(57)【要約】【課題】導光体、照明装置、および表示装置において、高輝度の光を出射することができるとともに、光偏向要素の像やモアレが見えにくくなるようにする。【解決手段】光偏向面７ａに光を射出面７ｂに向けて偏向する複数の光偏向要素１８が設けられ、射出面７ｂにはＹ方向に延在された単位レンズ７ｄがＸ方向に複数配列され、光偏向要素１８は、一定の平均ピッチで配置された単位列と、光入射面７Ｌからｄｙ／２の範囲で複数の単位列がＹ方向に沿って光入射面７Ｌから遠ざかるにつれて隣接間隔が減少するように配列された１以上の単位群とを構成し、かつ、ｄｙ／２の範囲における単位群内および単位群を通して、光入射面７Ｌから遠ざかる方向に、光偏向要素１８の配置密度が漸次増大し、かつ、単位群内の単位列は、それぞれ、Ｘ方向の光偏向要素１８の配置がＹ方向において近隣となる２列以上と、互いの配置が異なるように設けられた導光体７を用いる。【選択図】図２
2015032396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材料からなり、光入射面と、該光入射面を挟む位置関係で互いに対向して配置された第１面および第２面と、を有し、前記光入射面から入射された光を前記第１面および第２面の間で導光するとともに前記光の一部を前記第２面から出射する導光体であって、
前記第１面には、
前記光を前記第２面に向けて偏向する複数の光偏向要素が設けられ、
前記第２面には、
前記光入射面に交差する第１の方向に沿って延在された単位レンズが前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って複数配列され、
前記光偏向要素は、
該光偏向要素が前記第２の方向に沿って、一定の平均ピッチで配置された単位列と、前記光入射面から一定の距離の範囲で複数からなる前記単位列が前記第１の方向に沿って前記光入射面から遠ざかるにつれて隣接間隔が減少するように配列された１以上の単位群とを構成し、
かつ、前記一定の距離の範囲における前記単位群内および前記単位群のすべてを通して、前記第１の方向に沿って前記光入射面から遠ざかる方向に、前記光偏向要素の配置密度が漸次増大し、
かつ、前記単位群内の前記単位列は、それぞれ、前記第２の方向の前記光偏向要素の配置が前記第１の方向において近隣となる２列以上と、互いの配置が異なる
ように設けられた、導光体。
【請求項２】
前記単位列内の光偏向要素は、
前記第２の方向における隣接間隔が前記第２の方向に沿って変化している
ことを特徴とする、請求項１に記載の導光体。
【請求項３】
前記第２の方向における隣接間隔は、前記単位列内の変動係数ＣＶが、次式（１）を満足することを特徴とする、請求項２に記載の導光体。
０＜ＣＶ≦１／６                                              ・・・（１）
【請求項４】
前記第２の方向における隣接間隔は、前記第２の方向に沿って不規則に変化している
ことを特徴とする、請求項２または３に記載の導光体。
【請求項５】
前記単位列内の光偏向要素は、
前記第２の方向に沿って一定のピッチで配置され、
前記単位群内の前記単位列は、
前記第１の方向において近隣となる２列以上の他の単位列に対して、前記第２の方向における配置位置が異なる
ことを特徴とする、請求項１に記載の導光体。
【請求項６】
前記単位群内の前記単位列では、
前記第２の方向の配置位置を代表する単位列ごとの座標値をＸｊ（ｊ＝１，…，ｎ）、前記一定のピッチをＱｘとするとき、次式（２）、（３）、（４）を満足する
ことを特徴とする、請求項５に記載の導光体。
【数１】
2015032396.tif 000013
【請求項７】
前記単位群内の前記単位列では、
前記第２の方向における配置位置は、前記第１の方向に沿って不規則に変化している
ことを特徴とする、請求項５または６に記載の導光体。
【請求項８】
前記単位レンズは、
レンズ断面が、少なくとも頂部において、円弧形状または楕円弧形状を有する
ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の導光体。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の導光体と、
前記光入射面に臨むように配置された光源と、
を備え、
前記光源からの光を前記光入射面に入射し、前記導光体の前記第２面から出射して照明光を形成する、照明装置。
【請求項１０】
前記導光体の前記第１面と対向する位置に配置された反射部材を備える
ことを特徴とする請求項９に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記導光体の前記第２面と対向する位置に配置された１枚以上の透過性光学シートを備える
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の照明装置。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか１項に記載の照明装置と、
該照明装置からの前記照明光を照射することにより画像を表示する画像表示素子と、
を備える、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光体、照明装置、および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の大型液晶テレビやフラットディスプレイパネル等においては主に、直下型方式の照明装置と、エッジライト方式の照明装置とが採用されている。直下型方式の照明装置では、光源として複数のＣＣＦＬ（冷陰極管）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が、パネルの背面に規則的に配置される。液晶パネル等の画像表示素子と光源との間には、光散乱性の強い拡散板が用いられ、光源である冷陰極管やＬＥＤが視認されないようにしている。
【０００３】
一方、エッジライト方式の照明装置は、複数の冷陰極管やＬＥＤが、導光体と呼ばれる透光性の板の端面に配置される。一般的に、導光体の射出面の逆側の面（光偏向面）には、導光体の端面から入射する入射光を効率良く射出面へと導く光偏向要素が形成される。現在、光偏向面に形成される光偏向要素としては白色のインキがドット状に印刷されたものが一般的である（例えば特許文献１参照）。
また、近年では、さらに光取り出し効率を向上するため、マイクロレンズをインクジェット法によって導光体の光偏向面に形成する方法や、レーザーアブレーション法によって光偏向要素を形成する方法などが提案されている。また、導光体を射出成形法や押出成形法により成形し、光偏向要素を押出時にダイレクトに賦形する方法も提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
このような導光体に用いられる光偏向要素は、光取り出し効率を向上するとともに、導光体から出射される光の輝度分布を均一化する必要があるため、導光体の形状や光入射面の配置に応じて決まる特定のパターンに基づいて配置する必要がある。
このため、従来の光偏向要素は、規則的に配列された反射層や構造物で形成されており、例えば、光取り出し効率を向上するためのプリズムシートと併用された場合にモアレが見えたり、光偏向要素の像が視認されたりするといった問題がある。
このような問題を解決するため、特許文献３には、曲率半径と配列ピッチとを適宜調整した凸レンズ列を導光体に備えることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−２４１５９０号公報
【特許文献２】特開２０００−８９０３３号公報
【特許文献３】特開２００３−２７０４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような従来の導光体、照明装置、および表示装置には、以下のような問題があった。
特許文献３に記載された技術は、プリズムシートによって、光偏向要素による偏向光の集光度合いを変えることにより、光偏向要素の像が視認されにくいようにしているが、このような構成では、光偏向要素とプリズムとの配列が、ある程度、規則性を有していると、モアレが発生することは避けられないという問題がある。
このような問題の解決手段として、導光体とプリズムシートとの間に、拡散フィルムを配置することも考えられるが、この場合には、光が拡散されてしまうため、正面方向の輝度が全体的に低下してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、高輝度の光を出射することができるとともに、光偏向要素の像やモアレが見えにくくなる導光体、照明装置、および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】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様の導光体は、透光性材料からなり、光入射面と、該光入射面を挟む位置関係で互いに対向して配置された第１面および第２面と、を有し、前記光入射面から入射された光を前記第１面および第２面の間で導光するとともに前記光の一部を前記第２面から出射する導光体であって、前記第１面には、前記光を前記第２面に向けて偏向する複数の光偏向要素が設けられ、前記第２面には、前記光入射面に交差する第１の方向に沿って延在された単位レンズが前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って複数配列され、前記光偏向要素は、該光偏向要素が前記第２の方向に沿って、一定の平均ピッチで配置された単位列と、前記光入射面から一定の距離の範囲で複数からなる前記単位列が前記第１の方向に沿って前記光入射面から遠ざかるにつれて隣接間隔が減少するように配列された１以上の単位群とを構成し、かつ、前記一定の距離の範囲における前記単位群内および前記単位群のすべてを通して、前記第１の方向に沿って前記光入射面から遠ざかる方向に、前記光偏向要素の配置密度が漸次増大し、かつ、前記単位群内の前記単位列は、それぞれ、前記第２の方向の前記光偏向要素の配置が前記第１の方向において近隣となる２列以上と、互いの配置が異なるように設けられた構成とする。
ここで、「近隣となる２列以上」とは、片側の近隣領域において２列以上を意味する。すなわち、第１の方向の両側において２列ずつの単位列が近隣に存在する場合は、少なくとも近隣の４列と配置が異なる。また、端部の単位列のように、一方の片側に１列以下の単位列しか存在しない場合には、一方の片側の１列以下と他方の片側の少なくとも２列と、互いの配置が異なる
また、「互いの配置が異なる」とは、単位列内の光偏向要素の位置が全体として異なることを意味する。ここで、「全体として」とは、すべての位置関係が一致しない場合と、一部が一致する場合とを含む。一部が一致する場合には、一致している割合が、単位列を構成する光偏向要素の１０％以下であるものとする。
【０００９】
上記導光体では、前記単位列内の光偏向要素は、前記第２の方向における隣接間隔が前記第２の方向に沿って変化していることが好ましい。
【００１０】
上記導光体では、前記第２の方向における隣接間隔は、前記単位列内の変動係数ＣＶが、次式（１）を満足することが好ましい。
０＜ＣＶ≦１／６                                              ・・・（１）
【００１１】
上記導光体では、前記第２の方向における隣接間隔は、前記第２の方向に沿って不規則に変化していることが好ましい。
【００１２】
上記導光体では、前記単位列内の光偏向要素は、前記第２の方向に沿って一定のピッチで配置され、前記単位群内の前記単位列は、前記第１の方向において近隣となる２列以上の他の単位列に対して、前記第２の方向における配置位置が異なることが好ましい。
【００１３】
上記導光体では、前記単位群内の前記単位列では、
前記第２の方向の配置位置を代表する単位列ごとの座標値をＸｊ（ｊ＝１，…，ｎ）、前記一定のピッチをＱｘとするとき、次式（２）、（３）、（４）を満足することが好ましい。
【数１】
2015032396.tif 000003
【００１４】
上記導光体では、前記単位群内の前記単位列では、前記第２の方向における配置位置は、前記第１の方向に沿って不規則に変化していることが好ましい。
【００１５】
上記導光体では、前記単位レンズは、レンズ断面が、少なくとも頂部において、円弧形状または楕円弧形状を有することが好ましい。
【００１６】
本発明の第２の態様の照明装置は、上記導光体と、前記光入射面に臨むように配置された光源と、を備え、前記光源からの光を前記光入射面に入射し、前記導光体の前記第２面から出射して照明光を形成する構成とする。
【００１７】
上記照明装置では、前記導光体の前記第１面と対向する位置に配置された反射部材を備えることが好ましい。
【００１８】
上記照明装置では、前記導光体の前記第２面と対向する位置に配置された１枚以上の透過性光学シートを備えることが好ましい。
【００１９】
本発明の第３の態様の表示装置は、上記照明装置と、該照明装置からの前記照明光を照射することにより画像を表示する画像表示素子と、を備える構成とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の導光体、照明装置、および表示装置によれば、第１の方向に沿っては光入射面から離間するにつれて配置密度が増加するように、複数の単位群に分けて光偏向要素を配置するとともに、第２の方向に沿う光偏向要素の配置位置を近隣の２列以上の単位列と異なる配置とするため、高輝度の光を出射することができるとともに、光偏向要素の像やモアレを見えにくくすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態の表示装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の導光体の一例を示す模式的な斜視図、およびそのＡ−Ａ断面図、およびＢ−Ｂ断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の導光体のＸ方向に沿う断面の部分拡大図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の導光体の光偏向要素の配置パターンの概要を示す模式図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の導光体の光偏向要素の配置パターンの詳細を示す模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の導光体の単位群の隣接部における光偏向要素の配置を示す模式図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の導光体における光の伝播の様子を示す模式的に平面図、およびそのＣ視の模式図である。
【図８】単位レンズを有しない第１比較例の導光体における光の伝播の様子を示す模式的に平面図、およびそのＤ視の模式図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の導光体における平面視の輝度分布と、単位レンズを有しない第１比較例の導光体における輝度分布とを示す模式図である。
【図１０】単位レンズを通してみた光偏向要素の像の一例を示す模式図、および単位レンズおよび等方性光拡散部材を通してみた光偏向要素の像の一例を示す模式図である。
【図１１】光偏向要素の配置パターンの第２比較例を示す模式図である。
【図１２】光偏向要素の配置パターンの第３比較例を示す模式図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態の第１変形例の導光体の一例を示す模式的な斜視図、およびそのＥ−Ｅ断面図、およびＦ−Ｆ断面図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態の導光体の光偏向要素の配置パターンの詳細を示す模式図である。
【図１５】本発明の第１および第２の実施形態の照明装置に用いることができる集光シートの変形例を示す部分的な斜視図である。
【図１６】輝度低下率の測定位置を示す模式的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００２３】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態の導光体、照明装置、および表示装置について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の表示装置の構成を示す模式的な断面図である。図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態の導光体の一例を示す模式的な斜視図である。図２（ｂ）、（ｃ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、およびＢ−Ｂ断面図である。図３は、本発明の第１の実施形態の導光体のＸ方向に沿う断面の部分拡大図である。図４は、本発明の第１の実施形態の導光体の光偏向要素の配置パターンの概要を示す模式図である。図５は、本発明の第１の実施形態の導光体の光偏向要素の配置パターンの詳細を示す模式図である。図６は、本発明の第１の実施形態の導光体の単位群の隣接部における光偏向要素の配置を示す模式図である。なお、各図面は、模式図のため、寸法、形状、個数等は、誇張したり省略したりされている（以下の図面も同様）。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態の液晶表示装置１（表示装置）は、画像表示素子２と、この画像表示素子２の光入射側に臨ませて配置された照明装置３とを備える。
【００２５】
画像表示素子２は、液晶層９を２つの偏光板１０、１１で挟んで構成されている。
画像表示素子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好ましく、液晶表示素子であることがより好ましい。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、他の表示素子に比べて、画像品位を高くすることができるとともに、製造コストを低減することができる。
【００２６】
照明装置３は、拡散シート２８（透過性光学シート）、集光シート２０（透過性光学シート）、等方性光拡散部材８（透過性光学シート）、および導光体７を画像表示素子２の方からこの順に配置した積層体２１と、導光体７の側面に配置された光源６と、導光体７および光源６を囲む反射板５（反射部材）とを少なくとも含んで構成される。
この照明装置３は、拡散シート２８を画像表示素子２に臨ませて配置される。
【００２７】
等方性光拡散部材８は、後述する導光体７から射出される光を等方的に拡散する機能を有する部材であり、導光体７に面して配置されている。
等方性光拡散部材８には、例えば、透明基材の表面に半球状のマイクロレンズが多数配列されたマイクロレンズシートを用いることができる。具体的には、例えば、透明樹脂中に球状粒子を分散させ、球状粒子の一部を表面から突出させたものを用いることができる。
【００２８】
集光シート２０は、等方性光拡散部材８によって拡散された光を、視覚方向Ｆへと集光する機能を有する部材であり、例えば、基材２３の表面に複数のプリズム２４が形成されたプリズムシートを採用することができる。
【００２９】
拡散シート２８は、集光シート２０によって集光された光を拡散し、また集光シート２０を保護する機能、および集光シート２０に形成される周期構造と画像表示素子２の周期構造とによるモアレの発生を低減する機能を有する。
拡散シート２８としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム上に球状粒子を分散させたアクリル樹脂を塗布したシート部材を採用することができる。
また、拡散シート２８は、集光シート２０によって集光された光の偏光を分離する機能を有していてもよい。
このような偏光分離機能を有する拡散シート２８としては、例えば、ＤＢＥＦ（登録商標）（スリーエム社製）に代表されるような、一方の偏光を透過し、もう一方の偏光を反射する反射型偏光分離シートを用いることができる。
【００３０】
反射板５（反射部材）は、導光体７から漏れる光を導光体７側に反射するもので、例えば、白色のポリエチレンテレフタレートフィルムのような反射シートなどによって構成される。本実施形態では、このような反射シートを、光源６の側方および後述する導光体７の光偏向面７ａを囲む筐体の内面に配置した構成を採用している。
【００３１】
光源６は、導光体７が等方性光拡散部材８に向けて射出する光を、導光体７の側面から供給するものであり、点状、線状、または面状の光源を採用することができる。
光源６として好適な光源の例としては、例えば、ＬＥＤを挙げることができる。
ＬＥＤの種類としては、例えば、白色ＬＥＤや、光の３原色である赤色、緑色、青色のチップで構成されるＲＧＢ−ＬＥＤ等が挙げられる。
または光源６は、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）に代表される蛍光管であってもよい。
本実施形態の照明装置３における光源６は、後述する導光体７の互いに対向する２つの端面である光入射面７Ｌのそれぞれの近傍において複数のものが離間して配置された点状光源を採用している。
各光源６の光軸は、一例として、光入射面７Ｌに略直交する（直交する場合を含む）方向に配置されている。
【００３２】
導光体７は、光源６から入射された光を導光するとともに、この光を、等方性光拡散部材８に対向する面状領域である射出面７ｂ（第２面）から等方性光拡散部材８に向けて射出する部材である。
本実施形態では、図２（ａ）に示すように、導光体７は、平面視矩形状の平板部７ｃの一方の板面に導光された光を内部反射する平面状の光偏向面７ａ（第１面）が形成され、光偏向面７ａの反対側に射出面７ｂを構成する単位レンズ７ｄが複数形成されている。
本実施形態では、単位レンズ７ｄは、光偏向面７ａに対向する矩形領域であるレンズ形成面部７ｂ’を覆うように形成されている。
平板部７ｃの厚さｈ７ｃは、特に限定されないが、例えば、０．３００ｍｍ以上３．００ｍｍ以下とすることが可能である。
導光体７の側面において互いに対向する一組の側面は、光源６から出射された光を導光体７の内部に入射させる光入射面７Ｌを構成している。以下では、光入射面７Ｌが互いに対向する方向をＹ方向（第１の方向）、光偏向面７ａに平行な平面内において、Ｙ方向と直交する方向をＸ方向（第２の方向）、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向をＺ方向と称する。
このため、Ｙ方向は、光入射面７Ｌに直角をなして交差する第１の方向になっており、Ｘ方向は、Ｙ方向に直交する第２の方向になっている。
本実施形態の光入射面７Ｌは、Ｘ方向に長辺、Ｚ方向に短辺を有する矩形形状を有しており、このため、Ｘ方向は、光入射面７Ｌの長手方向に一致している。
【００３３】
図３に示すように、本実施形態では、単位レンズ７ｄは、少なくとも頂部７ｅにおいて円弧形状または楕円弧形状を有する外部側に凸の断面がＹ方向に延ばされたシリンドリカルレンズ形状を有し、その延在方向と直交する方向（Ｘ方向）に隙間なく配列されている。
このため、レンズ形成面部７ｂ’は、各単位レンズ７ｄの底部が整列する仮想的な平面になっており、単位レンズ７ｄの全体によって覆われている。
この結果、導光体７の射出面７ｂは、各単位レンズ７ｄの表面が連なった断面Ｕ字状の凹凸面になっている。
各単位レンズ７ｄは、丸みを帯びた頂部７ｅとその両側からレンズ形成面部７ｂ’に向かう湾曲側面７ｆとが滑らかに接続された曲面形状に形成されている。
単位レンズ７ｄの頂点Ｔ１における接線角度は０度であり、頂点Ｔ１からレンズ形成面部７ｂ’に至るにつれ、接線角度は次第に大きくなり、単位レンズ７ｄの端部Ｅ１において、接線角度は最大となる。
頂部７ｅの形状は、単位レンズの端部Ｅ１を原点とし、レンズ形成面部７ｂ’に沿う距離をｔとしたときの、レンズ形成面部７ｂ’からの高さｆ（ｔ）で表すことができる。
ｆ（ｔ）は円弧の一部からなる関数である。
【００３４】
このような構成により、光偏向面７ａ側に点光源を設置した場合、点光源から射出された斜め方向の光Ｋが単位レンズ７ｄの表面での屈折により集光されて、Ｚ方向に沿う視覚方向Ｆへ立ち上げられる。これにより、導光体７の射出面７ｂ側から点光源を観察すると、点光源はＹ方向に延びる線状光源として視認される。
単位レンズ７ｄのレンズ形成面部７ｂ’からの高さはｈ７ｄ、各単位レンズ７ｄの底面のＸ方向の幅はＴ７ｄ、単位レンズ７ｄのＸ方向の配列ピッチはＰ７ｄである。
高さｈ７ｄの好ましい範囲は、例えば、２μｍ以上２０μｍ以下である。幅Ｔ７ｄの好ましい範囲は、例えば、２０μｍ以上２００μｍ以下である。配列ピッチＰ７ｄの好ましい範囲は、例えば、２０μｍ以上２００μｍ以下である。
本実施形態では、特に、Ｐ７ｄ＝Ｔ７ｄになっている。
【００３５】
導光体７の光偏向面７ａには、光源６からの入射光を射出面７ｂ側へと偏向する光偏向要素１８が形成されている。
光偏向要素１８としては、例えば、印刷によりパターニングされた反射面や、ドット状の構造物の例を挙げることができる。ただし、光偏向要素１８が印刷パターンからなる場合には、光入射面７Ｌから入射した光が印刷パターンで散乱される際に、指向性を持たずに四方八方に散乱されるため、単位レンズ７ｄにより散乱された光を効果的に集光することができないおそれもある。
このため、光偏向要素１８は、ドット状の構造物であることがより好ましい。
【００３６】
光偏向要素１８に好適なドット状の構造物としては、光入射面７Ｌから入射して導光体７内で内部反射して導光される光を、光偏向面７ａに対する入射角より小さな角度となる方向に偏向できれば、特に限定されない。例えば凹型のマイクロレンズ形状、または凸型のマイクロレンズ形状や角錐形状、円錐形状等の構造物が挙げられる。この光偏向要素１８による射出面７ｂ側への光偏向量は、単位面積当りの光偏向要素１８の占める面積が大きいほど多くなる。
ドット状の構造物からなる光偏向要素１８は、凸部、凹部のいずれも選択することができ、凸部、凹部を混合して用いることも可能である。
光偏向要素１８が光偏向面７ａに形成した凹部からなる場合、光入射面７Ｌから入射した光が、導光体７内では凸面となる光偏向要素１８の内面において全反射されて、指向性を持った光が、光偏向面７ａ側からその上方の射出面７ｂに向かって進む。このような偏向光は、単位レンズ７ｄによって、効率的に集光することが可能になる。
【００３７】
本実施形態では、光偏向要素１８の一例として、凹型のマイクロレンズを採用している。具体的には、平面視（Ｚ方向視）において長軸がＸ方向に向けられた楕円の範囲に形成された凹楕円面を採用している。
すなわち、本実施形態の光偏向要素１８は、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、平面視の長径はｗｘ、短径はｗｙ、光偏向面７ａからの深さはｈ１８である。長径ｗｘの好ましい範囲は、例えば、３０μｍ以上１００μｍ以下である。短径ｗｙの好ましい範囲は、例えば、３０μｍ以上１００μｍ以下である。深さｈ１８の好ましい範囲は、例えば、２μｍ以上２０μｍ以下である。
【００３８】
このような光偏向要素１８は、Ｘ方向の配置密度が、Ｙ方向の各位置で略均一であり、かつ各光入射面７Ｌから導光体７のＹ方向の中心に向かって、Ｙ方向に沿う配置密度が漸次増大するように配置されている。
このため、光偏向要素１８の平均的な配置密度は、中心面Ｓ７に関して対称になっている。以下では、図２（ｃ）に示すように各光入射面７Ｌ間の距離をｄｙとし、導光体７では、一方の光入射面７ＬからＹ方向の中心面Ｓ７までの距離ｄｙ／２の範囲の第１領域７Ａ、他方の光入射面７Ｌから中心面Ｓ７までの距離ｄｙ／２の範囲の第２領域７Ｂと称する。
【００３９】
図４〜６を参照して、光偏向要素１８の配置について第１領域７Ａの場合の例で詳細に説明する。
光偏向要素１８の配置パターンは、Ｙ方向における複数の領域に分かれて形成されている。図４では一例として、光入射面７Ｌ側から順に領域ａ、ｂ、ｃの３領域に分割した場合を示している。ただし、領域の分割の仕方は、これに限らず分割数、分割領域の大きさは適宜選択することができる。
領域ａ、ｂ、ｃでは、それぞれ、図５に模式的に示すように、光偏向要素１８が、Ｘ方向にｍ個、Ｙ方向にｎ個が配列されている。ただし、ｍ、ｎの大きさは、各領域によって異なる。
以下では、各領域に共通する配置パターンについて説明し、必要に応じて、異なる点を説明する。その際、各領域ａ、ｂ、ｃによって数値が異なることを明記する場合には、例えば、ｍａ、ｎａ、ｍｂ、ｎｂ、ｍｃ、ｎｃのように、領域名の添字を付して表す。また、特に断らない限り、他の変数、定数も同様に表す。
【００４０】
光偏向要素１８は、Ｘ方向には、一直線上に配置されて単位列を構成し、Ｙ方向には、これらの単位列が、間隔を変えて配列されている。領域ａ、ｂ、ｃに配置されたｎａ個、ｎｂ個、ｎｃ個の単位列は、それぞれ単位群を構成している。
【００４１】
各単位群の光偏向要素１８を、Ｅ（ｉ，ｊ）と表す。ここで、ｉは、Ｘ方向の一端側（図示下端側）から他端側に向かって１番目からｍ番目まで配列された光偏向要素１８に付された整数の符号である。ｊは、Ｙ方向の光入射面７Ｌ側の端部（図示左側）から光入射面７Ｌと反対側の端部に向かって１番目からｎ番目まで配列された光偏向要素１８に付された整数の符号である。
また、Ｅ（ｉ，ｊ）の位置座標を、（ｘｉｊ、ｙｉｊ）と表記する。
【００４２】
各単位列におけるＸ方向の平均ピッチＰｘｊは、次式（５）に示すように、ｊによらず、一定の平均ピッチＰｘに等しい。次式（５）の、Δｘｉｊは、Ｅ（ｉ＋１，ｊ）とＥ（ｉ，ｊ）との隣接間隔（中心間距離）であり、次式（６）で表される。
平均ピッチＰｘは、領域ａ、ｂ、ｃごとに異なり、それぞれＰｘａ、Ｐｘｂ、Ｐｘｃ（ただし、Ｐｘａ＞Ｐｘｂ＞Ｐｘｃ）である。
【００４３】
【数２】
2015032396.tif 000004
【００４４】
また、各単位列は、近隣となる２列以上の他の単位列と、Ｘ方向の配置位置が互いに異なる。
ここで、「近隣となる２列以上」とは、片側の近隣領域において２列以上を意味する。すなわち、Ｙ方向の両側において２列ずつの単位列が近隣に存在する場合は、少なくとも近隣の４列と配置が異なる。また、Ｙ方向の端部の単位列のように、一方の片側に１列以下の単位列しか存在しない場合には、一方の片側の１列以下と他方の片側の少なくとも２列と配置が異なる。
また、「互いの配置が異なる」とは、単位列内の光偏向要素の位置が全体として異なることを意味する。ここで、「全体として」とは、すべての位置関係が一致しない場合と、一部が一致する場合とを含む。一部が一致する場合には、一致している割合が、単位列を構成する光偏向要素の１０％以下であるものとする。
【００４５】
本実施形態では、一例として、高い確率で、すべてのｊについて単位列の配置位置が互いに異なるようにしている。このような配置を実現するために、本実施形態では、各単位列における光偏向要素１８のＸ方向の位置を隣接間隔ΔｘｉｊがＸ方向に変化するように設定している。
本実施形態における隣接間隔ΔｘｉｊのＸ方向の変化は、次式（７）、（８）を満足する。
【００４６】
【数３】
2015032396.tif 000005
【００４７】
ここで、ＣＶは、上記式（８）で定義されるように、各単位列における隣接間隔Δｘｉｊの標準偏差をその平均値Ｐｘｊ（＝Ｐｘ）で割ったものであり、隣接間隔Δｘｉｊの変動係数になっている。
正規分布では平均値の±３σの範囲に全体の約９９．７％が含まれるため、上記式（７）は、Δｘｉｊの分布が正規分布の場合、その約９９．７％が、平均ピッチＰｘ以下であることを意味する。
したがって、上記式（７）には、隣接する光偏向要素１８が互いに重なる場合を含んでいる。しかし、光偏向要素１８によってより効率的に光を偏向するには、光偏向要素１８同士に重なりが生じないことが好ましい。
このため、このような重なりが生じる確率を低減するため、ＣＶは、さらに、１／８以下、１／１０以下等であることがより好ましい。
また、重なりを確実に防止するためには、上記式（７）、（８）に加えて，さらに、次式（９）を満足することがより好ましい。
【００４８】
【数４】
2015032396.tif 000006
【００４９】
このような範囲で変化するΔｘｉｊは、近隣となる２列以上において互いの配置が異なっていれば、規則的に変化していてもよいし、規則性を有しないように変化していてもよい。規則性を有しない場合には、ランダムに変化していてもよいし、特定の確率密度分布に基づく変化をしていてもよい。
【００５０】
単位列の間のＹ方向の隣接間隔（中心間距離）Δｙｊを次式（１０）で表すと、単位群内において、Δｙｊは、ｊが増大するにつれて減少している。これにより、光偏向要素１８の配置密度（以下、単に、密度）Ｄは、単位群内においてＹ方向では、光入射面７Ｌから離れるにつれて単調増加する関数になっている。
ここで、密度Ｄは、光偏向面７ａに占める単位面積当たりの光偏向要素１８の投影面積の比である。
【００５１】
【数５】
2015032396.tif 000007
【００５２】
ここで、密度Ｄの変化は、導光体７から射出される輝度分布を略均一化（均一である場合を含む）できるように設定され、本実施形態では、図４のグラフに示すように、領域ａ、ｂ、ｃの全体を通して、光入射面７Ｌから離れるにつれて増加する単調増加関数（曲線１００参照）を採用している。
【００５３】
ここで略均一という場合、輝度ムラが、導光体７の全体に均一に分布していてもよいし、輝度ムラが傾向を有する分布を有していてよい。
例えば、液晶表示装置１のような用途では、表示品質上、画面の周辺部に比べて画面の中心部の輝度が高い方が好ましいため、光入射面７Ｌの近傍よりも、中心面Ｓ７の近傍の方が高輝度になる分布になっていることがより好ましい。
【００５４】
密度Ｄの変化は、光入射面７ＬのＹ方向の座標値をＹ＝０、中心面Ｓ７における座標値をＹ＝ｄｙ／２としたとき、一例としては、Ｙ＝０で最低の密度Ｄ０であり、ｙ座標が増大するにつれて略直線的に増加し、Ｙ＝０．６・ｄｙ／２からｙ＝ｄｙ／２に到るまでの間で、急峻に増大し、Ｙ＝ｄｙ／２において、最大密度Ｄｍａｘ＝１０・Ｄ０になっているような変化を採用することができる。
なお、密度Ｄは、光偏向要素１８の平均ピッチＰｘが単位群ごとに一定であるため、図３に直線１０１として模式的に示すように、Ｘ方向には、略一定（一定の場合を含む）である。
【００５５】
密度Ｄが小さいと、光入射面７Ｌから入射した光が視覚方向Ｆに沿う方向に偏向される量が少なくなり、射出面７ｂから射出される光の輝度が低下する。
このため、密度Ｄ０は、０．０１以上であることが必要である。
密度Ｄが０．０１未満の場合、例えば、厚み３ｍｍで４０インチサイズ（５００ｍｍ×９００ｍｍ）の導光体７において、光入射面７Ｌ近傍の輝度低下率が３０％以上と非常に大きくなる。
ここで定義している輝度低下率とは、導光体７の面内での輝度の最大値に対する低下率を指す。
輝度低下率が３０％以上の場合、照明装置３を拡散シート２８側から眺めたときに、光入射面７Ｌ付近と中央部での輝度差がはっきりと目で視認されるようになるため、液晶表示装置１の品質的な問題が生じる。導光体７の光入射面７Ｌ近傍の輝度低下が視認できないようにするためにも、密度Ｄは０．０１以上とすることが求められる。
【００５６】
このような、密度Ｄの変化として好適な関数としては、光入射面７Ｌを原点とするＹ方向の位置座標をｙとして、次式（１１）に示す関数の例を挙げることができる。
【００５７】
【数６】
2015032396.tif 000008
【００５８】
上記式（１１）において、変数Ｂは、Ｙ方向の位置における輝度分布に寄与する変数である。
このような配置が可能となるのは、単位群内のＸ方向の平均ピッチＰｘａ、Ｐｘｂ、Ｐｘｃを異なる大きさとするとともに、この順に減少するようにしているためである。
【００５９】
次に、このように光偏向要素１８を配置するための方法の一例について説明する。
本実施形態では、光偏向要素１８の密度Ｄが、上記式（１１）を満足するように、光偏向要素１８の規則的な基準配列域を決定する。次に、この基準配列域の中心位置から、各光偏向要素１８をＸ方向にランダムにずらすことにより、最終的な光偏向要素１８の配列を決定する。
【００６０】
光偏向要素１８の単位群内における基準配列域ｅ（ｉ，ｊ）を、図５に破線で示す。
基準配列域ｅ（ｉ，ｊ）は、Ｅ（ｉ，ｊ）と同様、ｍ個からなるものが方向に沿う単位列を形成し、この単位列が、Ｙ方向に隣接間隔Δｙｊで、ｎ列配列される。
ｅ（ｉ，ｊ）の位置座標は、（Ｘｉｊ，Ｙｉｊ）と表記する。
ｅ（ｉ，ｊ）は、Ｘ方向には、光偏向要素１８のＸ方向の平均ピッチＰｘに等しい一定ピッチで等間隔に配列されている。
また、Ｙ方向に隣り合う単位列同士は、Ｘ方向において、交互に平均ピッチＰｘの１／２だけずらして配列されている。
ここで、平均ピッチＰｘは、上記と同様、領域ａ、ｂ、ｃでは、それぞれ互いに異なるＰｘａ、Ｐｘｂ、Ｐｘｃ（ただし、Ｐｘａ＞Ｐｘｂ＞Ｐｘｃ）である。
すなわち、平均ピッチＰｘは、領域ａ、ｂ、ｃの境界では不連続に変化するとともに、光入射面７Ｌから離間するにつれて減少する。
このため、例えば、領域ａ、ｂの境界において、基準配列域の密度Ｄを等しくするには、図６に示すように、Ｘ方向の隣接間隔が、Ｐｘａ＞Ｐｘｂの関係にあるため、Ｙ方向の隣接間隔であるΔｙｎａ、Δｙ１ｂをΔｙｎａ＜Δｙ１ｂのような大小関係の適宜値に設定すればよい。
【００６１】
次に、Ｅ（ｉ，ｊ）の位置座標（ｘｉｊ、ｙｉｊ）を、次式（１２）〜（１６）によって設定する。
【００６２】
【数７】
2015032396.tif 000009
【００６３】
ここで、係数αは、光偏向要素Ｅ（ｉ，ｊ）の基準配列域ｅ（ｉ，ｊ）に対するＸ方向のズレ幅の最大値を規定する定数であり、０より大きく１未満の適宜値を採用することができる。
Ｒｎ（ｉ，ｊ）は、０以上１以下の数値範囲からランダムに選ばれた数値を発生するランダム関数である。このため、ｘｉｊのＸｉｊからのズレ量がランダムに変化する。したがって、隣接間隔Δｘｉｊもランダムに変化する。
δ（ｊ）は、上記式（１５）に示すように、ｊが偶数の場合に１、奇数の場合に０となる関数である。
Ｙ１は、単位群において最も光入射面７Ｌ寄りの単位列のＹ方向の座標値であり、領域ごとに、Ｙ１ａ、Ｙ１ｂ、Ｙ１ｃの値を取る。
【００６４】
上記式（１１）においてαが０になると、すべての光偏向要素Ｅ（ｉ，ｊ）が基準配列域ｅ（ｉ，ｊ）と同様の規則的な配置になる。しかし、αは０より大きいため、αの大きさに応じて、規則性が低減し、隣接間隔Δｘｉｊは、一定のバラツキが生じる。
上記式（１１）においてαが１以上になると、光偏向要素Ｅ（ｉ，ｊ）がＸ方向にずれて、隣接する光偏向要素Ｅ（ｉ−１，ｊ）またはＥ（ｉ＋１，ｊ）と接したり、重なり合ったりする。しかし、αは１未満のため、隣接する光偏向要素Ｅ（ｉ−１，ｊ）およびＥ（ｉ＋１，ｊ）との間には、確実に隙間が形成される。
このため、光偏向要素Ｅ（ｉ，ｊ）におけるＸ方向の隣接間隔Δｘｉｊは、上記式（７）を満足するバラツキを示す。
また、隣接間隔Δｘｉｊは、上記式（９）の範囲にあることが分かる。
【００６５】
αの値は小さいほど光偏向要素Ｅ（ｉ，ｊ）の配置の規則性が強くなるため、後述するモアレ抑制の効果が少なくなる。
また、αの値は大きいほど光偏向要素Ｅ（ｉ，ｊ）と、隣接する光偏向要素Ｅ（ｉ−１，ｊ）またはＥ（ｉ＋１，ｊ）との間の距離のバラツキが大きくなり、偏向光のムラが生じやすくなる。
このため、αの範囲は、より狭いことが好ましく、例えば、下限値としては、０．２、０．４などがより好ましく、上限値としては、０．４、０．６などがより好ましい。
【００６６】
このように配置された光偏向要素Ｅ（ｉ，ｊ）の密度Ｄについて説明する。
図５に示すように、基準配列域ｅ（ｉ，ｊ）は、規則的に配置されているため、その密度Ｄｅは、正確に算出できる。光偏向要素Ｅ（ｉ，ｊ）の密度Ｄの設計値についても同様に算出することができる。
また、適宜の大きさの測定エリアの面積をＲ、その内側に含まれる基準配列域ｅ（ｉ，ｊ）の面積をＳａとすれば、面積Ｓａを実測することにより、Ｄｅ＝Ｓａ／Ｒとして求めることができる。
例えば、ｅ（ｉ，ｊ）の密度Ｄｅを求める測定エリアは、例えば、図６に二点鎖線で示すように、Ｘ方向においてはＰｘ以上、Ｙ方向においては隣接する単位列の中心までの距離の和Δｙｉ−１＋Δｙｉ以上の大きさを有する長方形を採用することにより、密度Ｄｅを実測することができる。
これに対して、光偏向要素Ｅ（ｉ，ｊ）は、Ｘ方向の配置位置が場所により変化する。このため、光偏向要素Ｅ（ｉ，ｊ）の密度Ｄを実測する場合には、同様な測定をＸ方向に測定位置を変えて繰り返し、その平均を取る。
本実施形態では、光偏向要素Ｅ（ｉ，ｊ）のＸ方向の位置は、基準配列域ｅ（ｉ，ｊ）の位置からランダムにずらされているため、十分な数の測定を行えば、密度Ｄの平均値は基準配列域ｅ（ｉ，ｊ）の密度Ｄｅに一致する。
【００６７】
以上、導光体７の構成について、第１領域７Ａの場合の例で説明した。これと対称に配置された第２領域７Ｂの構成は、配置位置の相違を除いて同様であるため、詳しい説明は省略する。
【００６８】
このような構成の導光体７に好適な透光性材料の例としては、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）に代表されるアクリル樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）樹脂、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル共重合体）樹脂、ＡＳ（アクリロニトリルスチレン共重合体）樹脂等の透明樹脂を挙げることができる。
【００６９】
導光体７の製造方法としては、上記のような樹脂を用いて、押出成形法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって、光偏向要素１８、及び単位レンズ７ｄを一体で成形することが可能である。または、上述した製法で板状部材を成形した後、光偏向要素１８、および単位レンズ７ｄを、例えば、印刷法や、ＵＶ硬化樹脂、放射線硬化樹脂などを用いて形成することにより、導光体７を製造することも可能である。
導光体７は、上述した製法のうち、特に押出成形法を用いて、光偏向要素１８と単位レンズ７ｄとを一体に成形することが望ましい。この場合、導光体７を作製するための工程数が減り、またロール・トゥ・ロールでの成形であるため、量産性を高めることができる。
【００７０】
次に、このような構成の本実施形態の液晶表示装置１、照明装置３の作用について、本実施形態の導光体７の作用を中心として説明する。
図７（ａ）は、本発明の第１の実施形態の導光体における光の伝播の様子を示す模式的に平面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＣ視の模式図である。図８（ａ）は、単位レンズを有しない第１比較例の導光体における光の伝播の様子を示す模式的に平面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＤ視の模式図である。図９（ａ）は、本発明の第１の実施形態の導光体における平面視の輝度分布を示す模式図である。図９（ｂ）は、単位レンズを有しない第１比較例の導光体における輝度分布を示す模式図である。図１０（ａ）は、単位レンズを通してみた光偏向要素の像の一例を示す模式図である。図１０（ｂ）は、単位レンズおよび等方性光拡散部材を通してみた光偏向要素の像の一例を示す模式図である。
【００７１】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、各光源６が点灯されると、光源６からの光は、拡散しつつ前方の光入射面７Ｌに入射する。
光入射面７Ｌに入射した光は、光偏向面７ａと射出面７ｂとの間で反射を繰り返しながら中心面Ｓ７に向かって導光される。このとき、光偏向面７ａによってＸ方向に広がる方向に反射される光は、図７（ｂ）に示すように、単位レンズ７ｄにおける凸面（内面側からは凹面）に内部反射してＸ方向に位置を変えながら導光される。ところが、単位レンズ７ｄは外側に凸のＵ字状の断面を有するため、入射光が集光されて単位レンズ７ｄの下方の光偏向面７ａに向けて反射される。このため、図７（ａ）に示すように、単位レンズ７ｄの内部反射による反射光はＸ方向にあまり広がらずに、単位レンズ７ｄの延在方向であるＹ方向に沿って導光される。
このように、本実施形態では、射出面７ｂが単位レンズ７ｄで構成されるため、光源６から入射した光は、光源６の前方に位置する単位レンズ７ｄによって、その延在方向に沿って導光される。
図７（ｂ）には、１個の光源６のみが記載されているが、光源６は、Ｘ方向に沿って複数配置されているため、その他の光源６からの光も同様にして中心面Ｓ７に向かって同様に導光される。
【００７２】
これに対して、図８（ａ）、（ｂ）に示す第１比較例のように、本実施形態の導光体７から単位レンズ７ｄを削除した導光体７０の場合、射出面７０ｂは、光偏向面７ａと平行な平面である。
このため、光源６から光偏向面７ａおよび射出面７０ｂに向かって斜め方向に放射される光は、図８（ｂ）に示すように、内部反射してＸ方向に導光される。
平面視では、図８（ａ）に示すように、光源６から拡散する光束が、集光されることなく扇形に広がった状態で中心面Ｓ７に向かって導光される。
このように、第１比較例の導光体７０では、光源６からの光がＸ方向の左右に拡散して導光されていくため、光源６の前方に進む光の輝度が、光入射面７Ｌから離れるにつれて低下していく。
したがって、導光体７によって導光される場合の光の輝度は、このような第１比較例に比べると、光入射面７Ｌから離れた位置でも、Ｘ方向への拡散が抑制されているため輝度低下が格段に少ない。
【００７３】
以上、導光体７内の導光経路について、１つの光源６から光入射面７Ｌに入射する場合の例で説明した。液晶表示装置１では、このような光源６が光入射面７Ｌの延在方向に沿って複数配置されているため、導光体７全体としては、各光源６からの光を重ね合わせた輝度分布になる。
導光体７では、光源６からの入射光は、上述のように光源６の前方の狭い範囲に導光されていく。このため、図９（ａ）に示すように、各光源６から入射した光を重ね合わせても輝度ムラは発生せず、後述する光偏向要素１８の作用と相俟って、略均一な輝度分布が得られる。
一方、第１比較例の導光体７０では、光源６からの入射光は、上述のように光源６の前方に扇形に広がって伝播する。このため、導光体７と同様の光偏向要素１８を備えていたとしても、図９（ｂ）に示すように、Ｘ方向の両端部において、光入射面７Ｌから中心面Ｓ７に向かって広がる三角形状の暗部Ｓｈが発生する。
【００７４】
次に、光偏向要素１８の作用について説明する。
導光体７には、光偏向面７ａには、微小な光偏向要素１８が多数形成されているため、光偏向要素１８に到達した光は、光偏向要素１８の面形状に応じて偏向される。具体的には、光偏向要素１８によって散乱されるため、光偏向要素１８の直上の射出面７ｂに向かって偏向される成分が増える。このため、各光偏向要素１８は、光偏向面７ａ上に点状の光源が配置されているのと同等の効果がある。
図３に示すように、光偏向要素１８による偏向成分は、光偏向面７ａで全反射されて導光される反射光に比べると、射出面７ｂにおける入射角が小さくなるため、射出面７ｂを透過して外部に射出される。このとき、射出光は、単位レンズ７ｄのレンズ作用により集光されるため、Ｘ方向の広がりが抑制された光束として視覚方向Ｆに沿って射出される（図３における光Ｋ参照）。
したがって、導光体７を射出面７ｂ側から観察すると、光偏向要素１８による偏向成分により、光偏向要素１８の位置に線状光源が配置されているように視認される。
すなわち、導光体７を、単位レンズ７ｄを通して、射出面７ｂ側から観察すると、図１０（ａ）に実線で示すように光偏向要素１８がＸ方向に線状に広がって見える。ただし、図１０（ａ）は模式図のため、光偏向要素１８はＸ方向にピッチＬｘで、Ｙ方向にピッチＬｙで繰り返し配列される場合を図示している。
実際には、導光体７の光偏向要素１８はＸ方向にランダムに配置されるため、線状に広がった光偏向要素１８の像もＸ方向にランダムにずれる。
【００７５】
射出面７ｂから射出された光は、等方性光拡散部材８に入射して等方的に拡散される。これにより、光偏向要素１８の配置位置に応じた輝度分布のムラが均されるとともに、偏向光による光偏向要素１８の像も、Ｘ方向およびＹ方向に広がって、ぼけた状態になる。
図１０（ｂ）に、等方性光拡散部材８を通して導光体７を観察した場合の光偏向要素１８の像の見え方を模式的に示す。図１０（ｂ）に示すように、光偏向要素１８の像は、等方性光拡散部材８によって、Ｙ方向にも広がるため、Ｘ方向およびＹ方向に互いに重なった面状の光源のように視認される。これにより、光偏向要素１８の点状の像や、光偏向要素１８がＸ方向に連なった線状の像も視認されなくなる。
【００７６】
等方性光拡散部材８を透過した光は、集光シート２０に入射することにより、視覚方向Ｆに向けて集光される。
集光シート２０から出射された光は、拡散シート２８に入射して拡散され、集光シート２０の集光方向に起因する輝度ムラが均される。
このようにして、拡散シート２８からは、輝度ムラが抑制された光が出射され、画像表示素子２が偏光板１０の側から照明される。
この状態で、画像表示素子２が画像信号に応じて駆動されると、画像信号に応じた画像や映像が、画像表示素子２に表示され、外部から画像や映像を観察することが可能となる。
【００７７】
ここで、導光体７の光偏向要素１８の作用について詳しく説明する。
導光体７では、第１領域７Ａ、第２領域７Ｂのそれぞれにおいて、光偏向要素１８の密度Ｄは、光入射面７Ｌから中心面Ｓ７に向かって単調増加している。
このため、光偏向要素１８による視覚方向Ｆへの偏向成分は、密度Ｄに比例して増大する。
したがって、導光体７内のＹ方向への伝播の際の輝度低下分を相殺するように、光偏向要素１８の密度Ｄを増大させることにより、射出面７ｂにおける射出光のＹ方向における輝度分布を均一化することができる。
また、Ｘ方向では、光偏向要素１８の配置位置が互いに隣り合う他の光偏向要素１８と隙間をあけた状態でランダムに配置位置が変化しているものの、図４における直線１０１に示すように、平均的にはＸ方向に略均一な密度で配置されているため、Ｘ方向の輝度ムラが抑制されている。
【００７８】
本実施形態の導光体７では、このような密度Ｄの配置を実現するために、第１領域７Ａ、第２領域７ＢをそれぞれＹ方向において、例えば、領域ａ、ｂ、ｃに応じて、光偏向要素１８を、複数の単位群に分割し、単位群ごとに、Ｘ方向の平均ピッチをＰｘａ、Ｐｘｂ、Ｐｘｃのように変更している。これにより、各単位群内における各単位列のＹ方向の隣接間隔を光入射面７Ｌ側から中心面Ｓ７側に向かって漸減させる構成とし、かつ、単位群の境界における、Ｘ方向の平均ピッチと、Ｙ方向の隣接間隔とが、不連続に変化する構成としている。
このように、Ｘ方向の隣接間隔と、Ｙ方向の隣接間隔との組合せにより、単調減少する密度Ｄを形成しているため、Ｙ方向の輝度分布を略均一化することができるとともに、Ｙ方向における光偏向要素１８の粗密の偏りを抑制することができる。これにより、光取り出し効率が向上するとともに、光偏向要素１８の粗密の偏りに起因する輝度ムラを抑制することが可能となる。
これらの点について、導光体７の第２比較例、第３比較例を参照して説明する。
図１１は、光偏向要素の配置パターンの第２比較例を示す模式図である。図１２は、光偏向要素の配置パターンの第３比較例を示す模式図である。
【００７９】
図１１に示す第２比較例の導光体７１は、導光体７の第１領域７Ａ、第２領域７Ｂをそれぞれ、領域ａと同様の単位群を構成するように、光偏向要素１８を配置した場合の例である。
このため、各単位列において、Ｘ方向の平均ピッチはＰｘａとし、Ｙ方向の単位列の列数はｎａよりも大きいＮａである。単位列のＹ方向の隣接間隔は、Δｙ１ａ、…、ΔｙＮａのような減少数列である。
このような配置では、中心面Ｓ７の近傍で光偏向要素１８の密度Ｄを急峻に増加させるには、単位列の隣接間隔Δｙｊａを狭める必要がある。しかし、隣接間隔Δｙｊａを０に近付けても、Ｘ方向に隙間があるため、一定の限度以上には、密度Ｄを増加させることができない。このため、例えば、図１１のグラフに曲線１０２として示すように、密度Ｄの最大値Ｄｍａｘ’をあまり大きくすることができない。
これにより、中心面Ｓ７の近傍において、光偏向要素１８による視覚方向Ｆへの偏向成分が減少し、射出面７ｂからの射出光の輝度が低下してしまうため、本実施形態の導光体７に比べるとＹ方向の輝度分布の均一性が格段に低下する。
また、光偏向要素１８によって偏向されなかった光は、そのまま導光体７１内に導光されるため、例えば、反対側の光入射面７Ｌから多くの光が漏れ出て、射出面７ｂから取り出すことができない。したがって高輝度な照明装置３を得ることができない。
【００８０】
図１２に示す第３比較例の導光体７２は、導光体７の第１領域７Ａ、第２領域７Ｂがそれぞれ１つの領域ｄとして１つの単位群が構成されるように光偏向要素１８を配置した場合の例である。
ただし、第２比較例の導光体７１とは異なり、Ｘ方向の平均ピッチＰｘｄ（ただし、Ｐｘｄ＜Ｐｘａ）は、中心面Ｓ７の近傍の光偏向要素１８の密度Ｄが必要な最大密度Ｄｍａｘとなるように設定している。また、これに応じて、Ｙ方向の単位列の列数をＭｄとし、単位列のＹ方向の隣接間隔は、Δｙ１ｄ、…、ΔｙＭｄのような単調減少数列としている。
ここで、Ｐｘｄ＜Ｐｘａであるため、光入射面７Ｌの近傍のＹ方向の隣接間隔は、例えば、Δｙ１ｄ＞Δｙ１ａ等のように、対応する導光体７における隣接間隔よりも広げる必要がある。
このような配列によれば、密度Ｄの変化は、導光体７の場合と同等になる。このため、視覚方向Ｆへの偏向光の輝度は、中心面Ｓ７の近傍でも高輝度が保たれ、反対側の光入射面７Ｌから漏れ出る光も少なくなるため、全体として高輝度の照明装置３が得られる。
しかし、各単位列の平均ピッチＰｘｄが小さいため、単位列が線状になって視認されやすくなる。特に光入射面７Ｌの近傍では、Ｘ方向の隣接間隔が詰まるとともにＹ方向の隣接間隔は逆に広がる結果、Ｙ方向において単位列同士の間に隙間が生じることで、線状光として目立ちやすくなる。つまり、光源の均一性が低下して輝度ムラが生じ、線状に並んだ光源の像が視認されやすくなる。
【００８１】
本実施形態の導光体７の光偏向要素１８の配列によれば、上記第２比較例、第３比較例における輝度低下、輝度ムラ、光源の視認性の増大、といった問題が抑制される。
【００８２】
次に、単位群ごとの光偏向要素１８の配置の作用について説明する。
単位群内で、光偏向要素１８がＸ方向に規則的に配列される場合、光偏向要素１８が、Ｘ方向に配列ピッチＰ７ｄで規則的に配列された単位レンズ７ｄと、Ｘ方向およびＹ方向に一定の画素ピッチで配列された画素を有する画像表示素子２とに重なっているため、ピッチの周期的なずれによって、モアレが視認される場合がある。
このようなモアレは、照明装置や液晶表示装置の照明品質、表示品質を損なうことになる。
本実施形態の照明装置３、液晶表示装置１では、本実施形態の導光体７を用いるため、Ｘ方向において、光偏向要素１８の隣接間隔が不規則に変化しているため、モアレの要因となる隣接間隔の規則性を有していない。このため、モアレが抑制される。
また、導光体７では、Ｙ方向にも、隣接間隔が変化しているため、画像表示素子２の画素との間にもモアレは発生しない。
【００８３】
このように、本実施形態の液晶表示装置１、照明装置３では、Ｙ方向には光入射面７Ｌから離間するにつれて密度Ｄが増加するように、複数の単位群に分けて光偏向要素１８を配置し、Ｘ方向には平均ピッチＰｘが一定となるように光偏向要素１８の隣接間隔を変化させた導光体７を備える。
このため、導光体７により、光源６から入射した光を射出面７ｂから効率よく取り出して、高輝度の光を出射することができる。また、Ｘ方向、Ｙ方向に沿って輝度ムラを抑制することができる。しかも、光偏向要素１８の配列が規則性を有しないため、光偏向要素の像やモアレを見えにくくすることができる。これにより、液晶表示装置１、照明装置３の表示品質、照明品質を向上することができる。
【００８４】
照明装置３を、例えば、液晶ディスプレイ等のバックライトとして適用する場合、ある基準内の面内輝度均一性を保ちながら面中心輝度を高めることが望ましい。
本実施形態の導光体７における光偏向要素１８の配置によれば、光入射面７Ｌに近いほど疎に、光入射面７Ｌから離れるほど密となる粗密分布を取っており、これにより、照明装置３の面内輝度均一性を犠牲にすることなく、面中心輝度を高めることが可能になっている。
【００８５】
［第１変形例］
次に、本発明の第１の実施形態の第１変形例の導光体３７について説明する。
図１３（ａ）は、本発明の第１の実施形態の第１変形例の導光体の一例を示す模式的な斜視図である。図１３（ｂ）、（ｃ）は、図１３（ａ）におけるＥ−Ｅ断面図、およびＦ−Ｆ断面図である。
【００８６】
図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、本変形例の導光体３７は、上記第１の実施形態の導光体７の光偏向要素１８に代えて、光偏向要素３８を備える。
本変形例の導光体３７は、上記第１の実施形態の液晶表示装置１、照明装置３において、導光体７に代えて用いることができる。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８７】
導光体３７の光偏向要素３８は、上記第１の実施形態の光偏向要素１８が、光偏向面７ａに形成された凹部からなるのに対して、光偏向面７ａから突出した凸部である点のみが異なる。
すなわち、光偏向要素３８は、平面視形状が光偏向要素１８と同様の長径ｗｘ、短径ｗｙの楕円形状を有し、光偏向面７ａからの突出高さがｈ３８である。突出高さｈ３８の好ましい範囲は、例えば、２μｍ以上２０μｍ以下である。
光偏向要素３８の配置パターンは、上記第１の実施形態の光偏向要素１８と同様である。
このような導光体３７は、上記第１の実施形態の導光体７と同様の方法により製造することができる。
【００８８】
導光体３７によれば、光入射面７Ｌから入射し、射出面７ｂおよび光偏向面７ａの間で導光される光が照射されると、内面側から凹面になっている光偏向要素３８において内部反射して、凹面の光軸に沿って集光される。このため、視覚方向Ｆに向く偏向成分が発生する。
したがって、本変形例の光偏向要素３８およびこれを備える照明装置３、液晶表示装置１は、上記第１の実施形態の導光体７、照明装置３、および液晶表示装置１と同様に、高輝度の光を出射することができるとともに、光偏向要素の像やモアレを見えにくくすることができる。
【００８９】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態の導光体について説明する。
図１４は、本発明の第１の実施形態の導光体の光偏向要素の配置パターンの詳細を示す模式図である。
【００９０】
図１、２に示すように、本実施形態の導光体４７は、上記第１の実施形態の導光体７の光偏向要素１８に代えて、光偏向要素１８のＸ方向の配置パターンのみを変えた光偏向要素４８を備える。
導光体４７は、上記第１の実施形態の液晶表示装置１、照明装置３において、導光体７に代えて用いることができる。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００９１】
光偏向要素４８は、上記第１の実施形態の導光体７における光偏向要素１８と同様にＸ方向の配置密度が、Ｙ方向の各位置で略均一であり、かつ各光入射面７Ｌから導光体７のＹ方向の中心に向かって、Ｙ方向に沿う配置密度が漸次増大するように配置されている。
このため、導光体４７においても、第１領域７Ａと第２領域７Ｂとにおける光偏向要素４８の平均的な配置密度が中心面Ｓ７に関して対称になっている。
【００９２】
以下、光偏向要素４８の配置について、上記第１の実施形態と異なる点を中心に、第１領域７Ａの場合の例で説明する。
光偏向要素４８の配置パターンは、導光体７と同様、Ｙ方向において複数の領域に分割されており、図４に示すように、例えば、光入射面７Ｌ側から順に領域ａ、ｂ、ｃのような複数の領域に分割されている。
領域ａ、ｂ、ｃでは、それぞれ、図１４に模式的に示すように、光偏向要素４８が、Ｘ方向にｍ個、Ｙ方向にｎ個が配列されている。ただし、ｍ、ｎの大きさは、各領域によって異なる。
以下では、各領域に共通する配置について説明し、必要に応じて、異なる点を説明する。その際、各領域ａ、ｂ、ｃによって数値が異なることを明記する場合には、ｍａ、ｎａ、ｍｂ、ｎｂ、ｍｃ、ｎｃのように、領域名の添字を付して表す。また、特に断らない限り、他の変数、定数も同様に表す。
【００９３】
光偏向要素４８は、Ｘ方向には、一直線上に配置されて単位列を構成し、Ｙ方向には、これらの単位列が、間隔を変えて配列されている。領域ａ、ｂ、ｃに配置されたｎａ個、ｎｂ個、ｎｃ個の単位列は、それぞれ単位群を構成し、以下に述べるように配置される。
【００９４】
各単位群の光偏向要素４８を、Ｆ（ｉ，ｊ）と表す。ここで、ｉは、Ｘ方向の一端側（図示下端側）から他端側に向かって１番目からｍ番目まで配列された光偏向要素４８に付された整数の符号である。ｊは、Ｙ方向の光入射面７Ｌ側の端部（図示左側）から光入射面７Ｌと反対側の端部に向かって１番目からｎ番目まで配列された光偏向要素４８に付された整数の符号である。
また、Ｆ（ｉ，ｊ）の位置座標を、（ｘｉｊ、ｙｉｊ）と表記する。
【００９５】
各単位列におけるＸ方向の隣接間隔は、いずれも一定のピッチＱｘに等しい。ここで、隣接間隔は、例えば、Ｆ（ｉ＋１，ｊ）とＦ（ｉ，ｊ）との中心間距離である。
ピッチＱｘは、領域ａ、ｂ、ｃごとに異なり、それぞれＱｘａ、Ｑｘｂ、Ｑｘｃ（ただし、Ｑｘａ＞Ｑｘｂ＞Ｑｘｃ）である。
ピッチＱｘは、上記第１の実施形態における平均ピッチＰｘと同様な値を採用している。
【００９６】
また、各単位列は、近隣となる２列以上の他の単位列と、Ｘ方向の配置位置が互いに異なる。
本実施形態では、一例として、高い確率で、すべてのｊについて単位列の配置位置が互いに異なるようにしている。このような配置を実現するために、本実施形態では、各単位列における光偏向要素４８全体のＸ方向の位置が、Ｘ方向に変化するように設定している。
各単位列のＸ方向の位置を代表する座標値をＸｊとするとき、次式（１７）、（１８）を満足する。
座標値Ｘｊとしては、例えば、Ｆ（１，ｊ）のｘ座標であるｘ１ｊを採用することができる。
【００９７】
【数８】
2015032396.tif 000010
【００９８】
ここで、δ（ｊ）は、上記式（１６）で定義される関数である。
上記式（１８）は、各単位列が、Ｙ方向において一列おきに、Ｘ方向の位置がＱｘ／２だけずれた基準位置に対して、ズレ量ΔＸｊ＝Ｘｊ−Ｘ１を有している場合の、ズレ量ΔＸｊの標準偏差を表している。
上記式（１７）は、ピッチＱｘに対するこの標準偏差の比の範囲を表している。正規分布では平均値の±３σの範囲に全体の約９９．７％が含まれるため、上記式（１６）はズレ量ΔＸｊの分布が正規分布の場合には、約９９．７％が、±Ｑｘ／２の範囲内にあることを意味する。
【００９９】
単位列の間のＹ方向の隣接間隔（中心間距離）は、上記第１の実施形態におけると同様のΔｙｊである。
密度Ｄの変化は、上記第１の実施形態と同様である。
【０１００】
次に、このように光偏向要素４８を配置するための方法の一例について説明する。
本実施形態では、上記第１の実施形態と同様にして、光偏向要素４８の密度Ｄが、上記式（１１）を満足するように、光偏向要素４８の規則的な基準配列域を決定する。次に、この基準配列域の中心位置から、各光偏向要素４８を単位列ごとに、Ｘ方向にランダムにずらすことにより、最終的な光偏向要素４８の配列を決定する。
【０１０１】
光偏向要素４８の単位群内における基準配列域は、上記第１の実施形態と同様のｅ（ｉ，ｊ）である（図１４の破線参照）。
ただし、ｅ（ｉ，ｊ）におけるＸ方向の配置間隔は、ピッチＱｘに等しい。
また、Ｙ方向に隣り合う単位列同士は、Ｘ方向において、交互にピッチＱｘの１／２だけずらして配列されている。
すなわち、ピッチＱｘは、領域ａ、ｂ、ｃの境界では不連続に変化するとともに、光入射面７Ｌから離間するにつれて減少する。
【０１０２】
次に、Ｆ（ｉ，ｊ）の位置座標（ｘｉｊ、ｙｉｊ）を、次式（１９）〜（２３）によって設定する。
【０１０３】
【数９】
2015032396.tif 000011
【０１０４】
ここで、係数βは、光偏向要素Ｆ（ｉ，ｊ）の基準配列域ｅ（ｉ，ｊ）に対するＸ方向のズレ幅の最大値を規定する定数であり、０より大きく１未満の適宜値を採用することができる。
Ｒｎ（ｊ）は、０以上１以下の数値範囲からランダムに選ばれた数値を発生するランダム関数である。
δ（ｊ）は、上記式（１６）で定義される関数である。
Ｙ１は、単位群において最も光入射面７Ｌ寄りの単位列のＹ方向の座標値であり、領域ごとに、Ｙ１ａ、Ｙ１ｂ、Ｙ１ｃの値を取る。
【０１０５】
上記式（２３）においてβが０になると、すべての光偏向要素Ｆ（ｉ，ｊ）が基準配列域ｅ（ｉ，ｊ）と同様の規則的な配置になる。しかし、αは０より大きいため、αの大きさに応じて、ΔＸｊが変化するため、単位列ごとに光偏向要素Ｆ（ｉ，ｊ）の全体が基準配列域ｅ（ｉ，ｊ）に対してずれる。このため、例えば、Ｆ（１，ｊ）の座標ｘ１ｊは、Ｙ方向に集計すると、一定のバラツキが生じる。
上記式（２３）においてβが１以上になるとＸ方向の一端部において光偏向要素４８が抜けることになるため、Ｘ方向の密度Ｄが変化してしまう。しかし、βは１未満のため、Ｘ方向の密度Ｄは、Ｘ方向の端部でも一定である。
【０１０６】
βの値は小さいほど光偏向要素Ｆ（ｉ，ｊ）の配置の規則性が強くなるため、モアレ抑制の効果が少なくなる。
また、βの値は大きいほど光偏向要素Ｆ（ｉ，ｊ）と、隣接する光偏向要素Ｆ（ｉ−１，ｊ）またはＦ（ｉ＋１，ｊ）との間で、光偏向要素１８がＹ方向に隣接しやすくなり、偏向光のムラが生じやすくなる。
このため、βの範囲は、より狭いことが好ましく、例えば、下限値としては、０．２、０．４などがより好ましく、上限値としては、０．４、０．６などがより好ましい。
【０１０７】
このように配置された光偏向要素Ｆ（ｉ，ｊ）の密度Ｄは、上記第１の実施形態と同様にして、設計、および実測が可能である。
【０１０８】
以上、導光体４７の構成について、第１領域７Ａの場合の例で説明した。これと対称に配置された第２領域７Ｂの構成は、配置位置の相違を除いて同様であるため、詳しい説明は省略する。
【０１０９】
本実施形態の導光体４７によれば、単位群内の単位列のＹ方向の隣接間隔と、単位群全体を通したＹ方向の単位列の配置は、上記第１の実施形態の導光体７における光偏向要素１８と同様であり、光偏向要素４８の密度Ｄの変化も同様になる。このため、Ｙ方向における輝度分布は、導光体７と同様となり、光取り出し効率が向上するとともに、略均一な照明が可能である。
また、導光体４７における光偏向要素４８は、各単位列においては隣接間隔が一定のピッチＱｘの規則的な配列になっている。しかし、近隣の単位列は、Ｘ方向の配置位置がランダムにずらされているため、Ｙ方向における光偏向要素４８が整列しない配列になっている。
例えば、基準配列域ｅ（ｉ，ｊ）では、Ｙ方向に沿って見ると、Ｘ方向にピッチＱｘ／２をあけて、例えば、ｅ（１，１）、ｅ（３，１）、ｅ（５，１）…などのように、１列おきの基準配列域が一直線上に整列している。これに対して、光偏向要素４８は、例えば、Ｆ（１，１）、Ｆ（３，１）、Ｆ（５，１）…などが、これらの位置からＸ方向にランダムにずらして配置されるため、これらが一直線上に整列することはない。
【０１１０】
このように、Ｙ方向に沿って見た配置の整列性が乱されているため、単位列ごとにはピッチＱｘの規則的な配列であっても、Ｘ方向に配列ピッチＰ７ｄで規則的に配列された単位レンズ７ｄとのモアレを抑制することができる。
これは、単位列上では、規則的な配列によりモアレの要因となる輝度の濃淡が生じるものの、この濃淡のパターンがＹ方向に連続する確率が低くなっているためである。
また、導光体４７を用いた本実施形態の照明装置３、液晶表示装置１においても、高輝度の光を出射することができるとともに、輝度ムラを抑制し、特に、光偏向要素の像やモアレを見えにくくすることができる。これにより、液晶表示装置１、照明装置３の表示品質、照明品質を向上することができる。
また、特に、導光体４７によれば、Ｘ方向には規則的な配列になっているため、製造が容易となる。
【０１１１】
なお、上記各実施形態および変形例の説明では、照明装置３が液晶表示装置１に用いられた場合の例で説明したが、照明装置３は液晶表示装置１のみに適用されるものではない。例えば、看板、電子ブックのような液晶表示装置以外の表示装置の照明装置として用いることも可能である。
また、表示装置と組み合わせることも必須ではなく、例えば、単独の照明装置として使用することが可能である。
【０１１２】
上記各実施形態および変形例の説明では、画像表示素子２と導光体との間に、拡散シート２８、集光シート２０を有する場合の例で説明したが、これは一例であって、他の構成も可能である。
例えば、等方性光拡散部材８のみによって、必要な拡散性能が得られる場合には、拡散シート２８は削除することができる。
また、集光シート２０としては、基材２３上に一方向に延在するプリズム２４が配列された場合の例で説明したが、例えば、図１５（ａ）、（ｂ）に示すようなその他の構成も可能である。
図１５（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１および第２の実施形態の照明装置に用いることができる集光シートの変形例を示す部分的な斜視図である。
【０１１３】
図１５（ａ）に示す集光シート２０Ａ（透過性光学シート）は、基材２３上に、一方向に延在する三角プリズム２４ａと、これに交差して延ばされた三角プリズム２４ｂとを備える。
図１５（ｂ）に示す集光シート２０Ｂ（透過性光学シート）は、基材２３上に、一方向に延在する断面台形状の台形プリズム２４ｃが設けられ、この台形プリズム２４ｃの頂部に、台形プリズム２４ｃの延在方向と直交する方向に三角形断面を有する小プリズム２４ｄが多数隣接して形成されている。
【０１１４】
上記各実施形態および変形例の説明では、光偏向要素をＸ方向およびＹ方向に規則的な配列を有する基準配列領域からＸ方向にランダムにずらすことにより不規則に配列した場合の例で説明した。しかし上記第２の実施形態で説明したように、単位列上でモアレが発生しても、近隣の単位列によるモアレとの連続性が低減されることにより、モアレの視認性も低下する。
したがって、単位列ごとに規則的な配列であっても、これと直交する方向の近隣の単位列の配列が、異なっていれば、モアレを抑制することが可能である。
上記の説明では、Ｙ方向のすべての配置が高い確率で異なるものとして説明したが、モアレの要因となる部材の繰り返しピッチの大きさなどによっては、少なくとも近隣の両側の２列と異なっていれば、良好にモアレが低減される場合がある。
【０１１５】
上記各実施形態および変形例の説明では、各単位列の光偏向要素は、Ｘ方向に整列しているものとして説明した。これは、光偏向要素は、Ｙ方向には、隣接間隔が変化するため、モアレが発生しにくいためである。
Ｙ方向の隣接間隔の影響により、モアレが目立つような場合には、光偏向要素をＹ方向に、規則的、または不規則にずらすことによりモアレの低減効果が向上する場合がある。このため、上記の構成において、光偏向要素を基準配列域からずらした構成が可能である。
【０１１６】
上記各実施形態および変形例の説明では、単位群のすべてにおいて、光偏向要素を基準配列域から一定の分散が得られるようにずらして配列した場合の例で説明したが、モアレの現れ方が場所によって異なる場合には、光偏向要素のずらし方を、単位群内の位置や、単位群同士の間で変更してもよい。具体的には、上記式（１２）、（２３）における係数α、βを定数ではなく、位置によって値が変わる変数として設定することが可能である。
【０１１７】
上記各実施形態および変形例の説明では、光偏向面７ａに形成された光偏向要素が光入射面７Ｌから中心面Ｓ７までの間に３つの単位群を設けた場合の例で説明したが、ｄｙが短い場合には、単位群が１つの構成とすることも可能である。
【０１１８】
上記各実施形態および変形例の説明では、導光体が互いに対向する一組の光入射面７Ｌを有する場合の例であるため、光入射面７Ｌが対向する方向が第１の方向になっている例で説明した。
しかし、導光体における第１の方向は、光入射面７Ｌに交差する方向であれば、光を導光させる必要に応じて適宜の方向を採用することができる。すなわち、第１の方向は、光入射面７Ｌと９０°以外で交差する方向とすることが可能である。
【０１１９】
上記各実施形態および変形例の説明では、光偏向要素の配置のみで、好適な輝度分布を形成する場合の例で説明したが、光偏向要素の配置に加えて、複数の光源６の光量を調整したり、光偏向要素の大きさや形状を変えたりすることも可能である。この場合、より細かく輝度分布を修正することが可能である。
【０１２０】
上記に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせを代えたり、削除したりして実施することができる。
【実施例】
【０１２１】
次に、上記各実施形態の実施例について、比較例とともに説明する。
［実施例１〜４］
実施例１〜４は、上記第１の実施形態の導光体７の第１領域７Ａと同様の構成を有する導光体を用いて作成した照明装置、液晶表示装置である。
したがって、この導光体は、厳密には、上記に説明した導光体７そのものではないが、以下では、誤解のおそれのない場合には、対応する部材の符号や、パラメータの名称などは、上記第１の実施形態の説明に用いた符号、名称を援用する。
【０１２２】
表１に、各実施例、各比較例の条件と、評価結果についてまとめて示す。
【０１２３】
【表１】
2015032396.tif 000012
【０１２４】
各実施例の導光体は、すべて平板部が平面視１７０ｍｍ×３００ｍｍの１３インチサイズの直方体であり、平板部の厚さｈ７ｃは、０．５５ｍｍとした。
光源６は、ＬＥＤを採用し、平板部の長辺を構成する一方に側面である光入射面７Ｌに面して５ｍｍおきに、３６個配置した。
【０１２５】
光偏向要素１８は、平面視形状の長径が、ｗｘ＝１００（μｍ）、短径が、ｗｙ＝７０（μｍ）の楕円形であり、深さが、ｈ１８＝１０（μｍ）とした。
光偏向要素１８は、光偏向面７ａを３つの領域ａ、ｂ、ｃに分けて、それぞれに単位群に配置した。光偏向要素１８の密度は、Ｙ方向において光入射面７Ｌからの距離が増大するにつれて、０．０３５から０．０４１まで、増大するように配列した。
光偏向要素１８のＸ方向の平均ピッチは、Ｐｘａ＝０．５（ｍｍ）、Ｐｘｂ＝０．４００（ｍｍ）、Ｐｘｃ＝０．３３０（ｍｍ）とした。
各光偏向要素１８の配置位置は、上記式（１２）〜（１６）に基づいて決定した。
このため、光偏向要素１８のＹ方向の隣接間隔Δｙｊは、最も光入射面７Ｌ側のΔｙ１ａでは０．３５ｍｍ、光入射面７Ｌから最も離れたΔｙｎ−１ｃでは０．１５ｍｍとした。
【０１２６】
実施例１〜４の導光体の違いは、光偏向要素１８の配置の違いであり、光偏向要素１８の配置が、Ｘ方向に近隣となる２列以上と互いの配置が異なるように配置され、上記式（８）に定義されるＣＶを１／１０、上記式（１２）における係数αの大きさが、下記のように相違する導光体を設けた場合である。
実施例１では、α＝０．１０とした。
実施例２では、α＝０．２０とした。
実施例３では、α＝０．４０とした。
実施例４では、α＝０．５０とした。
【０１２７】
導光体の単位レンズ７ｄは、断面形状が半径０．３ｍｍの円弧形状の一部からなる形状でＹ方向に延在され、高さｈ７ｄが０．０３０ｍｍの単位レンズを、Ｘ方向にピッチＰ７ｄで配列して構成した。ピッチＰ７ｄは、１００μｍとした。
【０１２８】
このような導光体はアクリル樹脂（ＰＭＭＡ、屈折率１．４９）の押し出し成型により、ロール金型に形成した光偏向要素１８のパターンと、単位レンズ７ｄのパターンとをアクリル樹脂表面に転写することにより、一体で作製した。
【０１２９】
等方性光拡散部材８は、透明基材の表面に半球状のマイクロレンズが多数配列されたマイクロレンズシートを用い、マイクロレンズシートにコリメート光を入射させたときの散乱角αが１５°であるものを使用した。
拡散シート２８は、偏光分離シート（ＤＢＥＦ（登録商標）（スリーエム社製））を使用した。
【０１３０】
このような構成の照明装置３の視覚方向Ｆ側に画像表示素子２を配置し、液晶表示装置１を作製した。画像表示素子２の画素ピッチは、０．１５ｍｍ（Ｘ方向）×０．１２ｍｍ（Ｙ方向）とした。
【０１３１】
［比較例１〜５］
比較例１は、光偏向要素１８が規則正しく配置している場合、すなわち上記式（１２）における係数αを０として光偏向要素１８を配列した導光体を設けた例である。この場合、式（８）のＣＶは０である。
比較例２は、上記式（１２）における係数αを１として、光偏向要素１８を配列した導光体を設けた例である。この場合、隣接ピッチのバラツキが大きくなり、Ｘ方向に隣接する他の光偏向要素１８と重なり合うものが多くなったため、ＣＶは求めていない。
比較例３は、光偏向要素１８を上記式（８）に定義されるＣＶが１／１０となる単位列を形成し、この単位列をＹ方向に１列おきに配置することにより、Ｙ方向において１列おきに光偏向要素１８の配置が一致された導光体を設けた例である。なお、隣接する単位列は平均ピッチの１／２だけＸ方向にずれているため、隣り合う単位列同士の配置は互いに異なっている。
比較例４は、上記式（８）に定義されるＣＶを１／５、上記式（１２）における係数αを０．６として、光偏向要素１８を配列した導光体を設けた例である。
比較例５は、上記式（８）に定義されるＣＶを１／１０、上記式（１２）における係数αを０．６として、光偏向要素１８を配列し、かつ導光体７の射出面７ｂに単位レンズ７ｄを形成することなく平坦面とした導光体を設けた例である。
【０１３２】
［実施例５〜７］
実施例５〜７は、上記第２の実施形態の導光体４７の第１領域７Ａと同様の構成を有する導光体を用いて作成した照明装置、液晶表示装置である。導光体以外の構成は、実施例１〜３と共通する。また、導光体も、光偏向要素４８の配置パターン以外は、実施例１〜３と共通するため、以下、配置パターンの相違点を中心に説明する。また、誤解のおそれのない限り、上記と同様に、上記第２の実施形態の説明に用いた符号、名称を援用する。
【０１３３】
光偏向要素４８の形状は、上記実施例１〜４光偏向要素１８と同様とした。
光偏向要素４８は、上記実施例１〜４の光偏向要素１８と同様に、光偏向面７ａを３つの領域ａ、ｂ、ｃに分けて、それぞれに単位群を構成するように配置した。光偏向要素４８の密度は、Ｙ方向、Ｘ方向とも上記実施例１〜４の光偏向要素１８と同様とした
光偏向要素４８のＸ方向のピッチＱｘは、Ｑｘａ＝０．５（ｍｍ）、Ｑｘｂ＝０．４００（ｍｍ）、Ｑｘｃ＝０．３３０（ｍｍ）とした。
各光偏向要素４８の配置位置は、上記式（１９）〜（２３）に基づいて決定した。
このため、光偏向要素４８のＹ方向の隣接間隔Δｙｊは、上記実施例１〜４の光偏向要素１８と同様である。
【０１３４】
実施例５〜７の導光体の違いは、光偏向要素４８の配置位置の違いであり、具体的には、上記式（８）に定義されるＣＶを１／８、上記式（２３）における係数βの大きさを下記のように相違する導光体を設けた例である。
実施例５では、β＝０．３０とした。
実施例６では、β＝０．４０とした。
実施例７では、β＝０．６０とした。
実施例８では、β＝０．７０とした。
【０１３５】
［比較例６、７］
比較例６、７は、上記実施例５〜８の照明装置３、液晶表示装置１において、各実施例の導光体に代えて、光偏向要素４８の配置のみが異なる導光体を設けた。
比較例６は、光偏向要素４８が規則正しく配置している場合、すなわち上記式（２３）における係数βを０としたときの導光体を設けた例である。
比較例７は、光偏向要素４８が、上記式（２３）における係数βを１としたときの導光体を設けた例である。
【０１３６】
［評価方法］
評価としては、照明装置３を視覚方向Ｆから眺めたときの光偏向要素、暗部Ｓｈが視認されるか否かの評価と、光入射面７Ｌ近傍の輝度低下率の測定と、液晶表示装置１を視覚方向Ｆから眺めたときのモアレの視認性の評価とを、以下のようにして行った。
【０１３７】
光偏向要素の視認性の評価は、照明装置３の最表面から視覚方向Ｆ側に距離５０ｃｍ離れた位置に視点を置いて、照明装置３を眺めたときに光偏向要素１８の像が視認されるか否かを目視で評価することにより行った。
表１に、この評価結果を、「○」（Ｇｏｏｄ）、「×」（Ｎｏ  ｇｏｏｄ）として記載した。「○」は、像が視認されなかったことを表し、「×」は、像が視認されたことを表す。
【０１３８】
輝度低下率の測定は、照明装置３の最表面から視覚方向Ｆ側に距離５０ｃｍ離れた位置に、分光放射輝度計ＳＲ３（商品名；（株）トプコン製）を設置し、照明装置３の輝度を測定した。
図１６は、輝度低下率の測定位置を示す模式的な平面図である。
本測定では、図１６に示すように、照明装置３の導光体Ｗの光入射面７Ｌから距離２０ｍｍ離れた領域ＳＡの輝度ＬＡと、照明装置３の中央部の領域ＳＢの輝度ＬＢを測定した。輝度低下率は、両者の比率ＬＡ／ＬＢにより算出した。
ここで、図１６に示した領域ＳＢを中心に交差する点線は、導光体Ｗの長辺と短辺に直交する仮想的な直線である。
表１に、この評価結果を、「○」（Ｇｏｏｄ）、「×」（Ｎｏ  ｇｏｏｄ）として記載した。「○」は、ＬＡ／ＬＢが０．７以上であったことを表し、「×」は、ＬＡ／ＬＢが０．７未満であったことを表す。
【０１３９】
暗部Ｓｈの視認性の評価は、照明装置３の最表面から視覚方向Ｆ側に距離１００ｃｍ離れた位置に視点を置いて、照明装置３を眺めたときに暗部Ｓｈが視認されるか否かを目視で評価した。
表１に、この評価結果を、「○」（ｇｏｏｄ）、「△」（ｆａｉｒ）、「×」（ｎｏ  ｇｏｏｄ）として記載した。「○」は、暗部Ｓｈが視認されなかったことを表し、「△」は、暗部Ｓｈが薄く視認されるものの製品として許容範囲であることを表し、「×」は、暗部Ｓｈが許容できない程度に視認されたことを表す。
【０１４０】
モアレ干渉縞の視認性の評価では、まず、モアレ評価用のリファレンス用導光体を作製した。リファレンス用導光体では、光偏向要素を、基準配列域に配置した。つまり、上記式（９）、（２０）において、α＝０、β＝０となる位置に配置した。
リファレンス用導光体において、光偏向要素のＸ方向の配列ピッチＬｘは、単位群ごとに一定値を取り、上記Ｐｘ、Ｑｘと等しい。
また、リファレンス用導光体の光偏向要素のＹ方向の隣接間隔Δｙｊは、光入射面７Ｌから離れるにつれて、０．５０ｍｍから０．４５ｍｍまで変化するように配列した。
このようなリファレンス用導光体を、導光体Ｗに代えて液晶表示装置１に組み込んで、目視判定のリファレンスとするモアレを観察した。
観察は、液晶表示装置１の最表面から視覚方向Ｆ側に距離２０ｃｍ離れた位置に視点を置いて液晶表示装置１を眺めることにより行った。
このモアレと、液晶表示装置１に実施例、比較例の導光体Ｗを液晶表示装置１に組み込んだ場合のモアレと比較した。
表１に、この評価結果を、「○」（ｇｏｏｄ）、「×」（ｎｏ  ｇｏｏｄ）として記載した。「○」は、モアレがリファレンスのモアレよりも目立たなかったことを表し、「×」は、モアレがリファレンスのモアレと変わらないかまたは悪化したことを表す。
【０１４１】
上記表１に示すように、実施例１〜８の導光体を組み込んだ照明装置３の光偏向要素の視認性の評価結果、輝度低下率の評価結果、暗部Ｓｈの視認性の評価結果は、いずれも良好であった。また、これらの導光体を組み込んだ液晶表示装置１のモアレは、リファレンス用導光体を組み込んだ場合に観察されたモアレと比べて、全て改善されていた。
これに対して、比較例１〜７は、モアレ、光偏向要素の視認性、暗部Ｓの視認性のいずれかの評価結果が不良（×）となる結果であった。
比較例１は、光偏向要素１８が規則的に配置されているためモアレが視認され不良である。
比較例２は、係数αが１となり、光偏向要素１８の規則性は十分に乱されているものの、隣接する光偏向要素同士が接する領域が現れ、光偏向要素１８同士が接していない領域と比べ、光偏向要素が視認され不良である。
比較例３は、光偏向要素１８がＸ方向に１列おきに規則的に配置されているため、モアレが視認され不良である。
比較例４は、光偏向要素１８におけるＣ／Ｖが１／５と大きいため、光偏向要素１８の配置に偏りが生じ視認されるため不良である。
比較例５は、導光体７の射出面７ｂに単位レンズ７ｄが形成されていないため、暗部Ｓが視認され不良である。
比較例６は、光偏向要素１８が規則的に配置されているためモアレが視認され不良である。
比較例７は、係数βが１となり、光偏向要素１８の規則性は十分に乱されているものの、隣接する光偏向要素同士が接する領域が現れ、光偏向要素１８同士が接していない領域と比べ、光偏向要素が視認され不良である。
【符号の説明】
【０１４２】
１  液晶表示装置（表示装置）
２  画像表示素子
３  照明装置
５  反射板（反射部材）
６  光源
７、３７、４７  導光体
７ａ  光偏向面（第１面）
７ｂ  射出面（第２面）
７ｄ  単位レンズ
７Ｂ  リファレンス用導光体
７Ｌ  光入射面
８  等方性光拡散部材（透過性光学シート）
９  液晶層
１０、１１  偏光板
１８、３８、４８  光偏向要素
１８ａ  基準点
２０、２０Ａ、２０Ｂ  集光シート（透過性光学シート）
２３  基材
２４  プリズム
２４ａ  台形プリズム
２４ｂ  小プリズム
２８  拡散シート（透過性光学シート）
Ｄ  密度
Ｆ  視覚方向
Ｐｘ、Ｐｘｊ、Ｐｘａ、Ｐｘｂ、Ｐｘｃ、Ｐｘｄ  平均ピッチ
Ｑｘ、Ｑｘａ、Ｑｘｂ、Ｑｘｃ  ピッチ
Ｓ７  中心面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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