。
在此，將基材24的厚度方向亦即基材24和光源設置面22的排列方向設為Z方向，將從基材24觀察時LCD12所在之一側設為+Z側，將光源設置面22所在之一側設為-Z側。基材24的-Z側的表面為第一面26，如上所述，在第一面26上形成有反射圖案30。又，基材24的+Z側的表面為第二面28，第二面28例如與LCD12的背面對向，在本實施形態中其構成光源單元14的光出射面。
又，在使第二面28上之亮度變均勻之觀點上，將第二面28與光源設置面22之間的間隔d較佳設為1mm～4mm，更佳設為1mm以上且小於2mm。
（反射圖案） 反射圖案30形成（圖案化）於基材24的第一面26，其反射來自複數個微小發光元件18之入射光（嚴格來說，透射了第二光散射體36之光）。反射圖案30在基材24的-Z側與基材24積層。
在本實施形態中，例如，如圖14所示，反射圖案30由與微小發光元件18相同數量的單位圖案32構成。 另外，在圖14所示之反射圖案30中，為了方便圖示，單位圖案32的個數設為與實際不同之個數。
又，複數個單位圖案32以第一面26的中央位置作為基準而有規則地且對稱地配置。具體而言，單位圖案32從第一面26的中央位置開始分別在XY方向上以等間距形成。在此，第一面26上之單位圖案32的間距與光源設置面22上之微小發光元件18的間距同等或大致相等。藉此，如圖3所示，在基材24位於正規的配置位置之狀態下，各個單位圖案32會位於各微小發光元件18的正上方。
又，如圖15所示，各個單位圖案32係下端比較寬的平緩（寬闊）的大致圓錐形狀的圖案。亦即，在本實施形態中，單位圖案32具有朝向光源設置面22突出且隨著靠近光源設置面22而直徑階段性地變小之形狀。 另外，各單位圖案32亦可以如圖15所示為朝向光源設置面22而逐漸縮徑之錐形形狀，還可以如圖16所示為藉由在複數個縮徑部位不連續地縮徑而呈階梯（段差）之形狀。 又，各單位圖案32的形狀並不限於大致圓錐形狀，亦可以為三角錐或四角錐形狀，還可以為圓柱或在俯視下呈多邊形之角柱形狀等，或者還可以為不規則形狀。
單位圖案32的材質為光反射率高的材料（以下，稱為反射材料）。作為反射材料，例如可以舉出白色顏料等，作為白色顏料，可以舉出氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鉀、二氧化矽、滑石及黏土等。作為白色顏料以外的反射材料，可以舉出以銀錯合物為主成分之導電性銀油墨（例如，以包覆銀超微粒為主成分之導電性銀油墨）等。又，作為反射材料，能夠使用包含上述白色顏料之熱塑性樹脂組成物。作為用作反射材料之熱硬化性樹脂組成物的具體例，能夠使用公知的胺酯樹脂與異氰酸酯化合物的組合、環氧樹脂與多胺或酸酐的組合、矽酮樹脂與交聯劑的組合等包含主劑和硬化劑之2成分型的熱硬化性樹脂、以及含有胺、咪唑及磷系等硬化促進劑之3成分型的熱硬化性樹脂。具體而言，能夠例示出使用了日本特開2014-129549中所記載之矽酮系的熱硬化性樹脂之光反射層。 另外，在本實施形態中，將氧化鈦用作反射材料來形成單位圖案32。
第一面26上之反射圖案30的形成（圖案化）可以藉由噴墨方式的印刷或其他方式（例如，網版印刷等）的印刷來進行。但是，圖案形成（圖案化）的方法並不限定於印刷，亦可以為金屬蒸鍍或反射材料的塗佈。又，可以在第一面26的整個面上塗佈反射材料之後，以保留上述單位圖案32之方式削掉反射材料來形成反射圖案30。
然後，在本實施形態中，根據設置於光源設置面22上之微小光源16（詳細而言，作為微小發光元件18之迷你LED）的配光特性而將反射圖案30形成於第一面26。 具體而言，構成反射圖案30之複數個單位圖案32分別以與第二面28上之亮度的分布有關之指標值（例如，正規化動態範圍及正規化西格瑪等）滿足設定條件之方式形成於第一面26。在此，設定條件係作為光源單元14的要求規格而正規化動態範圍及正規化西格瑪等指標值應滿足之數值範圍。
更詳細地進行說明，在出射面中位於微小發光元件18的正上方之區域中，以使光減少至目標值之方式確定單位圖案32的厚度、尺寸及配置位置。又，在位於微小發光元件18的正上方附近的區域中，以減少各擴散光及反射光之方式確定單位圖案32的厚度、尺寸及配置位置。 在此，單位圖案32的厚度係從單位圖案32的底面（+Z側的端部）到頂部（-Z側的端部）為止的長度，單位圖案32的尺寸係單位圖案32的最大直徑。又，單位圖案32的配置位置係XY方向上之單位圖案32的中心位置（呈圓形之單位圖案32的底面的中心位置）。
而且，以使各單位圖案32成為所確定之厚度、尺寸及配置位置之方式將反射圖案30形成於第一面26。另外，關於形成反射圖案30之程序，在後項中詳細敘述。
（第二光散射體） 第二光散射體36在其內部使來自微小光源16之光散射而使其擴散。在本實施形態中，第二光散射體36為平板或薄膜狀，如圖3所示，在Z方向上，在第一光散射體34與至少一個微小光源16（亦即，複數個微小發光元件18）之間以與第一光散射體34平行之方式配置。
從各微小發光元件18發出之光入射到第二光散射體36中，並在第二光散射體36內散射之後最終透射第二光散射體36。藉此，能夠確保作為出射面之第二面28上之亮度的均勻性，並且將光源單元14及顯示裝置10更加薄型化。又，藉由設置第二光散射體36，能夠提高針對第一光散射體34的位置偏離之穩健性。
如上所述，在第二光散射體36上未形成有反射圖案30。具體地進行說明，第二光散射體36由包括基層和散射層之積層體構成。基層由具有透光性之板材料或薄膜材料構成，例如在包含聚碳酸酯或丙烯酸樹脂等之半透明的樹脂薄膜上形成有光擴散構造（例如，微小且無規則的透鏡陣列等）之光學薄膜能夠用作基層。散射層並不像反射圖案30那樣分散存在，而是以大致均勻的厚度形成於基層的整個表面（例如，位於第一光散射體34側之表面）。構成散射層之材料為與反射圖案30相同之反射材料，例如能夠利用氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鉀、二氧化矽、滑石及黏土等。 另外，第二光散射體36並不限定於上述積層體，例如亦可以將使折射率與基材的折射率不同之光散射粒子分散於由透明的樹脂形成之基材內而構成之導光構件用作第二光散射體36。
第二光散射體36愈靠近光源設置面22，則從微小光源16朝向第二光散射體36之光的發散愈大。又，第一光散射體34與第二光散射體36之間的距離變得愈大，則來自第二光散射體36之光的發散（擴散程度）變得愈大。考慮到這樣的傾向，期望第二光散射體36配置於能夠最大限度地發揮光發散的效果之位置。
以上，對本實施形態的光源單元14的構成例進行了說明，但上述構成僅為一例，亦可以考慮其他構成。 在本實施形態中，作為基材24的+Z側的表面之第二面28為出射面，但並不限定於此。例如，亦可以將在第二面28上重疊稜鏡片，將該稜鏡片的+Z側的表面作為出射面。 又，本實施形態之光源單元14用作顯示裝置10的背光單元，但並不限定於此，亦可以用作面發光的照明裝置。
[光源單元製造裝置] 接著，對製造本實施形態的光源單元14之光源單元製造裝置40進行說明。如圖17所示，光源單元製造裝置40具有配光特性獲取裝置42、圖案形成資料生成裝置44及圖案形成裝置46。
（配光特性獲取裝置） 配光特性獲取裝置42係獲取光源單元14中所使用之微小光源16的配光特性（嚴格來說，與配光特性有關之資訊）之裝置，其例如由公知的配光特性測定裝置構成。作為配光特性測定裝置，能夠利用藉由測角器、旋轉台或旋轉鏡使光源旋轉並藉由照度計或亮度計測定該角度下之照度（發光強度）之裝置。作為其一例，可以舉出systems engineering公司製造之LED照明配光測定系統NeoLight及Hamamatsu Photonics K.K.製造之亮度配光特性測定裝置C9920-11等。 又，作為上述以外的配光特性測定裝置，亦能夠利用在預先設定之條件下測定LED元件或LED模組的配光光譜分布特性之LED配光測定裝置（例如，OptCom Co.,Ltd.的測定裝置等）。在該裝置中，控制鉛垂配光台及水平配光台來調整LED輻射角，在以與光檢測器對向之方式進行定位之後，按照測定條件控制裝置的點燈電源而使其點燈，並藉由測量控制設備測定光譜分布。
（圖案形成資料生成裝置） 圖案形成資料生成裝置44係生成用於形成反射圖案30之資料（以下，稱為圖案形成資料。）之裝置，其例如由具備未圖示之處理器之電腦構成。處理器例如由CPU（Central Processing Unit：中央處理單元）或MPU（Micro-Processing Unit：微處理單元）等構成，其執行儲存於裝置內的儲存裝置（未圖示）中之光學模擬用程式。藉由執行該模擬程式，圖案形成資料生成裝置44根據微小光源16的配光特性確定反射圖案30的形成條件，生成表示該條件之圖案形成資料。
具體地進行說明，圖案形成資料生成裝置44從配光特性獲取裝置42獲取與微小光源16的配光特性有關之資訊（例如，配光特性的測定值）。圖案形成資料生成裝置44根據所獲取之配光特性，通過光學模擬來決定各單位圖案32的厚度、尺寸及配置位置（以下，稱為厚度等）。此時，以滿足下述第一條件及第二條件之方式決定厚度等。 第一條件：第二面28中位於與至少一個微小光源16重疊之位置之特定區域及包圍特定區域之周邊區域各自中之亮度成為基準值以下。 第二條件：第二面28上之亮度的分散程度在目標範圍內。
藉由滿足第一條件及第二條件，使正規化西格瑪及正規化動態範圍等指標值滿足前述設定條件。 另外，第一條件下之“特定區域”係第二面28中位於與各微小發光元件18在Z方向上重疊之位置之區域，通俗易懂地說，係位於各微小發光元件18的正上方之區域。若假想假定在第一面26上未形成複數個單位圖案32之情況，則特定區域中之亮度成為最高。 第一條件下之“周邊區域”係第二面28中以圍繞特定區域之方式配置之區域，其從與特定區域鄰接之一側朝向外側以層狀排列而存在。 第一條件下之“基準值”係對特定區域中之亮度設定之目標值，例如係將在第一面26上未形成複數個單位圖案32之情況下之第二面28的各區域中之亮度進行平均化所得之值（平均亮度）。
第二條件下之“亮度的分散程度”係與第二面28的各區域（亦即，特定區域及周邊區域各自）中之亮度的分布有關之評價指標，換言之，表示亮度的平滑性。 第二條件下之“目標範圍”係對亮度的分散程度設定之數值範圍，例如係與分散程度的目標值同等或能夠視為同等之範圍（誤差範圍）。另外，在本實施形態中，根據第一條件的基準值來設定目標範圍。
在以滿足上述第一條件及第二條件之方式確定各單位圖案32的厚度等時，圖案形成資料生成裝置44實施既定的運算處理。該運算處理流程係按照圖18所示之程序來進行。以下，參閱圖18對上述運算處理流程進行說明。
（運算處理流程） 在實施運算處理流程時，將第二面28分區為複數個計算單位。具體地進行說明，將第二面28在XY方向上劃分為以各微小發光元件18的配置位置作為中心之複數個區域，將各自作為計算單位。在此，計算單位在第二面28上存在與微小發光元件18相同之數量，在本實施形態中，如圖19A及圖19B所示，成為方形形狀的區域。
如圖19A及圖19B所示，各計算單位進一步分為細小的計算區域。在此，計算區域可以如圖19A所示在XY方向上排列成格子狀，亦可以如圖19B所示排列成同心圓狀。 各計算單位中位於與XY方向上之各微小發光元件18的配置位置相同之位置之計算區域P1相當於上述特定區域。以呈在特定區域的外側圍繞特定區域之方形框或環之方式排列之計算區域P2～P6相當於上述周邊區域。
另外，關於計算區域的尺寸（網格尺寸）及分區方式，並不受特別限定，以下舉出將各計算單位劃分為以微小發光元件18的配置位置作為中心之多層計算區域之情況為例子進行說明。例如，當使用圖19A中所圖示之計算單位時，成為處理在XY方向上配置成矩陣狀之9×9個計算區域之形態。另一方面，當使用圖19B中所圖示之計算單位時，成為處理排列成同心圓狀之6個計算區域之形態。
運算處理流程中的各步驟係以一個計算單位為對象而實施。在運算處理流程中，如圖18所示，首先，將計算單位中之所有計算區域設定為初始值（S001）。為了求出初始值，假想假定在第一面26上未形成複數個單位圖案32之情況，求出該情況的第二面28的各區域中之亮度的分布。然後，評價作為亮度的分散程度之平滑性，將該評價值成為最小之厚度作為初始值。
接著，在各計算區域被設定為初始值之狀態下，計算微小發光元件18點燈之情況的計算單位中之亮度的分布，並評價平滑性（S002）。然後，將步驟S002中所計算之亮度的分布中之平均值設定為目標值（亦即，前述第一條件的基準值）（S003）。
以後的步驟係對每個計算區域重複進行，因此將作為計算對象之計算區域設為Pi，並設定為i=1（S004）。在此，i係在XY方向上以微小發光元件18的配置位置作為基準而確定，i愈小，則意味著愈靠近微小發光元件18。另外，i=1的情況的計算區域亦即P1為位於微小發光元件18的正上方之特定區域。
在下一個步驟S005中，判定相對於步驟S003中所設定之目標值（平均亮度），步驟S002中所計算之分布的亮度是否在預先設定之誤差範圍內。又，在步驟S005中，判定步驟S002中所評價之平滑性是否在以目標值作為基準而確定之設定範圍內，詳細而言，判定是否在目標值的誤差範圍內且是否滿足目標值。
當步驟S005中之判定結果為“是”時，分布的亮度滿足目標值，且平滑性在設定範圍內，因此結束運算處理流程。 另一方面，當步驟S005中之判定結果為“否”時，判定計算區域Pi中之亮度是否達到目標值（S006）。另外，在最初進行之步驟S006中，i=1，因此判定特定區域中之亮度是否達到目標值。
當步驟S006中之判定結果為“是”時，亦即，若計算區域Pi中之亮度滿足目標值，則使i增加，將作為計算對象之計算區域Pi變更為下一個區域（S007）。然後，返回到步驟S005。
另一方面，當步驟S006中之判定結果為“否”時，亦即，若計算區域Pi中之亮度不滿足目標值，則在後述之步驟S008中進行另一種判定。然後，當步驟S008中之判定結果為“否”時，變更計算區域Pi中之厚度（亦即，計算區域Pi上之單位圖案32的厚度）（S009）。
在步驟S009中，當計算區域Pi中之亮度大大超出目標值時，以降低亮度之方式變更厚度。相反地，當計算區域Pi中之亮度大大低於目標值時，以使亮度上升之方式變更厚度。 另外，在變更厚度時，預先確定厚度的變化量與亮度的變化量之間的關係（相關性），並將所確定之相關關係作為表資料而進行儲存即可。然後，在步驟S009中，較佳為參閱表資料求出成為適當的亮度之厚度的變化量，並以所求出之變化量變更厚度。
又，在步驟S009中，以使變更後的厚度不超出預先確定之厚度的調整範圍之方式變更厚度。當變更後的厚度達到上述調整範圍的上限值或下限值時，將對計算區域Pi之計算次數變更為既定值（具體而言，上限次數）。在該情況下，後述之步驟S008中之判定結果成為“是”而返回到步驟S002，計算亮度的分布並評價平滑性。然後，實施下一個步驟S003來設定目標值。
具體地進行說明，在厚度達到上限之計算區域Pi中，無法進一步減小亮度，因此需要降低目標值。在此，計算區域Pi的亮度係以降序進行計算，因此上述狀況僅在i=1亦即特定區域中發生。基於這點，與初始值相比，增加厚度，在特定區域的亮度降低之狀態下再次計算平均值。藉此，與其以前的值相比，平均亮度亦即目標值降低。其結果，將圖案的厚度設為小的值並且滿足目標值之可能性提高。
相反地，在厚度達到下限之計算區域Pi中，處於與目標值相比亮度降低之狀態。在該情況下，需要降低（散射）更靠近特定區域的區域中之亮度，並將光引導到上述計算區域Pi。在上述計算區域Pi的前一個計算區域P[i-1]等中，亮度已滿足目標值，因此若計算平均值，則與其以前的目標值（平均亮度）相比降低。基於這點，在前一個計算區域P[i-1]等中，以使厚度更厚地散射之方式設定目標值。其結果，在計算區域Pi中，圖案的厚度為大的值且滿足目標值之可能性提高。
返回到圖18的流程進行說明，在步驟S009中變更計算區域Pi中之厚度之後，適用變更後的厚度來計算微小發光元件18點燈之情況的計算單位中之亮度的分布（S010）。又，在該時點，將對計算區域Pi之計算次數僅增加（count up）+1。
然後，返回到步驟S006，判定計算區域Pi中之亮度是否達到目標值。若該判定結果為“是”，則實施步驟S007，然後返回到步驟S005。相反地，當步驟S006中之判定結果為“否”時，實施步驟S008，判定對計算區域Pi之計算次數是否超出既定值（上限次數）。當步驟S008中之判定結果為“否”時，實施步驟S009來變更計算區域Pi中之厚度。
另一方面，當步驟S008中之判定結果為“是”時，為了修正目標值而返回到步驟S002。亦即，實施步驟S002，根據在該時點所設定之各計算區域中之厚度來計算微小發光元件18點燈之情況的計算單位中之亮度的分布。然後，實施步驟S003，將步驟S002中所計算之分布中之亮度的平均值設定為新的目標值。
藉由以上的程序實施運算處理流程，直至步驟S005中之判定結果成為“是”為止一邊改變作為計算對象之計算區域Pi，一邊重複進行（循環）步驟S002～步驟S010。藉此，如圖20A及圖20B所示，決定各計算區域Pi中之單位圖案32的厚度。 另外，在圖20A及圖20B的各圖中，示出從上朝下依序確定各計算區域中之厚度之情形，重新計算厚度之計算區域（各圖中重新著色之部分）從內側向外側移動。
另外，作為處理算法，即使在原本就不存在解之狀況下亦需要適當停止流程，因此另行對整體的循環次數進行計數，當循環次數超出上限次數時作為“無解”而停止流程。
然後，在步驟S005中之判定結果成為“是”之時點，決定各計算區域Pi中之厚度（亦即，單位圖案32的厚度）。藉此，對於各單位圖案32，以滿足前述第一條件及第二條件之方式決定厚度等。
（圖案形成裝置） 圖案形成裝置46按照藉由圖案形成資料生成裝置44而生成之圖案形成資料，在基材24的第一面26上形成反射圖案30。本實施形態的圖案形成裝置46由噴墨型的印表機構成，其朝向第一面26的各部噴出含有反射材料之油墨而形成複數個單位圖案32。此時，圖案形成裝置46以使各單位圖案32的厚度等成為圖案形成資料中所規定之厚度等之方式調整油墨的噴出時刻及噴出量等。
亦即，本實施形態的圖案形成資料係印表機控制用資料（印刷資料）。作為印表機之圖案形成裝置46按照圖案形成資料噴出油墨，藉此既定量的油墨著落於第一面26的既定位置。其結果，在第一面26上會以成為滿足第一條件及第二條件之厚度等之方式形成複數個單位圖案32。
以如上方式，藉由圖案形成裝置10製造形成有反射圖案30之基材24（亦即，第一光散射體34）。然後，藉由組合第一光散射體34、設置有微小發光元件18之基板20及第二光散射體36來製造光源單元14。
另外，圖案形成裝置46並不限定於噴墨型的印表機，亦可以由除此以外的裝置，例如噴墨型以外的印刷方式的印表機或油墨塗佈裝置構成。或者，亦可以為使用網版印刷技術製作用於形成既定的反射圖案30之版並利用該版進行印刷之裝置。 [實施例]
以下，根據下述實施例對本發明更詳細地進行說明。 另外，關於下述實施例所示之材料、使用量、比例、處理內容及處理程序等，只要不脫離本發明的趣旨，則能夠適當進行變更。因此，本發明的範圍不應藉由下述實施例進行限定性解釋。
[與亮度分布有關之光學模擬] 在實施例1～3及比較例1～4中，藉由光學模擬計算出光源單元的出射面上之亮度的分布。在此，出射面各部的亮度設為變動者，以除以其平均值之相對值來進行評價。
在光學模擬中所使用之模式（以下，稱為模擬模式）中，使用了在俯視下為正方形狀的基板20。又，在光源設置面22上的圖21所示之複數個配置位置上分別配置了作為微小發光元件18之迷你LED。具體而言，從光源設置面22的中央位置開始，在XY方向的各方向上以大致恆定間距配置了共計9個迷你LED。X方向上之迷你LED的間距設為5.386mm，Y方向上之迷你LED的間距設為6.066mm。
各迷你LED的晶片尺寸設為230μm×120μm×130μm。各迷你LED的配光特性設為圖1所示之配光特性，將其視角設為130度，將最亮的迷你LED正上方附近處之強度設為0.32W/sr mm2 。
又，在模擬模式中，光源設置面22的露出部分之光散射係與光的入射角相對應之散射，其設為遵循COSN幕律（N=2）。 另外，關於基板20的反射率、透射率及吸收率，分別設為90%、5%、5%。
又，在實施例1～3及比較例1～3之模擬模式中，將第一光散射體34配置於光源設置面22的上方。更詳細而言，在實施例1～3及比較例1～3各自中，將第一光散射體34以與光源設置面22平行地且在XY方向上光源設置面22的中央位置與基材24的表面的中央位置一致之方式進行了配置。 作為第一光散射體34的基材24，使用了厚度0.1mm的聚對酞酸乙二酯（PET）製薄膜。PET薄膜在俯視下為正方形狀，其折射率n設為1.576。 又，在模擬模式中，將PET薄膜的+Z側的表面（亦即，位於與光源設置面22相反的一側之第二面）作為光的出射面，關於出射面各部處的發散角，設為10度。
（實施例1～3） 在實施例1～3中，在模擬模式中所使用之PET薄膜的-Z側的表面（亦即，第一面）上設置了由複數個單位圖案32構成之反射圖案30。單位圖案32係由氧化鈦構成，且在XY方向上以迷你LED的正上方位置作為中心而配置，設置了由縱橫各3個共計9個單位圖案32構成之反射圖案30。
如圖16所示，各單位圖案32係將直徑互不相同之5個圓柱狀圖案片段重疊為同心圓狀而成者。各圖案片段的半徑從前端側依序設為0.5mm、1.0mm、1.6mm、2.2mm、2.65mm。實施例1～3中之各圖案片段的厚度分別設定為表1所示之值。另外，表1所示之厚度為以相對於基準厚度t（t=0.00759mm）之比率表示之值。
[表1]
   第二散射體的有無 間隔 圖案的厚度 正規化 西格瑪 正規化 動態範圍
0.5mm 1.0mm 1.6mm 2.2mm 2.65mm 平坦部
實施例1 有 1.0mm 13.17523 6.587615 3.952569 1.976285 1.317523 0.1 0.12059 0.37653
實施例2 有 2.0mm 1.976285 1.976285 1.317523 0.658762 0.395257 0.1 0.12844 0.39434
實施例3 有 4.0mm 1.054018 0.922266 0.922266 0.658762 0.395257 0.1 0.14077 0.42741
比較例1 無 1.0mm 19.76285 5.928854 2.108037 1 0.922266 0.1 0.12547 0.59444
比較例2 無 2.0mm 3.557312 2.898551 1.317523 0.6 0.5 0.1 0.12705 0.49464
比較例3 無 4.0mm 1.581028 1.317523 0.790514 0.527009 0.263505 0.1 0.09237 0.30873
比較例4 無 12mm - - - - - - - -
又，在本實施例1～3中，作為反射圖案30的基底，將由氧化鈦構成之層（平坦部）設置於PET薄膜的-Z側的整個表面。平坦部的厚度均勻，並且設為上述基準厚度t的0.1倍。
另外，關於設置有反射圖案30之PET薄膜的光學參數（擴散係數及吸收係數等），以透射率及反射率在藉由模擬所得之計算值與實測值之間一致之方式決定。透射率及反射率的測量中使用了光線追蹤模擬軟體（產品名：Light Tools）。 另外，設置有反射圖案30之PET薄膜的折射率n設為1.4，吸收係數設為0。
另外，在實施例1～3中，如表1所示，將光源設置面22與出射面（亦即，構成第一光散射體34之PET薄膜的+Z側的表面）之間的間隔分別設為1mm、2mm及4mm。
又，在實施例1～3中，在第一光散射體34與光源設置面22之間配置了第二光散射體36。更詳細地進行說明，在實施例1～3各自中，將第二光散射體36以與第一光散射體34平行地且在XY方向上光源設置面22的中央位置與第二光散射體36的表面的中央位置一致之方式進行了配置。 第二光散射體36藉由將厚度0.1mm的聚對酞酸乙二酯（PET）製薄膜切割成在俯視下為正方形狀並在其上表面上積層氧化鈦的層而形成。就氧化鈦的層的厚度而言，在第二光散射體36的各部設為大致均勻，具體值設為0.8mm。
（比較例1～3） 在比較例1～3中，如表1所示，未設置第二光散射體36，關於除此以外的點設為與實施例1～3相同之條件。另外，在比較例1中，採用與實施例1相對應之條件，在比較例2中，採用與實施例2相對應之條件，在比較例3中，採用了與實施例3相對應之條件。
（比較例4） 在比較例4中，將未形成有反射圖案30之基材24亦即PET薄膜的單體配置於光源設置22的上方，來代替配置於第一光散射體34。又，在比較例4中，未設置第二光散射體36，並將光源設置面22與出射面（亦即，構成基材24之PET薄膜的+Z側的表面）之間的間隔設為12mm。
（關於模擬結果） 將實施例1～3及比較例1～4中所模擬之出射面上之亮度的分布示於圖22～28。在圖22～28的各圖中，以黑白的深淺來可視化表示亮度的大小（各圖中的左側的圖表），並且以直方圖表示亮度的平滑性（各圖中的右側的圖表）。
又，關於實施例1～3及比較例1～3，根據出射面上之亮度分布的模擬結果來計算出與亮度分布有關之指標值（具體而言，前述正規化西格瑪及正規化動態範圍），並將其計算結果示於表1。 又，關於實施例1與比較例1、實施例2與比較例2及實施例3與比較例3各自的組合，將單位圖案32的各部分之厚度圖示於圖9、圖29、圖30。另外，在圖9、圖29、圖30各自中，橫軸表示距圖案中心之距離亦即半徑（單位為mm），縱軸表示以相對於前述基準厚度t之比率表示厚度之值（在圖中，標記為正規化厚度）。
由比較例4的模擬結果（圖28）可知，當未形成有反射圖案30時，在出射面中的迷你LED的正上方位置及其附近，亮度明顯上升，在該等部位與其他部位之間亮度差比較大。
又，若將實施例1～3及比較例1～3各自的模擬結果（圖22～27）和比較例4的模擬結果（圖28）進行對比則可知，藉由設置具有反射圖案30之第一光散射體34，能夠使出射面上之亮度分布更加平滑化。
又，如表1中所記載之指標值（具體而言，正規化西格瑪及正規化動態範圍）所示，出射面上之亮度分布的平滑性根據第二光散射體36的有無及作為出射面之第二面28與光源設置面22之間的間隔d而變化。
又，在間隔d一致之情況下，使出射面上之亮度分布的平滑性上升或維持在相同程度的水準之後，設置第二光散射體36，藉此能夠將反射圖案30中之各單位圖案32的形狀設為平緩（寬闊）的形狀。 例如，在間隔d為1mm的條件（亦即，實施例1及比較例1的條件）下，如圖9及表1所示，單位圖案32的中心部（亦即，半徑為0.5mm的部分）的厚度藉由設置第二光散射體36而變得更小。又，關於中心部與其以外的部分之間之厚度差，亦藉由設置第二光散射體36而變得更小。這樣的傾向在如圖29及圖30所示間隔d為2mm或4mm的條件（亦即，實施例2及比較例2的條件或實施例3及比較例3的條件）下亦同樣可以確認到。
而且，在實施例1～3中，藉由單位圖案32的形狀變得平緩，與比較例1～3相比，單位圖案32的厚度減小。其結果，在實施例1～3中，能夠將光源單元更加薄型化。又，在實施例1～3中，藉由單位圖案32的形狀變得平緩，與比較例1～3相比，容易形成（圖案化）單位圖案32，包括反射圖案之第一光散射體的製作難度降低。
以上說明之本發明的實施例1～3各自的條件均在本發明的範圍內，因此本發明的效果是很明確的。
10:顯示裝置 12:LCD（液晶顯示器） 14:光源單元 16:微小光源 18:微小發光元件 20:基板 22:光源設置面 24:基材 26:第一面 28:第二面 30:反射圖案 32:單位圖案 34:第一光散射體 36:第二光散射體 40:光源單元製造裝置 42:配光特性獲取裝置 44:圖案形成資料生成裝置 46:圖案形成裝置 d:間隔 P1～P6:計算區域 X、Y、Z:方向
圖1係表示配光特性之特性圖的一例。 圖2係顯示裝置的構成設備的示意側面圖。 圖3係表示光源單元的構成例之圖，表示圖2的I-I剖面。 圖4係表示在基材上未設置有反射圖案之情況的、與出射面上之亮度的均勻性有關之指標值之圖表（其1）。 圖5係表示在基材上未設置有反射圖案之情況的、與出射面上之亮度的均勻性有關之指標值之圖表（其2）。 圖6係表示在基材上設置有反射圖案之情況的、與出射面上之亮度的均勻性有關之指標值之圖表（其1）。 圖7係表示在基材上設置有反射圖案之情況的、與出射面上之亮度的均勻性有關之指標值之圖表（其2）。 圖8係表示存在第二光散射體之情況的單位圖案的形狀（實線）和不存在第二光散射體之情況的單位圖案的形狀（虛線）之圖。 圖9係關於根據第二光散射體的有無而變化之反射圖案的厚度的分布之說明圖（係關於實施例1和比較例1各自而示出單位圖案各部的厚度之圖）。 圖10係表示第一光散射體的配置位置偏離之情況的、與出射面上之亮度的均勻性有關之指標值的變化之圖（其1）。 圖11係表示第一光散射體的配置位置偏離之情況的、與出射面上之亮度的均勻性有關之指標值的變化之圖（其2）。 圖12係表示進一步具備第二光散射體之情況的、與出射面上之亮度的均勻性有關之指標值的變化之圖（其1）。 圖13係表示進一步具備第二光散射體之情況的、與出射面上之亮度的均勻性有關之指標值的變化之圖（其2）。 圖14係第一光散射體的示意俯視圖。 圖15係反射圖案的單位圖案的側面圖。 圖16係表示反射圖案的單位圖案的變形例之圖。 圖17係有關本發明的一實施形態之光源單元製造裝置之說明圖。 圖18係表示用於確定反射圖案的形成條件之運算處理流程之圖。 圖19A係計算區域的說明圖（其1）。 圖19B係計算區域的說明圖（其2）。 圖20A係表示成為計算對象之區域遷移之情形之圖（其1）。 圖20B係表示成為計算對象之區域遷移之情形之圖（其2）。 圖21係模擬模式的說明圖。 圖22係表示實施例1中之出射面上之亮度的分布之圖。 圖23係表示實施例2中之出射面上之亮度的分布之圖。 圖24係表示實施例3中之出射面上之亮度的分布之圖。 圖25係表示比較例1中之出射面上之亮度的分布之圖。 圖26係表示比較例2中之出射面上之亮度的分布之圖。 圖27係表示比較例3中之出射面上之亮度的分布之圖。 圖28係表示比較例4中之出射面上之亮度的分布之圖。 圖29係關於實施例2和比較例2各自而示出單位圖案各部的厚度之圖。 圖30係關於實施例3和比較例3各自而示出單位圖案各部的厚度之圖。
14:光源單元
16:微小光源
18:微小發光元件
20:基板
22:光源設置面
24:基材
26:第一面
28:第二面
30:反射圖案
32:單位圖案
34:第一光散射體
36:第二光散射體
d:間隔
Z:方向

Claims (13)

  1. 一種光源單元，其特徵在於，係具有： 光源設置面，係設置有至少一個微小光源； 第一光散射體，係具備與前述光源設置面排列而配置且具有透光性之基材，且在前述基材中位於前述光源設置面側之第一面上具備根據前述至少一個微小光源的配光特性而形成之反射圖案；及 第二光散射體，係配置於前述第一光散射體與前述至少一個微小光源之間。
  2. 如請求項1所述之光源單元，其中 前述反射圖案僅設置於前述第一光散射體及前述第二光散射體中的前述第一光散射體。
  3. 如請求項1或請求項2所述之光源單元，其中 前述基材中位於與前述第一面相反的一側之第二面與前述光源設置面之間的間隔為1mm以上且4mm以下。
  4. 如請求項1所述之光源單元，其係具備具有平面狀的前述光源設置面之基板， 在前述光源設置面上，作為前述至少一個微小光源之複數個微小發光元件以前述光源設置面的中央位置作為基準而對稱地配置。
  5. 如請求項1所述之光源單元，其中 在前述第一面上，作為前述反射圖案之複數個單位圖案以前述第一面的中央位置作為基準而對稱地形成。
  6. 如請求項5所述之光源單元，其中 前述複數個單位圖案分別由氧化鈦構成。
  7. 如請求項5所述之光源單元，其中 前述複數個單位圖案分別具有朝向前述光源設置面突出且隨著靠近前述光源設置面而直徑階段性地變小之形狀。
  8. 如請求項5至請求項7之任一項所述之光源單元，其中 前述複數個單位圖案分別為了使與前述基材中位於與前述第一面相反的一側之第二面上之亮度的分布有關之指標值滿足設定條件而形成於前述第一面。
  9. 如請求項8所述之光源單元，其中 藉由滿足下述第一條件及第二條件，前述指標值滿足前述設定條件， 前述複數個單位圖案各自的厚度、尺寸及配置位置為以滿足前述第一條件及前述第二條件之方式確定之厚度、尺寸及配置位置， 第一條件：前述第二面中位於與前述至少一個微小光源重疊之位置之特定區域及包圍前述特定區域之周邊區域各自中之亮度成為基準值以下， 第二條件：前述第二面上之亮度的分散程度在目標範圍內。
  10. 如請求項1所述之光源單元，其中 前述基材由具有透光性之薄膜材料構成。
  11. 如請求項1所述之光源單元，其中 分別在與前述光源設置面平行且相互正交之兩個方向上，相對於前述光源設置面之前述第一光散射體的正規的配置位置與前述第一光散射體的實際配置位置的偏離量為0.2mm以下。
  12. 一種顯示裝置，其係具有液晶顯示器，在前述液晶顯示器的背面側具備如請求項1所述之光源單元作為背光單元。
  13. 一種光源單元製造裝置，其係製造如請求項1所述之光源單元，前述光源單元製造裝置係具有： 配光特性獲取裝置，係獲取前述至少一個微小光源的配光特性；及 圖案形成裝置，係按照根據所獲取之前述配光特性而生成之圖案形成資料，在前述基材的前述第一面上形成前述反射圖案。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023133687A1 (en) * 2022-01-11 2023-07-20 Hefei Raysees Ai Technology Co., Ltd. Backlight module and display device ii

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4635128B2 (ja) * 2006-01-27 2011-02-16 株式会社オプトデザイン 面照明光源装置及びこれを用いた面照明装置
JP4280283B2 (ja) 2006-01-27 2009-06-17 株式会社オプトデザイン 面照明光源装置及びこれを用いた面照明装置
JP2010040236A (ja) 2008-08-01 2010-02-18 Epson Imaging Devices Corp 照明装置、電気光学装置及び電子機器
JP2010276715A (ja) * 2009-05-26 2010-12-09 Toppan Printing Co Ltd 光学シート、照明ユニット及び表示装置
WO2011118108A1 (ja) 2010-03-23 2011-09-29 株式会社朝日ラバー シリコーン樹脂製反射基材、その製造方法、及びその反射基材に用いる原材料組成物
JP2012174634A (ja) * 2011-02-24 2012-09-10 Sharp Corp 光源モジュールおよび光学部材
JP6025309B2 (ja) 2011-06-29 2016-11-16 シャープ株式会社 光源装置および液晶表示装置
JP6187292B2 (ja) 2014-02-10 2017-08-30 豊田合成株式会社 発光装置の製造方法
JP2018037316A (ja) 2016-08-31 2018-03-08 大日本印刷株式会社 直下型のｌｅｄバックライト、及び、それを用いたｌｅｄ画像表示装置
JP6575729B2 (ja) * 2017-06-01 2019-09-18 大日本印刷株式会社 スペーサー、ｌｅｄ面光源装置およびｌｅｄ画像表示装置
JP2018207047A (ja) * 2017-06-08 2018-12-27 大日本印刷株式会社 Ｌｅｄ素子用基板、及び、それを用いたｌｅｄバックライト
KR102297644B1 (ko) 2017-09-28 2021-09-02 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR102377175B1 (ko) 2017-09-28 2022-03-21 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함한 액정표시장치
JP2019129066A (ja) * 2018-01-24 2019-08-01 シャープ株式会社 照明装置及び表示装置
JP7048888B2 (ja) * 2018-04-06 2022-04-06 日亜化学工業株式会社 光源装置の製造方法
JP2020021039A (ja) * 2018-08-03 2020-02-06 恵和株式会社 光拡散板及びバックライトユニット
KR102517072B1 (ko) * 2018-12-07 2023-03-31 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치

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