(57)【要約】【課題】光制御要素が観察者側から視認されることを防ぎつつも、射出効率が高く、かつ、輝度を均一にするなど光制御が容易にできる照明ユニットを提供する。【解決手段】照明ユニットは、光源と、光源から射出される光を入射する入射面と、入射面から入射される光を反射させる反射面と、反射面に対向していて反射面で反射された光を射出する射出面とを有する導光板と、を備え、反射面には、導光板の反射面の内側に対して二次元方向に凹んだディンプルが形成されており、任意の位置におけるディンプルの入射面に略直交する方向に対する断面形状は、ディンプルの中心位置における断面形状の頂部領域と略一致している。【選択図】図２
2014053089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から射出される光を入射する入射面と、
前記入射面から入射される光を反射させる反射面と、
該反射面に対向していて前記反射面で反射された光を射出する射出面とを有する導光板と、を備えた照明ユニットであって、
前記反射面には、前記導光板の前記反射面の内側に対して二次元方向に凹んだディンプルが複数形成されており、
任意の位置における前記ディンプルの前記入射面に略直交する方向に対する断面形状は、前記ディンプルの中心位置における断面形状の頂部領域と略一致していることを特徴とする照明ユニット。
【請求項２】
任意の位置における前記ディンプルの前記入射面の延在方向に対する断面形状は、前記ディンプルの中心位置における断面形状の頂部領域と略一致していることを特徴とする請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項３】
前記ディンプルの任意の方向における断面形状は略楕円弧形状であること特徴とする請求項１又は２に記載の照明ユニット。
【請求項４】
前記ディンプルの前記入射面に略直交する方向に対する断面形状と前記入射面の延在方向に対する断面形状とは、曲率の異なる略円弧形状であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載された照明ユニット。
【請求項５】
前記ディンプルの中心位置における断面形状は、前記入射面に略直交する方向に対してアスペクト比が０．１〜０．４の範囲内にあり、かつ、延在方向に対してアスペクト比が０．０５〜０．３の範囲内にあることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載された照明ユニット。
【請求項６】
前記ディンプルの深さは、５μｍ〜３０μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載された照明ユニット。
【請求項７】
前記反射面全域において、各前記ディンプルの深さの差は前記ディンプルの深さの平均の２０％以内であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載された照明ユニット。
【請求項８】
前記ディンプルが前記反射面に対して占める割合は、前記入射面からの距離に応じて単調に増大することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載された照明ユニット。
【請求項９】
前記導光板の前記射出面に、前記入射面と略直交する方向に延在するレンチキュラーレンズが配列されていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載された照明ユニット。
【請求項１０】
少なくとも、
請求項１〜９の何れか１項に記載された照明ユニットと、
表示画像を規定する画像表示素子と、
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
前記画像表示素子は、画素単位での透過／遮光により画像を表示することを特徴とする請求項１０に記載された表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に照明光路制御に用いられる照明ユニット及びこれを備えた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ）に代表されるフラットパネルディスプレイは、提供される情報を認識するのに必要な照明装置を内蔵しているタイプが普及している。液晶表示装置の輝度や輝度の視野角分布や輝度空間分布などの光学特性は、照明装置の性能の影響を大きく受けている。従って、照明装置の光学特性を向上させることは、液晶表示装置の光学特性の向上に直結する。
【０００３】
液晶表示装置に使用される照明装置として、主に直下方式とエッジライト方式とが挙げられる。直下方式の照明装置は光源を多数配置することが可能であるため、主として２０インチ以上の大型の液晶表示装置に適用されている。一方、エッジライト方式は光源の配置位置が側面に限定されるため大型の表示装置には適用できず、主としてノート型パソコン、液晶モニター、携帯情報端末等の小型の表示装置に適用されている。
【０００４】
しかし、最近では、照明装置用の光源として冷陰極管に替わってＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）が採用され始めたことにより、低消費電力化が図れ、薄型化の容易なエッジライト方式の照明装置が２０インチ以上の中型または大型の液晶表示装置に採用され始めている。
【０００５】
一般的に、エッジライト方式は導光板と呼ばれる透光性の板の端面に光源が配置され、端面に略直交する面全体から光を射出させる。つまり、光源は導光板の端面にのみ配置されるため光源の設置数に限界がある。従って、液晶表示装置が大型になるにつれて輝度を向上させることも難しくなる。
【０００６】
このようなエッジライト方式の照明装置において、画面全体を均一に明るくする方法として、特許文献１に記載のバックライト装置が提案されている。特許文献１では、導光板の反射面において、入射光を反射させる光制御要素を同一間隔で配列すると共に光源から離間するに従って光制御要素のサイズを増大させるか、光制御要素のサイズを変えることなく二次元方向に配列間隔を変更して小さくすることで密度を増大させる構成が提案されている。光制御要素として、導光板の反射面に例えば白色拡散反射ドットが印刷されて配設されたり、微小な凹凸が形成されたり、一方向に延在したプリズム形状等の構造物が形成されたりしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平３−６５２５号公報
【特許文献２】特開平１０−１７２３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１では、微小な凹凸や一方向に延在したプリズム形状等の構造物の明確な形状についての記述はされていない。また、例えば、特許文献２には、光制御要素となる突起部の形状について記載されているが、この場合、突起となっていることから、射出効率は高くなく、また、光の照射位置により突起断面形状が異なるため、光を制御することは困難であった。
【０００９】
そこで、本発明は、光制御要素が観察者側から視認されることを防ぎつつも、射出効率が高く、かつ、輝度を均一にするなど光制御が容易にできる照明ユニット及びこの照明ユニットを用いた表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
すなわち、第１の発明に係る照明ユニットは、光源と、前記光源から射出される光を入射する入射面と、前記入射面から入射される光を反射させる反射面と、該反射面に対向していて前記反射面で反射された光を射出する射出面とを有する導光板と、を備えた照明ユニットであって、前記反射面には、前記導光板の前記反射面の内側に対して二次元方向に凹んだディンプルが複数形成されており、任意の位置における前記ディンプルの前記入射面に略直交する方向に対する断面形状は、前記ディンプルの中心位置における断面形状の頂部領域と略一致していることを特徴とする照明ユニットである。
【００１１】
また、第２の発明に係る照明ユニットは、第１の発明において、任意の位置における前記ディンプルの前記入射面の延在方向に対する断面形状は、前記ディンプルの中心位置における断面形状の頂部領域と略一致していることを特徴とする。
【００１２】
第１の発明によれば、まず、反射面に形成される光制御要素となる形状物が凹形状であることにより、光を効率よく射出することができる。また、当該形状物がディンプル形状であることから、この凹みが観察者側から視認されることを防ぐ、つまり、隠蔽することができる。さらに、第１の発明や第２の発明のように、ディンプルの頂部付近を同形状にすることで、位置に依らず同等の光学特性を得ることができ、局所的な輝点を有することもない。
【００１３】
また、第３の発明に係る照明ユニットは、第１又は第２の発明において、前記ディンプルの任意の方向における断面形状は略楕円弧形状であること特徴とする。
【００１４】
また、第４の発明に係る照明ユニットは、第１〜第３の何れかの発明において、前記ディンプルの前記入射面に略直交する方向に対する断面形状と前記入射面の延在方向に対する断面形状とは、曲率の異なる略円弧形状であることを特徴とする。
【００１５】
第３の発明や第４の発明によれば、ディンプル断面形状を略楕円弧形状にすることで、断面形状の接線の傾きは、様々な傾きを満遍なく有す。そのため、ディンプルに照射した光は満遍なく反射、拡散される。よって、配光分布が滑らかで特定の方向の光強度が強くなることはない。さらに、配光分布が滑らかなことから、高い隠蔽性を示す。
【００１６】
また、第５の発明に係る照明ユニットは、第１〜第４の何れかの発明において、前記ディンプルの中心位置における断面形状は、前記入射面に略直交する方向に対してアスペクト比が０．１〜０．４の範囲内にあり、かつ、延在方向に対してアスペクト比が０．０５〜０．３の範囲内にあることを特徴とする。
【００１７】
ディンプルの中心位置における断面形状を第５の発明のような形状にすることで、光の射出効率を高めつつ、隠蔽性を高めることが出来る。
【００１８】
また、第６の発明に係る照明ユニットは、第１〜第５の何れかの発明において、前記ディンプルの深さは、５μｍ〜３０μｍの範囲内にあることを特徴とする。
【００１９】
第６の発明により、光の射出効率を高めつつ、隠蔽性を高めることが出来る。
【００２０】
また、第７の発明に係る照明ユニットは、第１〜第６の何れかの発明において、前記反射面全域において、各前記ディンプルの深さの差は前記ディンプルの深さの平均の２０％以内であることを特徴とする。
【００２１】
第７の発明によれば、ディンプルサイズに２０％を超える差がないことで、光学特性に生じる差を小さくすることができる。さらに、異なるディンプルにおいて、形状の一部を略同一とすることで、さらに光学特性の差を小さくすることができる。
【００２２】
また、第８の発明に係る照明ユニットは、第１〜第７の何れかの発明において、前記ディンプルが前記反射面に対して占める割合は、前記入射面からの距離に応じて単調に増大することを特徴とする。
【００２３】
第８の発明によれば、大きさに変化のないディンプルの密度を変更することで、面内均一な輝度の照明ユニットを得ることができる。
【００２４】
また、第９の発明に係る照明ユニットは、第１〜第８の何れかの発明において、前記導光板の前記射出面に、前記入射面と略直交する方向に延在するレンチキュラーレンズが配列されていることを特徴とする。
【００２５】
第９の発明によれば、ディンプルで反射された光が射出面のレンチキュラーレンズにより、角度が変えられ、集光効果が高くなり、かつ、ディンプルの視認性を低下させることができる。また、射出面での反射の際に光を広がるのを抑える効果もある。
【００２６】
第１０の発明に係る表示装置は、少なくとも、第１〜第９の何れの発明に係る照明ユニットと、表示画像を規定する画像表示素子と、を有する表示装置である。
【００２７】
また、第１１の発明に係る表示装置は、第１０の発明において、前記画像表示素子は、画素単位での透過／遮光により画像を表示することを特徴とする。
【００２８】
第１０の発明や第１１の発明により、本発明の照明ユニットによる効果を有した表示装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明による導光板を用いた照明ユニット及び表示装置によれば、光制御要素として、凹ディンプル形状とすることで、光を効率よく射出することができ、かつ、この光制御要素が観察者側から視認されることを防ぐ、つまり、隠蔽することができる。また、任意の位置におけるディンプルの入射面に略直交する方向に対する断面形状がディンプルの中心位置における断面形状の頂部領域と略一致することで、ディンプルの位置に依らず同等の光学特性を得ることができ、局所的な輝点を有することもない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態による表示装置を分離状態で示す要部断面図
【図２】本発明の実施形態における導光板を反射面側から見た斜視図
【図３】導光板の反射面に配列させたディンプルを示すもので、（ａ）は斜視図と断面図、（ｂ）は各断面形状の関係を示した図
【図４】ディンプル形状と入射光との関係を説明する導光板の部分縦断面図であり、（ａ）は凹部の光制御要素、（ｂ）は凸部の光制御要素を示す図
【図５】（ａ）は半円柱状のシリンドリカルレンズの光制御要素を有する場合の導光板、（ｂ）は版楕円球状のディンプル形状の光制御要素を有する場合の導光板を、それぞれ反射面側から見た上面図
【図６】（ａ）〜（ｈ）はディンプルの形状例を示す図
【図７】ディンプルの一例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）はその上面図及びＸ、Ｙ方向における断面図
【図８】ディンプルのアスペクト比と入射光との関係を示す図であり、（ａ）はアスペクト比が本発明の範囲内の場合の図、（ｂ）はアスペクト比が高い場合の図
【図９】本発明の変形例による導光板の斜視図であり、射出面にレンチキュラーレンズが付いている例の図
【図１０】（ａ）は比較例３のディンプル、（ｂ）は実施例２のディンプル、（ｃ）は実施例３のディンプルの斜視図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に、本発明の実施形態による照明ユニットとこの照明ユニットを備えた表示装置について説明する。なお、図１から図１０は模式的に示した図であり、各部の大きさや形状は理解を容易にするために適宜誇張して示している。
【００３２】
図１に示す表示装置１は、画像表示パネル２と、この画像表示パネル２の光入射側に臨ませて配置された照明ユニット３とを備えている。最も観察者側Ｆに配設された画像表示パネル２は、２枚の偏光板（偏光フイルム）４，５とその間に挟持された画像表示素子６とからなる。画像表示パネル２は例えば液晶表示パネルから構成され、画像表示素子６は２枚のガラス基板の間に液晶層が充填されて構成される。画像表示素子６として選択される液晶表示素子は、画素単位で光を透過／遮光して画像を表示する代表的な素子であり、他の表示素子と比べて、画像品位を高くすることができる。
【００３３】
画像表示パネル２は、画素単位で光を透過／遮光して画像を表示する素子であることが望ましい。画素単位で光を透過／遮光して画像を表示するものであれば、照明ユニット３により画面全体を均一に明るくできる表示装置１を得ることができる。照明ユニット３はエッジライト型の照明装置であり、画像表示パネル２の光入射側に臨ませて配置されており、面光源部７と光学シート８とから構成される。面光源部７には、光の光路に沿って光源９と導光板１０とが設けられている。
【００３４】
光学シート８は導光板１０の光進行方向である観察者方向Ｆ側に配設されていて、拡散機能を有していると良い。導光板１０と光学シート８や光学シート８と画像表示パネル２とで発生するモアレを消したり、導光板１０による輝点を消したりすることができるためである。光学シート８として、例えばマイクロレンズシート１８とプリズムレンズシート１９とを積層して配列させている。マイクロレンズシート１８による光拡散・集光効果とプリズムレンズ１９による集光効果を発揮することができる。光学シート８としては、マイクロレンズシートやプリズムシートの他、表面に凹凸のある拡散シートや屈折率の異なる微粒子が混入している拡散シート、レンチキュラーレンズシート、偏光分離シートなどを設置することができる。また、光学シート８は複数枚配置してもよい。
【００３５】
次に面光源部７について詳述する。
導光板１０に対して光学シート８と反対側となる背面側に反射シート１５が設けられている。反射シート１５により、導光板８の射出面１３と対向する反射面１４側から射出してしまう光を反射させて再度導光体１０へ導き有効利用することができ、輝度を高めることが可能となる。反射シート１５として、例えば、（１）ＰＥＴやＰＰ等にフィラーを混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた樹脂シート、（２）透明もしくは白色の樹脂シート表面にアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、（３）アルミ等の金属箔もしくは金属箔を担持した樹脂シート、（４）表面に十分な反射性を有する金属薄板、などを用いてもよい。
【００３６】
光源９としては例えば線状光源や点状光源が挙げられる。線状光源として、ＣＣＦＬやＨＣＦＬ、ＥＥＦＬ等の蛍光管が挙げられる。点状光源としてＬＥＤが挙げられ、ＬＥＤとしては白色ＬＥＤやＲＧＢ−ＬＥＤ等が挙げられる。導光板１０は例えば平行平板状や楔型形状であり、４つの側面のうち光源９が配設された１つの側面を入射面１２とし、この入射面１２から入射された光を反射させる反射面１４と、反射面１４に対向して配設されていて反射面１４での反射光を射出させる射出面１３とを備えている。光源９は互いに対向する二側端面に配置されていたり、一側端面のみに配置されていたりしている。もしくは、周囲四側端面全てに配置されていても良い。
【００３７】
導光板１０は、光透過性基材上にＵＶや放射線硬化樹脂を用いて成形されるか、またはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）等を用いて、当該技術分野では良く知られている押し出し成形法、射出成形法、あるいは熱プレス成形法によって形成することができる。
【００３８】
導光板１０の反射面１４は、光源９からの入射光のうち直接射出面１３から射出されない光を導光板１０内の様々な方向に反射させて射出面１３側に向かわせるための反射面である。図２に示すように、反射面１４には入射光を反射させるための複数のディンプル１１が配列されている。各ディンプル１１はその大きさと形状が略同一であり、反射面１４に平行な二次元方向に散在するとともに反射面１４の内側に向って凹む、すなわち、反射面１４の内側に対して二次元方向に凹んでいる。
【００３９】
任意の位置におけるディンプル１１の入射面１２に略直交する方向（Ｘ方向）に対する断面形状は、ディンプル１１の中心位置における断面形状の頂部領域と略一致していることを特徴とする。ディンプル１１の詳細な形状を図３に示す。図３（ａ）の左図はディンプル斜視図であり、断面Ａ〜Ｅでの断面形状ｆ（Ａ）〜ｆ（Ｅ）を図３（ａ）の右図に示す。図３（ｂ）は、ｆ（Ａ）、ｆ（Ｂ）、ｆ（Ｃ）の関係を示した図である。なお、断面Ｃは、ディンプル１１の中心位置における断面である。ｆ（Ａ）はｆ（Ｂ）やｆ（Ｃ）の略一部であり、ｆ（Ｂ）はｆ（Ｃ）の略一部となっている。
【００４０】
まず、凹形状であることで、光を効率よく射出することができる。図４に光取り出し構造物として凹形状が賦形された場合と、凸形状が賦形された場合を示す。図中矢印は、光取り出し構造物に照射する光の幅を示したのもで、凹形状の場合のαは凸形状の場合のβよりも大きい。つまり、凹形状の方が、光は照射されやすくなり、つまりは、射出効率は高くなる。
【００４１】
また、光取り出し構造物は二次元方向に変化する形状を有するディンプル形状であることから、光取り出し構造物が観察者側から視認されることを防ぐ、つまり、隠蔽することができる。図５には、一次元方向のみに形状を有するレンチキュラーレンズ形状（ａ）と、本発明の二次元方向に変化する形状を有するディンプル形状（ｂ）の配置された様子を示す。図６（ａ）、（ｂ）は、光取り出し構造物が反射面１４に対して占める割合はほぼ同等であるが、ディンプル形状の方が、隣り合う構造物が近いことがわかる。これにより、光取り出し構造物は観察者側から視認されにくくすることができる。
【００４２】
さらに、ディンプル１１の頂部付近は断面をとる位置に依らず略一致することで、位置に依らず同等の光学特性を得ることができる。それにより、局所的な輝点を有することもない。ディンプル１１の頂部付近に照射された光と、ディンプル１１のエッジ付近に照射された光との、反射や屈折による作用が同程度働くためである。例えば、ディンプル１１の頂部はフラットであるのに対しエッジ部が急峻な角度を有していると、エッジ部により立ち上げられてしまう光が多くなってしまうのである。本発明によると、それを防ぐことができる。ここで、ディンプル１１のエッジ部分とは、ディンプル１１と光反射面１４とが接する部分のことをさす。
【００４３】
図６にディンプル１１の形状の一例を示す。図６（ａ），（ｂ）のように曲線のディンプルでも良いし、図６（ｃ），（ｄ）のように直線のディンプルでも良い。また、図６（ｅ）〜（ｈ）のように断面が曲線と直線が混在していても良いし、ディンプルのエッジ部分が断面形状と異なっていても良い。
【００４４】
つまり、上記の方法を取ることで、光を効率よく射出することができ、かつ、光制御要素が観察者側から視認されることを防ぐことができ、また、局所的な輝点を有することもない。
【００４５】
さらに、入射面１２の延在方向に対するディンプル１１の断面形状も、それぞれのディンプル１１の任意の位置における形状がディンプル１１の中心位置における断面形状の頂部領域と略一致していると、なお良い。光の進行方向は入射面１２に略直交する方向なので、この方向における断面形状が光学特性に大きな影響を与えるが、導光板１０を導光する光は、入射面１２の延在方向にも広がるため、この方向に対しても、略直交する方向に対してと同様のことが言えるためである。
【００４６】
また、ディンプル１１の形状は、任意の方向における断面形状が略楕円弧形状であると良い。ディンプル１１の形状がプリズム形状のような一定の傾斜面しかない場合、プリズムに入射した光は一定方向へと反射されるため、導光板から射出される光の視野角分布が一定方向に偏りが強くなってしまう。つまり、照明装置との位置関係により明るさが大きく変化してしまうという問題がある。また、さらに、光制御要素での反射方向が一方向に偏ることで、ディンプル１１の視認性が高まり、微小領域において、明暗を繰り返してしまう問題も生じる。一方、任意の方向における断面形状が略楕円弧形状とすることで、ディンプル１１に照射された光は、その位置により様々な方向へ反射される。そのため、上記の問題を発生させることはない。
【００４７】
図２に示す導光板１０において、光源９の配列方向即ち入射面１２の延在方向をＹ方向とし、入射面１２に直交する方向をＸ方向とする。このとき、ディンプル１１のＸ方向に対する断面形状（Ｘ方向を含んで導光板１０に垂直な断面の形状。以下、Ｘ方向断面形状と称する。）とＹ方向に対する断面形状（Ｙ方向を含んで導光板１０に垂直な断面の形状。以下、Ｙ方向断面形状と称する。）とは、曲率の異なる略円弧形状であると良い。Ｘ方向とは光の導光する方向を指し、Ｙ方向とはそれとは略直交する方向、つまり光の広がる方向を指す。Ｘ方向断面形状は、ディンプル１１による反射により光が射出面１３から射出される効果を有するが、Ｙ方向断面形状は、射出という意味では大きな効果を有さない。しかし、図５にて示したとおり、ディンプル１１の視認性に大きな効果を有する。そのため、それぞれの断面における望ましい形状は、同一のものとはならない。
【００４８】
ディンプル１１の中心位置における断面形状は、Ｘ方向に対してアスペクト比が０．１〜０．４の範囲内であり、かつ、Ｙ方向に対してアスペクト比が０．０５〜０．３の範囲内であると良い。
【００４９】
図７（ａ）にディンプル１１の一例の斜視図を、図７（ｂ）にディンプル１１の上面図及び断面図（ｂ）を、それぞれ示す。図７（ｂ）において、略楕円弧形状のディンプル１１は底面が略楕円形状とされ、平面視で例えば入射面１２の延在方向であるＹ方向に長軸が設けられ、入射面１２の延在方向に直交する方向であるＸ方向に短軸が設けられている。ディンプル１１の長軸の長さをＷＹとし、短軸の長さをＷＸとし、高さ（反射面１４からの深さ）をＨとすると、Ｘ方向におけるアスペクト比Ｈ／ＷＸは０．１〜０．４であると良い。このディンプル１１のＸ方向におけるアスペクト比Ｈ／ＷＸが変わると、導光板１０から射出される光の配光分布が変化する。アスペクト比Ｈ／ＷＸが高ければ射出面１３からの射出光はより正面方向に射出され、逆に低ければ射出光は正面方向に対して傾斜した斜め方向に射出される。しかし、図８の右側に示すディンプル１１のように、アスペクト比Ｈ／ＷＸが０．４よりも高いと、射出面１３側ではなく反射面１４から光が射出されてしまうという欠点が生じ、その結果、射出効率が低下してしまう。一方、図８の左側に示すディンプル１１のように、アスペクト比Ｈ／ＷＸが０．１よりも低いと、射出光が斜めになるだけでなく導光板１０から射出されない光が増大するという問題が生じてしまう。この場合も、同様に射出効率は低下してしまう。
【００５０】
また、ディンプル１１のＹ方向におけるアスペクト比Ｈ／ＷＹは、０．０５〜０．３の範囲内であると良い。前述したように、Ｙ方向におけるアスペクト比Ｈ／ＷＹが変化した場合にも、導光板１０から射出される光の配光分布は僅かに変化するが、それ以上にディンプル１１が視認され易くなったり、導光板１０の側面から射出される光量が変化してしまったりする、という問題が生じる。アスペクト比Ｈ／ＷＹが０．３よりも高い場合、導光板１０内を伝播する光はＸ方向に進む途中でＹ方向に広げられてしまう光が多くなる。そのため、導光板１０の側面から射出される光量が増大し、射出面１３から射出される光量が低減するため射出効率は低下してしまう。一方、アスペクト比Ｈ／ＷＹが０．０５よりも低い場合、光制御要素１１の形状は、Ｙ方向に延在するレンチキュラーレンズに近い形状となってしまうため、ディンプル１１が視認され易くなる欠点が生じる。
【００５１】
さらに、ディンプル１１の深さＨは、５μｍ〜３０μｍであり、かつ、反射面１４の全域において、各ディンプル１１の深さの差は各ディンプル１１の深さＨの平均の２０％以内であると良い。ディンプル深さＨは５μｍ以上でないと、光の射出効率が低下してしまう。これは、そもそもディンプルに照射する光量が少ないためである。逆に、３０μｍを超えるとディンプル一つ一つの射出効率が高くなり、視認性が増してしまう、つまり、隠蔽性が悪くなる。
【００５２】
ここで、ディンプル１１の深さに対して２０％以上の大きさの別の形状や凸凹などが無いことが望ましい。前述した範囲内の形状であっても、傾斜角の大きな凹凸や別の形状が付加されたような形状では、本発明の範囲から逸脱してしまうためである。また、反射面１４側から観測した際に、ディンプル１１の形状が明確に観測できることが望ましい。ディンプル１１の形状が極端に凸凹していると、散乱を起こし、導光する光や射出する光の波長依存性に変化を起こしてしまうためである。
【００５３】
ディンプル１１が反射面１４に対して占める割合（ディンプル面積率Ｓ）は、入射面１２からの距離ｘに応じて、単調に増大すると良い。入射面１２が複数ある場合は、最も近い入射面１２からの距離ｘに応じてディンプル面積率Ｓは単調に増大するものとする。入射面１２に近い部分では導光板１０内を伝播する光量が多いためディンプル面積率Ｓを小さく設定し、入射面１２から遠い部分では導光板１０内を伝播する光量が少ないためディンプル面積率Ｓを大きく設定した。これによって、画面全体を均一に明るくすることができる。ここで、ディンプル面積率Ｓの算出の範囲は、ディンプル１１が数個入る範囲とする。
【００５４】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で適宜変更可能である。以下、本発明の変形例について説明するが、上述した実施形態による照明ユニット３及び表示装置１と同一または同様の部品や部分等には同一の符号を用いて説明する。例えば、導光板１０における入射面１２に光取り込み構造物が賦形されていたり、ランダムな構造物が賦形されていたりしても、本発明の効果を得ることはできる。
【００５５】
また、図９は導光体１０の変形例を示すものである。図９において、導光板１０の射出面１３には、入射面１２の延在方向と直交するＸ方向に延在するレンチキュラーレンズ１６が入射面１２の延在方向に配列されている。これにより、導光板１０に入射した光が射出面１３から射出される際、入射面１２の延在方向に拡散することを防ぐことができる。そのため、光の拡散を抑制してある程度閉じ込めることができる。この技術を応用することで、照明ユニット３の画面の一部分を明るくしたり暗くしたりするローカルディミングが可能となる。また、これを利用して、順番に明るさを変化させるスキャニングもできるようになる。さらに、入射面１２の延在方向に対して視野角分布を集光することができるため、輝度を向上させることもできる。
【００５６】
導光板１０の入射面１２にレンチキュラーレンズ１６を配列させることで得られる上述した光閉じ込め効果は、光制御要素１１がＸ−Ｙ方向の二次元方向に配列構成を持つドット形状であることから、より高い効果を得ることができる。前述したようにＹ方向のアスペクト比Ｈ／ＷＹが高い場合、導光板１０を伝播する光はＸ方向に進む途中でＹ方向に広げられてしまう光が多くなる。アスペクト比Ｈ／ＷＹが小さい場合にもそのような光拡散特性は少なからず生じる。しかし、導光板１０の射出面１３にレンチキュラーレンズ１６が配列されていると、光の閉じ込め効果があるため、Ｙ方向への拡散効果を抑えることができる。その結果として、レンチキュラーレンズ１６による光の閉じ込め効果は拡大され、導光板１０の側面１２ａから射出される光量をより抑えることができる。
【００５７】
なお、照明ユニット３には光学シート８が配置されていなくてもよい。
【００５８】
以上、本発明の実施形態による照明ユニット３及びこれを備えた表示装置１について説明したが、照明ユニット３は表示装置１のみに適用されるものではない。以下、本発明の実施例について詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではないことはいうまでもない。
【実施例】
【００５９】
以下に、実施例を説明する。
【００６０】
（実施例１）
実施例１の試験で用いる導光板１０には長方形平板状のアクリル製のものを用い、長さＬを９００ｍｍ、厚みを３ｍｍとした。導光板１０の反射面１４に配列する光制御要素として、図７に示す略楕円球状の凹形状をなすディンプル形状をつけた。ディンプル高さＨ＝２０μｍ、幅ＷＸ＝１００μｍ、幅ＷＹ＝２００μｍとした。ディンプル数を入射面１２からの距離に応じて、単調に増大させることで、有効範囲において輝度を均一にした。照明ユニット３においては、導光板１０の対向する２辺の側面を入射面１２とし、これに対面させる光源９として白色ＬＥＤを用いた。導光板１０の反射面１４と対向する裏面側には反射シート１５を配設し、導光板１０の射出面１３と対向する光出射側には光学シート８としてマイクロレンズシート１８を配置した。
【００６１】
比較例１として、凹形状をなすディンプルではなく、同じ形状の凸形状とした。それ以外は、実施例１と同様にした。
【００６２】
比較例２として、二次元方向に凹んだディンプルではなく、一次元方向に延在したレンチキュラーレンズをつけた。レンチキュラーレンズの高さ＝２０μｍ、幅ＷＸ＝１００μｍとした。それ以外は、実施例１と同様にした。
【００６３】
これら実施例１、比較例１において、照明ユニット３の画面正面輝度、光制御要素（ディンプル）１１の視認性の確認を行った。画面正面輝度はトプコン製の分光放射輝度計ＳＲ−３Ａにて測定し、光制御要素（ディンプル）１１の視認性は目視で評価を行った。実施例１、比較例１、２の評価結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
2014053089.tif 000003
【００６５】
比較例１の画面正面輝度を１．００にすると、実施例１の正面輝度は１．０３であり、高くすることが出来ていることがわかる。また、そのときのディンプル１１の視認性であるが、どちらも問題ない（見えない）ことが分かった。表１では、ディンプルが見えないものを○、見えるものを×としている。また、比較例２を見ると、正面輝度は１．０６と大きく向上しているが、レンチキュラーレンズがかなり鮮明に見えてしまっており、視認性は明らかな×であった。
【００６６】
（実施例２、３）
実施例２、３として、ディンプル１１の形状を図１０（ａ）〜（ｃ）のように変化させた。図１０（ａ）は、形状が歪んでおり、かつ、ディンプル表面に凹凸がついており、断面形状は位置により大きく変化するようなディンプルである。これを比較例３とする。図１０（ｂ）は本発明の実施例で断面形状が略楕円弧形状となったディンプルで、実施例２とする。図１０（ｃ）は本発明の実施例で断面形状がプリズム形状になったディンプルで、実施例３とする。それ以外の条件はディンプルサイズ含めて実施例１と同様にした。
【００６７】
試験結果を表２に示す。評価方法は実施例１と同じである。また、実施例２，３、比較例３については、射出光の視野角分布も測定した。なお、視野角分布の測定には、ＥＬＤＩＭ社製ＥｚＣｏｎｔｒａｓｔを用い、光学シート８をなくした状態で測定した。また、差を見やすくするために、光源は片側のみ点灯した。
【００６８】
【表２】
2014053089.tif 000004
【００６９】
実施例２の正面輝度を１．００にすると、実施例３の正面輝度も１．００であり変化は無かった。しかし、比較例３は、輝度を均一にすることができず、正確な正面輝度を測定することができなかった。ディンプルの形状が、均一でなく、光の制御ができなかったためである。また、ディンプルの視認性については、実施例２，３はともに判定としては○であったが、実施例３の方が僅かに見える傾向にあり、僅かな差ではあるが、実施例２の方が良好な結果であった。一方、比較例３については、ディンプルの一部に輝点が発生しており、それが視認されたため、×であった。断面形状が位置によって変化し、急峻な角度を有する部分があったためと考えられる。また、視野角分布については、実施例２、比較例３に比べ、実施例３の一方向へのピークは比較的大きい。また、画面位置における視野角分布の違いが実施例３は大きい。そのため、実施例３の場合には、照明ユニットと観測者との位置関係により、輝度が大きく変化してしまう。なお、表２の視野角分布は、入射面１２と直交するＸ方向に対する断面分布を示しており、光源付近とは、光源から５０ｍｍ付近の点を指している。
【００７０】
（実施例４）
実施例４として、長方形板状をなす導光板１０の厚み＝２ｍｍ、長さＬ＝５００ｍｍとして、光制御要素１１のＸ方向、Ｙ方向のアスペクト比Ｈ／ＷＸ、Ｈ／ＷＹを様々に変化させた導光板１０を用意し、中心輝度とディンプル１１の視認性によって良好なアスペクト比の範囲を試験した。ディンプル１１の高さＨ＝２０μｍと一定にし、それ以外は、基本的に実施例１と同様に設定したが、光学シート８はマイクロレンズシート１８とプリズムシート１９とからなる構成にした。また、アスペクト比Ｈ／ＷＸを変化させた場合には、アスペクト比Ｈ／ＷＹ＝０．１に固定した。アスペクト比Ｈ／ＷＹを変化させた場合には、アスペクト比Ｈ／ＷＸ＝０．３に固定した。
【００７１】
試験結果を表３に示す。評価方法は実施例１と同じである。
【００７２】
【表３】
2014053089.tif 000005
【００７３】
まず、視認性について試験した。実施例２として、光制御要素１１のアスペクト比Ｈ／ＷＹを０．１に固定し、幅ＷＸを変化させてアスペクト比Ｈ／ＷＸを表３に示すように変化させた場合、いずれの場合も測定光制御要素１１は視認できなかった。また、アスペクト比Ｈ／ＷＸを０．３に固定し、幅ＷＹを変化させてアスペクト比Ｈ／ＷＹを表３に示すように変化させた場合、測定光制御要素１１はＨ／ＷＹ＝０．０３で確認され、それ以外では確認できなかった。
【００７４】
また、正面輝度について、アスペクト比Ｈ／ＷＸ、Ｈ／ＷＹを様々変更したときの最大値を１．００とした。Ｘ方向に関しては、アスペクト比Ｈ／ＷＸ＝０．３の場合が最も輝度が高く、このときの輝度を１．００とした。アスペクト比Ｈ／ＷＸが０．３からずれるほど輝度が低下している。アスペクト比Ｈ／ＷＸ＝０．３の輝度（１．００）を基準として、正面輝度の許容可能な低下範囲を５％以内に設定すると、アスペクト比Ｈ／ＷＸが０．１〜０．４間が許容範囲となる。
【００７５】
一方、Ｙ方向に関しては、アスペクト比Ｈ／ＷＹが大きくなるほど輝度が低下していく。アスペクト比Ｈ／ＷＹが０．０３〜０．１の広範囲において最も輝度が高く、この値を１．００とし、これを基準としてＹ方向について許容可能な低下範囲を３％以内に設定すると、アスペクト比Ｈ／Ｗ＝０．０３〜０．３までが許容範囲となる。そのため、輝度と視認性を考慮すると、アスペクト比Ｈ／ＷＸは０．１〜０．４の範囲、アスペクト比Ｈ／ＷＹは０．０５〜０．４の範囲が良好な結果を得られる範囲であることを確認できる。
【００７６】
（実施例５）
実施例５として、ディンプル１１のサイズを様々に変化させた導光板１０を用意し、中心輝度とディンプル１１の視認性とによって良好なアスペクト比の範囲を試験した。ディンプルのアスペクト比は、Ｈ／ＷＸ＝０．２、Ｈ／ＷＹ＝０．１と固定し、形状はそのままにディンプルの高さＨのみを変更した。その他の条件は実施例４と同様である。
【００７７】
試験結果を表４に示す。評価方法は実施例１と同じである。
【００７８】
【表４】
2014053089.tif 000006
【００７９】
まず、視認性について試験した。高さＨが３０μｍ以下では視認されなかったが、３０μｍを超えると、視認されてしまった。また、正面輝度を見ると、高さＨが小さいものほど正面輝度が低下している。高さＨ＝２０μｍの輝度（１．００）を基準として、正面輝度の許容可能な低下範囲を３％以内に設定すると、高さＨは５μｍ異常である必要があった。そのため、輝度と視認性を考慮すると、ディンプル１１の高さＨは５μｍ〜３０μｍの範囲が良好な結果が得られる範囲であることが確認できる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、液晶表示装置等のディスプレイ装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１  表示装置
２  画像表示パネル
３  照明ユニット
４，５  偏光板
６  画像表示素子
７  面光源部
８  光学シート
９  光源
１０  導光板
１１  ディンプル
１２  入射面
１３  射出面
１４  反射面
１５  反射シート
１６  レンチキュラーレンズ
【図１】
2014053089.tif 000007
【図２】
2014053089.tif 000008
【図３】
2014053089.tif 000009
【図４】
2014053089.tif 000010
【図５】
2014053089.tif 000011
【図６】
2014053089.tif 000012
【図７】
2014053089.tif 000013
【図８】
2014053089.tif 000014
【図９】
2014053089.tif 000015
【図１０】
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