(57)【要約】      （修正有）【課題】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】照明装置は、光偏向面７ａに複数の光偏向要素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た導光体７を備え、光偏向要素は、一定の平均ピッチＬｘで配置された単位列と、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、光入射面から遠ざかる方向に光偏向要素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、かつ少なくとも光入射面に近接する単位群において平均ピッチＬｘと隔列隣接間隔Ｌｙが次式を満足する。2015032398.tif 000018【選択図】図２
2015032398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
透光性材料からなり、前記光源からの光を入射する光入射面と、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と、
該導光体の前記第２面に対向して配置される光拡散部材と、を有する照明装置であって、
前記導光体は、
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Ｌｘ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複数配列された１以上の単位群とを構成し、
かつ、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、前記一定の距離の範囲における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列以上の配置と、互いに異なるように設けられ、
かつ、次式（１）〜（５）で定義される変数をＧｘ、Ｇｙ、β、γ、θとすると、前記導光体の前記単位群のうち、少なくとも前記光入射面に近接する単位群において、前記平均ピッチＬｘと、前記第１の方向の互いに隣り合う隣接間隔の和である隔列隣接間隔Ｌｙとが、次式（６）〜（８）を満足する、照明装置。
【数１】
2015032398.tif 000017
ただし、ＨＬは前記導光体の前記単位レンズを除いた厚さである。ＮＬは前記導光体の屈折率である。Ｓｄは前記第２面側から見た時の前記光偏向要素の面積である。ｔは前記単位レンズの端部を０として前記第２の方向に測った変位である。ｆ（ｔ）は前記単位レンズを前記第２面に垂直かつ前記第２の方向に平行な面で切断したときの前記単位レンズのレンズ面の底部からの高さである。Ｐは前記単位レンズの幅である。αは前記光拡散部材に垂直な方向にコリメート光を入射したときの射出光の角度分布において前記射出光の強度が最大強度の１／１０になる角度である。ａｘは前記光偏向要素の前記第２の方向の幅である。ａｙは前記光偏向要素の前記第１の方向の幅である。
【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に記載の照明装置。
【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（９）を満足することを特徴とする、請求項２に記載の照明装置。
０＜ＣＶ≦１／６                                              ・・・（９）
【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に記載の照明装置。
【請求項５】
前記ｆ（ｔ）は、
ｔの４乗の項を含む多項式関数である
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記ｆ（ｔ）は、
円弧の一部、または楕円弧の一部を表す関数である
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
さらに少なくとも一枚以上の集光シートが備えられている
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項８】
さらに反射型偏光分離シートを備える
ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の照明装置
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の照明装置と、
該照明装置からの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、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。
また、特許文献４には、このような直線状のプリズム列に起因する種々の輝度ムラを低減するため、プリズム列の形状や配置を種々設定す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
【特許文献４】特開２００４−６３２６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、４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。
特に、特許文献４には、プリズムの傾斜角度に度数分布を持たせることにより、輝度ムラや筋状の輝線を抑制しており、このようなプリズムの形状は、光取り出し効率が向上できる形状以外の形状も含むため、正面輝度が低下してしまうという問題がある。
この他に、例えば、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の態様の照明装置は、光源と、透光性材料からなり、前記光源からの光を入射する光入射面と、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と、該導光体の前記第２面に対向して配置される光拡散部材と、を有する照明装置であって、前記導光体は、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Ｌｘ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複数配列された１以上の単位群とを構成し、かつ、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、前記一定の距離の範囲における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列以上の配置と、互いに異なるように設けられ、かつ、次式（１）〜（５）で定義される変数をＧｘ、Ｇｙ、β、γ、θとすると、前記導光体の前記単位群のうち、少なくとも前記光入射面に近接する単位群において、前記平均ピッチＬｘと、前記第１の方向の互いに隣り合う隣接間隔の和である隔列隣接間隔Ｌｙとが、次式（６）〜（８）を満足する構成とする。
【数１】
2015032398.tif 000003
ただし、ＨＬは前記導光体の前記単位レンズを除いた厚さである。ＮＬは前記導光体の屈折率である。Ｓｄは前記第２面側から見た時の前記光偏向要素の面積である。ｔは前記単位レンズの端部を０として前記第２の方向に測った変位である。ｆ（ｔ）は前記単位レンズを前記第２面に垂直かつ前記第２の方向に平行な面で切断したときの前記単位レンズのレンズ面の底部からの高さである。Ｐは前記単位レンズの幅ある。αは前記光拡散部材に垂直な方向にコリメート光を入射したときの射出光の角度分布において前記射出光の強度が最大強度の１／１０になる角度である。ａｘは前記光偏向要素の前記第２の方向の幅である。ａｙは前記光偏向要素の前記第１の方向の幅である。
【０００９】
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５０％以下であるものとする。
【００１０】
上記照明装置では、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。
【００１１】
上記照明装置では、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。
０＜ＣＶ≦１／６                                              ・・・（９）
【００１２】
上記照明装置では、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。
【００１３】
上記照明装置では、前記ｆ（ｔ）は、ｔの４乗の項を含む多項式関数であることが好ましい。
【００１４】
上記照明装置では、前記ｆ（ｔ）は、円弧の一部、または楕円弧の一部を表す関数であることが好ましい。
【００１５】
上記照明装置では、さらに少なくとも一枚以上の集光シートが備えられていることが好ましい。
【００１６】
上記照明装置では、さらに反射型偏光分離シートを備えることが好ましい。
【００１７】
本発明の第２の態様の表示装置は、上記照明装置と、該照明装置からの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】
【００１８】
本発明の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し、かつ上記式（６）〜（８）を満足するため、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】
【００１９】
【図１】本発明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】本発明の実施形態の照明装置に用いる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】本発明の実施形態の照明装置に用いる導光体のＸ方向に沿う断面の部分拡大図である。
【図４】本発明の実施形態の照明装置に用いる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】本発明の実施形態の照明装置に用いる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】本発明の実施形態の照明装置に用いる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】本発明の実施形態の照明装置に用いる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】本発明の実施形態の照明装置に用いる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見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見た光偏向要素の像の一例を示す模式図である。
【図１１】等方性光拡散部材における光散乱の様子を表す模式的な斜視図、およびその光強度の角度分布を表す模式的なグラフである。
【図１２】本発明の実施形態に用いる導光体および等方性光拡散部材のＸ方向に沿う断面の模式的な光路図である。
【図１３】本発明の実施形態に用いる導光体および等方性光拡散部材のＹ方向に沿う断面の模式的な光路図である。
【図１４】光偏向要素の隣接間隔が広すぎる場合の単位レンズおよび等方性光拡散部材を通して見た光偏向要素の像の一例を示す模式図である。
【図１５】平均ピッチＬｘおよび隔列隣接間隔Ｌｙの好適な範囲を示すグラフである。
【図１６】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１７】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１８】本発明の実施形態の第１変形例の照明装置に用いる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１９】本発明の実施形態および第１変形例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２０】実施例１〜７、比較例１〜５の評価における輝度低下率の測定位置を示す模式的な平面図である。
【図２１】実施例８〜１３、比較例６〜９の評価における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】
【００２０】
以下では、本発明の実施形態の照明装置および表示装置について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明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、本発明の実施形態の照明装置に用いる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、本発明の実施形態の照明装置に用いる導光体のＸ方向に沿う断面の部分拡大図である。図４は、本発明の実施形態の照明装置に用いる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、本発明の実施形態の照明装置に用いる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、本発明の実施形態の照明装置に用いる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）。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
照明装置３は、拡散シート２８、集光シート２０、等方性光拡散部材８、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、拡散微粒子を表面に塗布、もしくは内部に分散させ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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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ＨＬは、特に限定されないが、例えば、０．３ｍｍ以上５ｍｍ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。
【００３０】
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において外部側に凸のＵ字状の断面が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。Ｕ字状の形状としては、例えば、円弧形状、楕円弧形状、あるいは四次関数で表される形状を採用することができる。
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の好ましい形状は、Ｘ方向に沿う断面が、円弧の一部または楕円弧の一部となる形状である。
このような単位レンズ７ｄの断面形状は、単位レンズの底部をなすレンズ形成面部７ｂ’’における端部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。
本実施形態では、ｆ（ｔ）は次式（１０）で表される関数である。
【００３１】
【数２】
2015032398.tif 000004
【００３２】
ここで、頂部７ｅにおけるｆ（ｔ）は、上記式（１０）において、係数ａ0は正の実数、ａ1＝−１、ａ2＝０、ｒ＝１／２とした場合は円弧を表す。また、ａ0、ａ1、ａ2は任意の実数、ｒ＝１とした場合は四次関数を表す。ここで、Ｐは単位レンズ７ｄの幅である。また、ｆ（ｔ）は楕円弧を表す関数をを採用することもできる。
【００３３】
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線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Ｐ、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、５μｍ以上５０μｍ以下である。幅Ｐ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、配列ピッチＰ７ｄと幅Ｐとは等しくなっている。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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ａｘ、短径はａｙ、光偏向面７ａからの深さはｈ１８である。長径ａｘの好ましい範囲は、例えば、２０μｍ以上２００μｍ以下である。短径ａｙの好ましい範囲は、例えば、２０μｍ以上２００μｍ以下である。深さｈ１８の好ましい範囲は、例えば、４μｍ以上３０μｍ以下である。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
各単位列におけるＸ方向の平均ピッチＬｘｊは、次式（１１）に示すように、ｊによらず、一定の平均ピッチＬｘに等しい。次式（１１）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（１２）で表される。
平均ピッチＬｘは、領域ａ、ｂ、ｃごとに異なり、それぞれＬｘａ、Ｌｘｂ、Ｌｘｃ（ただし、Ｌｘａ＞Ｌｘｂ＞Ｌｘｃ）である。
【００４２】
【数３】
2015032398.tif 000005
【００４３】
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５０％以下であるものとする。
【００４４】
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（１３）、（１４）を満足する。
【００４５】
【数４】
2015032398.tif 000006
【００４６】
ここで、ＣＶは、上記式（１４）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Ｌｘｊ（＝Ｌｘ）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（１３）は、Δｘｉｊの分布が正規分布の場合、その約９９．７％が、平均ピッチＬｘ以下であることを意味する。
したがって、上記式（１３）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（１３）、（１４）に加えて，さらに、次式（１５）を満足することがより好ましい。
【００４７】
【数５】
2015032398.tif 000007
【００４８】
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。
【００４９】
単位列の間のＹ方向の隣接間隔（中心間距離）Δｙｊを次式（１６）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。
【００５０】
【数６】
2015032398.tif 000008
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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Ｌｘ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。
【００５４】
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。
【００５５】
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（１７）に示す指数関数の例を挙げることができる。式（１７）の係数Ｂで密度Ｄの位置座標ｙに対する変化率が決定される。
【００５６】
【数７】
2015032398.tif 000009
【００５７】
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Ｌｘａ、Ｌｘｂ、Ｌｘｃ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。
【００５８】
本実施形態では、さらに、光入射面７Ｌに面する領域ａに関しては、次式（１）〜（８）を満足している。ここで、隔列隣接間隔Ｌｙは、Ｙ方向の互いに隣り合う隣接間隔の和のすべてである。すなわち、Ｌｙは、Δｙ１＋Δｙ２，Δｙ２＋Δｙ３，…，Δｙｎ−１＋Δｙｎである。
また、ＮＬは導光体７の屈折率である。ＳｄはＺ方向から見た時の光偏向要素１８の面積である。αは等方性光拡散部材８に垂直な方向にコリメート光を入射したときの射出光の角度分布において射出光の強度が最大強度の１／１０になる角度（後述する「散乱角」）である。
【００５９】
【数８】
2015032398.tif 000010
【００６０】
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（１０）を満足するとともに、領域ａでは、上記式（１）〜（８）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。
【００６１】
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個のものがＸ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Ｌｘ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Ｌｘの１／２だけずらして配列されている。このため、基準配列域ｅ（ｉ，ｊ）は、Ｙ方向に沿って一列おきにＸ方向の位置が整列している。また、１つの基準配列域ｅ（ｉ，ｊ）の周囲には、他の６つのｅ（ｉ，ｊ）と隣接して配置されている。
ここで、平均ピッチＬｘは、上記と同様、領域ａ、ｂ、ｃでは、それぞれ互いに異なるＬｘａ、Ｌｘｂ、Ｌｘｃ（ただし、Ｌｘａ＞Ｌｘｂ＞Ｌｘｃ）である。
すなわち、平均ピッチＬｘ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、Ｌｘａ＞Ｌｘｂ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。
【００６２】
次に、Ｅ（ｉ，ｊ）の位置座標（ｘｉｊ、ｙｉｊ）を、次式（１８）〜（２２）によって設定する。
【００６３】
【数９】
2015032398.tif 000011
【００６４】
ここで、係数ｋ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（２２）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。
【００６５】
上記式（１８）においてｋ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、ｋは０より大きいため、ｋ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（１８）においてｋ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、ｋ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（１３）を満足するバラツキを示す。
また、隣接間隔Δｘｉｊは、上記式（１５）の範囲にあることが分かる。
【００６６】
ｋ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、ｋ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、ｋ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。
【００６７】
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を求める算出エリアＣ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Ｌｘ、Ｙ方向においては隔列隣接間隔Ｌｙの大きさを有する長方形を採用することにより、この長方形にｅ（ｉ，ｊ）が２個含まれていることから、密度Ｄｅを算出することができる。
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、例えば、このような算出エリアＣを測定エリアとして、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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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、導光体７の作用を中心として説明する。
図７（ａ）は、本発明の実施形態の照明装置に用いる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、本発明の実施形態の照明装置に用いる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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
次に、光偏向要素１８の作用について説明する。
図１０（ａ）は、単位レンズを通して見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見た光偏向要素の像の一例を示す模式図である。図１１（ａ）は、等方性光拡散部材における光散乱の様子を表す模式的な斜視図である。図１１（ｂ）は、等方性光拡散部材による散乱光の光強度の角度分布を表す模式的なグラフである。図１１（ｂ）において、横軸は角度（ｄｅｇ）、縦軸はピーク強度で無次元化された光強度（％）である。図１２は、本発明の実施形態に用いる導光体および等方性光拡散部材のＸ方向に沿う断面の模式的な光路図である。図１３は、本発明の実施形態に用いる導光体および等方性光拡散部材のＹ方向に沿う断面の模式的な光路図である。図１４（ａ）、（ｂ）は、光偏向要素の隣接間隔が広すぎる場合の単位レンズおよび等方性光拡散部材を通して見た光偏向要素の像の一例を示す模式図である。図１５は、平均ピッチＬｘおよび隔列隣接間隔Ｌｙの好適な範囲を示すグラフである。図１５の横軸は平均ピッチＬｘ、縦軸は隔列隣接間隔Ｌｙを表す。
【００７６】
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における光線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Ｐｘで、Ｙ方向に隔列隣接間隔Ｐｙ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。
【００７７】
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。
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。
【００７８】
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。
このような像の広がりを、光偏向要素１８の中心からのＸ方向の距離である半幅Ｇｘ、同じくＹ方向の距離である半幅Ｇｙで表す。また、半幅Ｇｘ、Ｇｙの大きさは、以下のような手順で求められる。
【００７９】
図１１（ａ）は、等方性光拡散部材８に、等方性光拡散部材８の法線方向ｑに沿ってコリメート光Ｇを入射した時の、散乱光２５ａを模式的に示している。また、図１１（ｂ）のグラフには、散乱光２５ａの角度分布２５ｂを表している。このグラフの横軸の「角度」は、法線方向ｑに対してなす角度である。
等方性光拡散部材８は、コリメート光Ｇを等方的に散乱するため、法線方向ｑを含むいずれの断面の角度分布２５ｂも同一の分布形状となる。図１１（ｂ）中の角度αは、散乱光が最大値の１／１０になるような角度である。以下、角度αを「散乱角」と呼ぶ。
以下の説明では、等方性光拡散部材８にコリメート光Ｇを入射したときに、散乱角α以内に散乱された光のみを考慮する。散乱角αを越えて散乱される光は、強度が微弱であり光偏向要素１８の像の広がりへの影響は無視できるからである。
また、等方性光拡散部材８に散乱角αを越える入射角で入射する光も、散乱角の範囲に射出される割合が少なくなるため、光偏向要素１８の像の広がりへの影響を無視できる光になる。
【００８０】
このため、光偏向要素１８のＸ方向の像の広がりの半幅Ｇｘを求めるには、等方性光拡散部材８に光偏向要素１８からＸ方向に離間する方向に偏向されて等方性光拡散部材８に入射角の大きさが散乱角に等しい角度αになる光線の光路を考察すればよい。
図１２に、Ｘ方向に沿う断面において、導光体７から等方性光拡散部材８の法線に対して角度αだけ傾いた光が射出する場合の、導光体７中の光線の経路を示す。なお、図１２では、分かりやすくするため、単位レンズ７ｄを１つだけ描いているが、実際には複数の単位レンズ７ｄが存在する。また、単位レンズ７ｄの縮尺を実際よりも大幅に拡大して描いている。
図１２に示すθは、単位レンズ７ｄ上において単位レンズ７ｄの端部近傍の点Ｑにおける平均傾斜角を表す。具体的には点Ｑは、単位レンズ７ｄの端部から、単位レンズ７ｄのＸ方向の幅Ｐの１／１０だけ内側に入り込んだ点である。このため、角度θは、上記式（５）のように表される。
ここで、点Ｑをこのような単位レンズ７ｄの端部からＸ方向にＰ／１０だけ内側の位置に選んでいる理由は、単位レンズ７ｄに入射する全光量をＩとすると、単位レンズ７ｄの端部近傍で立ち上げられる光量が少なくとも（１／１０）×Ｉ程度あれば、端部近傍で立ち上げられた光による光偏向要素１８の広がりを目視することが可能だからである。
また、図１２において、直線ｕ１は点Ｑにおける単位レンズ７ｄの接線を、直線ｕ２は点Ｑを通る単位レンズ７ｄの法線を、直線ｕ３は点Ｑを通る光偏向面７ａの法線をそれぞれ表す。
角度βは、光偏向要素１８のＸ方向の端部で偏向されて点Ｑに到る光線Ｋ１と直線ｕ２とのなす角であり、点Ｑにおける光線Ｋ１の入射角を表す。
点Ｑで屈折された光線Ｋ１ａが直線ｕ３とのなす角をαとすると、光線Ｋ１ａの出射角は、θ−αである。スネルの法則より、αとβの間には、上記式（３）が成り立つ。また、光線Ｋと直線ｕ３とのなす角は、θ−βとなる。
【００８１】
したがって、光偏向要素１８から光偏向面７ａの法線方向に対して角度（θ−β）をなして単位レンズ７ｄに入射する光線Ｋ１は、単位レンズ７ｄの端部近傍の領域で立ち上げられ、射出光Ｋ１ａとして射出面７ｂから射出される。このため、射出光Ｋ１ａは、等方性光拡散部材８に入射角αで入射し、等方性光拡散部材８によって等方的に拡散されて、散乱光Ｋ１ｂが射出され、この一部の光が視覚方向Ｆへ向かう。
前述したように、等方性光拡散部材８にコリメート光Ｇを入射したときの散乱角がαであるため、このような等方性光拡散部材８に斜め方向から光線Ｋ１ａを入射させた場合、入射角がα以下であれば、視覚方向Ｆへ十分な量の光を散乱させることが可能である。ここでの「十分な量の光」とは、射出光が目で視認できるような最低限の光量という意味である。そのため、視覚方向Ｆから等方性光拡散部材８を眺めると、光線Ｋ１ａによる散乱光Ｋ１ｂを目視することができる。
【００８２】
光偏向要素１８を、導光体７に等方性光拡散部材８を載せて視覚方向Ｆから眺めた場合、個々の光偏向要素１８は、図１０（ｂ）に示されるように、Ｘ方向とＹ方向とに伸びた像として観察される。Ｘ方向への伸び量は、単位レンズ７ｄによる光立ち上げ効果により、Ｙ方向よりも大きくなる。
ここで、光偏向要素１８の像の半幅Ｇｘは、図１２に両矢印で示した長さに略等しい。すなわち、半幅Ｇｘは、点Ｑから光偏向面７ａに下ろした垂線の足と光偏向要素１８の中心とのＸ方向における距離に略等しい。
正確には、図１２に示すような導光体７と等方性光拡散部材８とがＺ方向の距離が離れている場合には、この距離に応じた広がりも考慮する必要があるが、本実施形態の照明装置３の場合は、導光体７と等方性光拡散部材８とは接している。このため、Ｚ方向の距離による像の広がりは微小になり無視することができる。また、本実施形態では、ＨＬが０．３ｍｍ〜５ｍｍ程度であるのに対して、点Ｑのレンズ形成面部７ｂ’から高さは、２０μｍ程度と微小であるため、点Ｑの高さは無視することができる。
すると、図１２より、半幅Ｇｘは、上記式（１）のように求められる。
例えば、テレビに用いられる照明装置３において、導光体７の厚みは、およそ３ｍｍ〜４ｍｍ程度とする必要があるが、この場合、単位レンズ７ｄの高さは数十μｍ〜百μｍ程度でよいため、テレビ用の照明装置３においても上記式（１）は有効である。
また、例えば、ノートＰＣやタブレットＰＣ向けのモニタ等の用途によっては、導光体７の厚みを１ｍｍ以下に設計する必要がある場合がある。この場合においても、単位レンズ７ｄの高さは導光体７の厚みと比べて十分小さく設計される。例えば、導光体７の厚みが０．５ｍｍであれば、単位レンズ７ｄの高さは数μｍ〜３０μｍ程度とするのが好ましい。よって、この場合にも単位レンズ７ｄの高さは微小量として無視できる。
【００８３】
図１３に、Ｙ方向に沿う断面において、導光体７から等方性光拡散部材８の法線に対して角度αだけ傾いた光が射出する場合の、導光体７中の光線の経路を示す。なお、図１３も図１２と同様に誇張して描かれている。
光偏向要素１８のＹ方向の端部で偏向されて点Ｑに到達する光線Ｋ２は、直線ｕ３と角度γをなす場合に、射出光Ｋ２ａとして、直線ｕ３と角度αをなす方向に射出される。この射出光Ｋ２ａとして、等方性光拡散部材８に入射角αで入射するものとする。
Ｙ方向に沿う断面では、単位レンズ７ｄによる凹凸構造が存在しないので、光線Ｋ２と直線ｕ３とのなす角γは、屈折率ＮＬの媒質から屈折率１の空気中に光が射出する場合のスネルの法則に従う。このため、上記式（４）が成り立つ。
等方性光拡散部材８に入射した射出光Ｋ２ａは、散乱角αの範囲内で散乱光Ｋ１ｂとして、等方性光拡散部材８から射出され、この一部の光が視覚方向Ｆへ向かう。
【００８４】
上記と同様、単位レンズ７ｄと等方性光拡散部材８との距離は無視できるため、半幅Ｇｙは、図１３の両矢印で示した長さに略等しい。すなわち、半幅Ｇｙは、点Ｑから光偏向面７ａに下ろした垂線の足と光偏向要素１８の中心とＹ方向における距離に略等しい。
また、同様に、点Ｑのレンズ形成面部７ｂ’からの高さは無視できるため、図１３より、半幅Ｇｙは上記式（２）のように求められる。
【００８５】
次に、このような半幅Ｇｘ、Ｇｙから、光偏向要素１８が視認されないようなピッチＰｘ、隔列隣接間隔Ｐｙの範囲を求める。
図１４（ａ）、（ｂ）には、ピッチＰｘ、隔列隣接間隔Ｐｙが広すぎる場合に、等方性光拡散部材８を通して視覚方向Ｆから眺めたときの光偏向要素１８の像を表す。ただし、図１４（ａ）、（ｂ）は図１０（ｂ）と同様、光偏向要素１８の位置がＸ方向に変化することおよび隔列隣接間隔がＹ方向に変化することは無視し、光偏向要素１８がＸ方向にピッチＰｘで、Ｙ方向に隔列隣接間隔Ｐｙで繰り返し配列されるものとして描いている。
ピッチＰｘ、隔列隣接間隔Ｐｙが広すぎる場合、例えば、図１４（ａ）に示すように、単位列の隣接間隔Ｐｙ／２が、半幅Ｇｙの２倍に比べて広すぎる場合、光偏向要素１８の像がＸ方向に沿って全く重ならない帯状領域Ｄｘ（斜線部）が存在し、この帯状領域Ｄｘが暗部として観察される。逆に、光偏向要素１８が近接して並ぶ領域（斜線部以外）は、明部として観察され、全体的に明暗の縞模様が視認される。
また、例えば、図１４（ｂ）に示すように、単位列内のピッチＰｘが、半幅Ｇｘの４倍に比べて広すぎる場合、光偏向要素１８の像がＹ方向に沿って全く重ならない帯状領域Ｄｙ（斜線部）が存在し、この帯状領域Ｄｙが暗部として観察される。逆に、光偏向要素１８が近接して並ぶ領域（斜線部以外）は、明部として観察され、全体的に明暗の縞模様が視認される。
このような明暗の縞模様は、液晶表示装置１の品位を低下させるため好ましくない。
【００８６】
本実施形態では、光偏向要素１８は、Ｘ方向では、上記式（１８）によって、隣接間隔がＬｘを中心にランダムに変動するように配置される。このため、帯状領域Ｄｙの幅は、場所によりランダムに変化する。これらの変化は、平均化するとゼロになるため、帯状領域Ｄｙの平均的な幅は、図１４（ｂ）で説明したような規則的な配列における帯状領域Ｄｙと等しくなる。
この規則的は配列における帯状領域Ｄｙの幅は、（Ｐｘ−４Ｇｘ）／２で与えられる。
また、同様に、Ｙ方向における帯状領域Ｄｘの幅は、（Ｐｙ−４Ｇｙ）／２で与えられる。
したがって、暗部の領域Ｄｘ、Ｄｙが発生しないＰｘ、Ｐｙの条件式は、それぞれ、Ｐｘ≦４Ｇｘ、Ｐｘ≦４Ｇｙで与えられる。
加えて、Ｐｘ、Ｐｙは、光偏向要素１８同士が重なり合わないための条件として、Ｐｘ≧２ａｘ、Ｐｙ≧２ａｙを満たす必要がある。
【００８７】
以上は、規則的な配列を用いた考察であるが、本実施形態では、光偏向要素１８の位置を、Ｘ方向には、上記のような規則的な配列に相当する基準配列域からランダムにずらして配置し、Ｙ方向には、単位列の位置を漸次変化させるため、上記、Ｐｘ、Ｐｙを、それぞれＬｘ、Ｌｙに置き換えることで、平均的には、規則的な配置の場合と同様な効果が得られる。
このようにして、光偏向要素１８の配列に起因する帯状領域Ｄｘ、Ｄｙが平均的に視認されず、さらに、平均的に光偏向要素１８が互いに重なり合わないためのＬｘ、Ｌｙの条件が、上記式（６）、（７）として得られる。
本実施形態では、上記式（６）、（７）は、領域ａにおいて満足するため、式（６）、（７）におけるＬｘ、ＬｙはそれぞれＬｘａ、Ｌｙａを意味する。
【００８８】
Ｌｘ、Ｌｙが上記式（６）、（７）の範囲内にある場合でも、導光体７の射出光の輝度均一性の観点から問題が生じる場合がありうる。上述のように、密度Ｄが０．０１を下回ると、輝度が低下して、液晶表示装置１の表示品位を著しく悪化させるおそれがある。
光偏向要素１８を光偏向面７ａ側から眺めたときの面積をＳｄとしたとき、Ｘ方向の長さがＬｘ、Ｙ方向の長さがＬｙの長方形の領域（図６の算出エリアＣ）に含まれる基準配置域の平均個数は、２個である。このため、密度Ｄの平均値は、単位群ごとに、２・Ｓｄ／（Ｌｘ・Ｌｙ）と求められる。このため、Ｌｘ、Ｌｙは、上記式（８）を満足する必要がある。
例えば、本実施形態の場合のように、光偏向要素１８の平面視（Ｚ方向視）形状が楕円の場合、上記式（９）は、楕円の面積の公式（円周率×長軸半径×短軸半径）より、次式（２３）と同等である。
【００８９】
【数１０】
2015032398.tif 000012
【００９０】
したがって、以上の結果、照明装置３において光偏向要素１８が視認されず、かつ、許容範囲に輝度低下を抑制できる平均ピッチＬｘと隔列隣接間隔Ｌｙとが満たすべき条件は、上記式（６）〜（８）をすべて満たす場合である。これは、横軸をＬｘ、縦軸をＬｙとした座標系で示すと、図１５の斜線領域で規定される範囲である。
【００９１】
次に、光偏向要素１８の他の作用について説明する。
図１６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１７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。
【００９２】
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。
【００９３】
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Ｌｘａ、Ｌｘｂ、Ｌｘｃ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。
【００９４】
図１６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Ｌｘａ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１６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。
【００９５】
図１７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Ｌｘｄ（ただし、Ｌｘｄ＜Ｌｘａ）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、Ｌｘｄ＜Ｌｘａ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Ｌｘｄ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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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Ｌｘ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。
【００９９】
また、本実施形態では、特に、光入射面７Ｌに隣接する領域ａにおける光偏向要素１８の配置に関して、上記式（１）〜（８）を満足する。
このため、照明装置３を構成する導光体７の光偏向要素１８が視認されず、かつ、入射面７Ｌ近傍の輝度低下を抑制することができる。
【０１００】
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。
【０１０１】
［第１変形例］
次に、本発明の実施形態の第１変形例の照明装置３３、液晶表示装置３１について説明する。
図１８（ａ）は、本発明の実施形態の第１変形例の照明装置に用いる導光体の一例を示す模式的な斜視図である。図１８（ｂ）、（ｃ）は、図１８（ａ）におけるＥ−Ｅ断面図、およびＦ−Ｆ断面図である。
【０１０２】
図１に示すように、本変形例の液晶表示装置３１、照明装置３３は、上記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、導光体３７を備える。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１０３】
図１８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、導光体３７は、上記実施形態における導光体７の光偏向要素１８に代えて、光偏向要素３８を備える。
光偏向要素３８は、上記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ａｘ、短径ａｙ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、４μｍ以上３０μｍ以下である。
光偏向要素３８の配置パターンは、上記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、上記実施形態における導光体７と同様の方法により製造することができる。
【０１０４】
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、本変形例の照明装置３３、液晶表示装置３１は、光偏向要素３８を有する導光体３７を備えるため、上記実施形態の照明装置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。
【０１０５】
なお、上記実施形態の説明では、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、広告看板や案内看板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。
【０１０６】
上記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１９（ａ）、（ｂ）に示すようなその他の構成も可能である。
図１９（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態および第１変形例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。
【０１０７】
図１９（ａ）に示す集光シート２０Ａ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１９（ｂ）に示す集光シート２０Ｂ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。
【０１０８】
上記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、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、光偏向要素を規則的な配列からＸ方向にランダムにずらすため、Ｙ方向のすべての配置が高い確率で異なるものとなっている場合の例で説明したが、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。
【０１０９】
上記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。
【０１１０】
上記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（１８）における係数ｋ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。
【０１１１】
上記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。
【０１１２】
上記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。
【０１１３】
上記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。
【０１１４】
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】
【０１１５】
次に、上記実施形態の実施例について、比較例とともに説明する。
【０１１６】
［実施例１〜７］
実施例１〜７は、上記実施形態の照明装置３、液晶表示装置１である。
下記［表１］に、各実施例、各比較例の条件についてまとめて示す。
【０１１７】
【表１】
2015032398.tif 000013
【０１１８】
各実施例の導光体７は、すべて平板部７ｃが平面視５００ｍｍ×９００ｍｍの４０インチサイズの直方体であり、平板部７ｃの厚さＨＬは、３ｍｍとした。
光入射面７Ｌは、導光体７の短辺（５００ｍｍ側）を構成する２つの側面とした。
光源６は、ＬＥＤを採用し、光入射面７Ｌに面して６．８ｍｍおきに、７３個配置した。
【０１１９】
光偏向要素１８は、平面視形状の長径が、ａｘ＝２００（μｍ）、短径が、ａｙ＝１００（μｍ）の楕円形であり、深さが、ｈ１８＝２０（μｍ）である。光偏向要素１８の曲面形状は、長径が２９０μｍ、短径が１４５μｍの楕円を長軸周りに回転した回転楕円体の一部からなる形状とした。
光偏向要素１８は、光偏向面７ａを第１領域７Ａ、第２領域７Ｂにおいてそれぞれ５つの領域に分け、光入射面７Ｌ側から中心面Ｓ７に向かって、第１領域７Ａでは、領域ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、第２領域７Ｂでは、領域ａ’、ｂ’、ｃ’、ｄ’、ｅ’とした。
領域ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅと、それぞれに対応する領域ａ’、ｂ’、ｃ’、ｄ’、ｅ’とは、大きさと、領域内の単位群の基準配列域ｅ（ｉ，ｊ）の配置パターンが共通である。ただし、光偏向要素Ｅ（ｉ，ｊ）の配置は、上記式（１８）に基づいてランダム化されているため、光偏向要素Ｅ（ｉ，ｊ）の配置パターンは高い確率で異なっているものの、各単位群の平均ピッチＬｘａ、Ｌｘｂ、Ｌｘｃ、Ｌｘｄ、Ｌｘｅと、平均ピッチＬｘａ’、Ｌｘｂ’、Ｌｘｃ’、Ｌｘｄ’、Ｌｘｅ’とは、それぞれ等しいため、以下、単に、Ｌｘａ、Ｌｘｂ、Ｌｘｃ、Ｌｘｄ、Ｌｘｅと表記する。
また、隔列隣接間隔Ｌｙに関しては、単位群内で変化し、単位群ごとに変化が異なるが、単位群ごとの変化は、領域ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅと、それぞれに対応する領域ａ’、ｂ’、ｃ’、ｄ’、ｅ’とは共通であり、以下、単に、Ｌｙａ、Ｌｙｂ、Ｌｙｃ、Ｌｙｄ、Ｌｙｅと表記する。
各光偏向要素１８の配置位置は、光偏向要素１８の密度Ｄをそれぞれ設定して、上記式（１８）〜（２２）に基づいて決定した。その際、領域ａ（ａ’）では、上記式（１）〜（８）を満足するようにした。
【０１２０】
単位レンズ７ｄは、ｆ（ｔ）で表される断面形状を、[表１]に示すように、円弧、四次関数から選択した。
ここで、「円弧」は、上記式（１０）において、ａ1＝−１、ａ2＝０、ｒ＝１／２とし、係数ａ0をそれぞれ後述のように設定した。
「四次関数」は、上記式（１０）において、ｒ＝１とし、係数ａ0、ａ1、ａ2を後述のように設定した。
【０１２１】
このような導光体７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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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、０．５５ｍｍ（Ｘ方向）×０．４５ｍｍ（Ｙ方向）とした。
【０１２４】
実施例１〜７の各導光体７の違いは、単位レンズ７ｄの断面形状と光偏向要素１８の配置位置との違いである。
実施例１では、ｆ（ｔ）を上記の円弧とし、θ＝５４（°）、ａ0＝０．００２４とした。また、Ｐ＝７８．５（μｍ）、ｈ７ｄ＝２０（μｍ）とした。なお、θを上記式（１）等に代入する場合には、ラジアンに変換して代入する（以下同様）。
光偏向要素１８の配置については、ｋ＝０．４とした。
また、Ｌｘａ＝１．０（ｍｍ）、Ｌｘｂ＝０．８（ｍｍ）、Ｌｘｃ＝０．７（ｍｍ）、Ｌｘｄ＝０．５（ｍｍ）、Ｌｘｅ＝０．３５（ｍｍ）とした。［表１］におけるＬｘは、Ｌｘａを表す（以下同様）。
また、Ｌｙａは、光入射面７Ｌ側から領域ｂに向かって、１．５ｍｍから１．０３ｍｍまで単調に減少するように設定した。同様に、Ｌｙｂは１．２９ｍｍから０．８９ｍｍまで、Ｌｙｃは１．０１ｍｍから０．６１ｍｍまで、Ｌｙｄは０．８６ｍｍから０．５２ｍｍまで、Ｌｙｅは０．７４ｍｍから０．４５ｍｍまで、それぞれ単調減少する設定とした。［表１］におけるＬｙは、領域ａ（ａ’）における光入射面７Ｌに最も近いＬｙａを表す（以下同様）。
これにより、光偏向要素１８の密度Ｄは、光入射面７Ｌから中心面Ｓ７までは、Ｙ方向に沿って０．０２１から最大値０．２まで漸次増大する。
【０１２５】
実施例２では、単位レンズ７ｄの断面形状は上記実施例１と同様とした。
光偏向要素１８の配置については、ｋ＝０．４とした。
また、Ｌｘａ＝２．０（ｍｍ）、Ｌｘｂ＝１．６（ｍｍ）、Ｌｘｃ＝１．４（ｍｍ）、Ｌｘｄ＝１．０（ｍｍ）、Ｌｘｅ＝０．６（ｍｍ）とした。
また、Ｌｙａは、光入射面７Ｌ側から領域ｂに向かって、１．２ｍｍから０．７４ｍｍまで単調に減少するように設定した。同様に、Ｌｙｂは０．９２ｍｍから０．５７ｍｍまで、Ｌｙｃは０．６５ｍｍから０．３４ｍｍまで、Ｌｙｄは０．４７ｍｍから０．２５ｍｍまで、Ｌｙｅは０．４１ｍｍから０．２１ｍｍまで、それぞれ単調減少する設定とした。
これにより、光偏向要素１８の密度Ｄは、光入射面７Ｌから中心面Ｓ７までは、Ｙ方向に沿って０．０１３から最大値０．２５まで漸次増大する。
【０１２６】
実施例３では、単位レンズ７ｄの断面形状は上記実施例１と同様とした。
光偏向要素１８の配置については、ｋ＝０．４とした。
また、Ｌｘａ＝２．５（ｍｍ）、Ｌｘｂ＝２．０（ｍｍ）、Ｌｘｃ＝１．５（ｍｍ）、Ｌｘｄ＝０．８（ｍｍ）、Ｌｘｅ＝０．６（ｍｍ）とした。
また、Ｌｙａは、光入射面７Ｌ側から領域ｂに向かって、１．０ｍｍから０．６１ｍｍまで単調に減少するように設定した。同様に、Ｌｙｂは０．７７ｍｍから０．４７ｍｍまで、Ｌｙｃは０．６３ｍｍから０．３３ｍｍまで、Ｌｙｄは０．６２ｍｍから０．３２ｍｍまで、Ｌｙｅは０．４３ｍｍから０．２２ｍｍまで、それぞれ単調減少する設定とした。
これにより、光偏向要素１８の密度Ｄは、光入射面７Ｌから中心面Ｓ７までは、Ｙ方向に沿って０．０１３から最大値０．２４まで漸次増大する。
【０１２７】
実施例４〜６は、ｆ（ｔ）を上記の四次関数とし、θ＝５１（°）、ａ0＝０．０１６、ａ1＝０、ａ2＝−２．５５×１０３とした。また、Ｐ＝１００（μｍ）、ｈ７ｄ＝１６（μｍ）とした点のみが上記実施例１〜３と異なる。
【０１２８】
実施例７では、ｆ（ｔ）を上記の四次関数とし、θ＝４５（°）、ａ0＝０．０１３、ａ1＝０、ａ2＝−２．０６×１０３とした。また、Ｐ＝１００（μｍ）、ｈ７ｄ＝１３（μｍ）とした。
光偏向要素１８の配置については、ｋ＝０．４とした。
また、Ｌｘａ＝１．２（ｍｍ）、Ｌｘｂ＝１．０（ｍｍ）、Ｌｘｃ＝０．８（ｍｍ）、Ｌｘｄ＝０．６（ｍｍ）、Ｌｘｅ＝０．４（ｍｍ）とした。
また、Ｌｙａは、光入射面７Ｌ側から領域ｂに向かって、１．０ｍｍから０．６９ｍｍまで単調に減少するように設定した。同様に、Ｌｙｂは０．８３ｍｍから０．５７ｍｍまで、Ｌｙｃは０．７１ｍｍから０．４３ｍｍまで、Ｌｙｄは０．５７ｍｍから０．３５ｍｍまで、Ｌｙｅは０．５２ｍｍから０．３２ｍｍまで、それぞれ単調減少する設定とした。
これにより、光偏向要素１８の密度Ｄは、光入射面７Ｌから中心面Ｓ７までは、Ｙ方向に沿って０．０２７から最大値０．２５まで漸次増大する。
【０１２９】
［比較例１〜５］
比較例１〜４は、上記実施例１において、光偏向要素の配置を変えたものである。以下、上記実施例１と異なる点のみ説明する。
比較例１は、ｋ＝０とし、Ｌｘａ＝１．０（ｍｍ）、Ｌｘｂ＝０．８（ｍｍ）、Ｌｘｃ＝０．７（ｍｍ）、Ｌｘｄ＝０．５（ｍｍ）、Ｌｘｅ＝０．３５（ｍｍ）とした、
また、Ｌｙａは、光入射面７Ｌ側から領域ｂに向かって、２．５ｍｍから１．５９ｍｍまで単調に減少するように設定した。同様に、Ｌｙｂは１．９９ｍｍから１．２７ｍｍまで、Ｌｙｃは１．４５ｍｍから０．８ｍｍまで、Ｌｙｄは１．１２ｍｍから０．６１ｍｍまで、Ｌｙｅは０．８７ｍｍから０．４８ｍｍまで、それぞれ単調減少する設定とした。
これにより、光偏向要素１８の密度Ｄは、光入射面７Ｌから領域ａと領域ｂの境界部まで、Ｙ方向に沿って０．０１３〜０．０２まで単調に増加するように設定されている。領域ｂから中心面Ｓ７までは、Ｙ方向に沿って０．０２から最大値０．１９まで漸次増大する。
【０１３０】
比較例２は、ｋ＝０とし、Ｌｘａ＝０．７（ｍｍ）、Ｌｘｂ＝０．６（ｍｍ）、Ｌｘｃ＝０．５（ｍｍ）、Ｌｘｄ＝０．４（ｍｍ）、Ｌｘｅ＝０．３５（ｍｍ）とした、
また、Ｌｙａは、光入射面７Ｌ側から領域ｂに向かって、４．０ｍｍから２．４６ｍｍまで単調に減少するように設定した。同様に、Ｌｙｂは２．８７ｍｍから１．７６ｍｍまで、Ｌｙｃは２．１１ｍｍから１．１ｍｍまで、Ｌｙｄは１．３８ｍｍから０．７２ｍｍまで、Ｌｙｅは０．８２ｍｍから０．４３ｍｍまで、それぞれ単調減少する設定とした。
これにより、光偏向要素１８の密度Ｄは、光入射面７Ｌから領域ａと領域ｂの境界部まで、Ｙ方向に沿って０．０１１〜０．０１９まで単調に増加するように設定されている。領域ｂから中心面Ｓ７までは、Ｙ方向に沿って０．０１９から最大値０．２１まで漸次増大する。
【０１３１】
比較例３は、ｋ＝０とし、Ｌｘａ＝２．０（ｍｍ）、Ｌｘｂ＝１．６（ｍｍ）、Ｌｘｃ＝１．２（ｍｍ）、Ｌｘｄ＝０．８（ｍｍ）、Ｌｘｅ＝０．６（ｍｍ）とした、
また、Ｌｙａは、光入射面７Ｌ側から領域ｂに向かって、２．０ｍｍから１．１８ｍｍまで単調に減少するように設定した。同様に、Ｌｙｂは１．４８ｍｍから０．８７ｍｍまで、Ｌｙｃは１．１７ｍｍから０．５８ｍｍまで、Ｌｙｄは０．８７ｍｍから０．４３ｍｍまで、Ｌｙｅは０．５８ｍｍから０．２９ｍｍまで、それぞれ単調減少する設定とした。
これにより、光偏向要素１８の密度Ｄは、光入射面７Ｌから領域ａと領域ｂの境界部まで、Ｙ方向に沿って０．００８〜０．０１４まで単調に増加するように設定されている。領域ｂから中心面Ｓ７までは、Ｙ方向に沿って０．０１４から最大値０．１９まで漸次増大する。
【０１３２】
比較例４は、ｋ＝０とし、Ｌｘａ＝２．０（ｍｍ）、Ｌｘｂ＝１．６（ｍｍ）、Ｌｘｃ＝１．２（ｍｍ）、Ｌｘｄ＝０．８（ｍｍ）、Ｌｘｅ＝０．６（ｍｍ）とした、
また、Ｌｙａは、光入射面７Ｌ側から領域ｂに向かって、２．５ｍｍから１．４２ｍｍまで単調に減少するように設定した。同様に、Ｌｙｂは１．７８ｍｍから１．０１ｍｍまで、Ｌｙｃは１．３５ｍｍから０．６４ｍｍまで、Ｌｙｄは０．９６ｍｍから０．４５ｍｍまで、Ｌｙｅは０．６ｍｍから０．２９ｍｍまで、それぞれ単調減少する設定とした。
これにより、光偏向要素１８の密度Ｄは、光入射面７Ｌから領域ａと領域ｂの境界部まで、Ｙ方向に沿って０．００６〜０．０１１まで単調に増加するように設定されている。領域ｂから中心面Ｓ７までは、Ｙ方向に沿って０．０１１から最大値０．１９まで漸次増大する。
【０１３３】
比較例５は、光偏向要素を、実施例１の光偏向要素１８と同様な配置とし、導光体７に代えて、導光体７から単位レンズ７ｄを除去した平板の導光体を備えた例である。
【０１３４】
［表１］には、各実施例、各比較例について、上記式（６）、（７）、（８）、（１３）について、条件式の範囲を満たす場合には「○」、条件式の範囲を満たさない場合には、「×」を記載した。
【０１３５】
［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。
この評価結果を下記［表２］に示す。
【０１３６】
【表２】
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【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２］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１９は、実施例１〜７、比較例１〜５の評価における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１９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５０ｍｍ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１９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２］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２］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、上記実施例１の基準配列域に配置した。つまり、上記式（１８）において、ｋ＝０となる位置に配置した。
このため、リファレンス用導光体において、光偏向要素のＸ方向の配列ピッチは、単位群ごとに一定値を取り、上記実施例１の平均ピッチＬｘと等しい。例えば、領域ａでは、Ｌｘ＝１．０（ｍｍ）である。また、リファレンス用導光体の光偏向要素のＹ方向の隔列隣接間隔Ｌｙも、上記実施例１のＬｙと同様、例えば、領域ａでは、光入射面７Ｌから離れるにつれて、１．５ｍｍから１．０３ｍｍ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２］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２］に示すように、実施例１〜７の導光体７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１〜５は、光偏向要素の視認性、輝度低下率のいずれかの評価結果が不良（×）となる結果であった。
【０１４２】
［実施例８〜１３］
実施例８〜１３は、上記実施形態の照明装置３、液晶表示装置１の導光体７の形状を変更して、一方の光入射面７Ｌ側の光源６を削除した場合の実施例である。
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、上記実施形態の導光体７において、導光体７が第１領域７Ａのみからなる場合の例になっている。そこで、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、上記実施形態の説明に用いた符号、名称を援用する。
下記［表３］に、各実施例、各比較例の条件についてまとめて示す。
【０１４３】
【表３】
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【０１４４】
各実施例の導光体７は、すべて平板部７ｃが平面視１７０ｍｍ×３００ｍｍの１３インチサイズの直方体であり、平板部７ｃの厚さＨＬは、０．５５ｍｍとした。
光入射面７Ｌは、導光体７の長辺（３００ｍｍ側）の一方を構成する側面とした。
光源６は、ＬＥＤを採用し、光入射面７Ｌに面して３ｍｍおきに、９０個配置した。
【０１４５】
光偏向要素１８は、平面視形状の長径が、ａｘ＝１００（μｍ）、短径が、ａｙ＝７０（μｍ）の楕円形であり、深さが、ｈ１８＝１０（μｍ）である。光偏向要素１８の曲面形状は、長径が１８９μｍ、短径が１３３μｍの楕円を長軸周りに回転した回転楕円体の一部からなる形状とした。
光偏向要素１８は、光偏向面７ａを５つの領域に分け、光入射面７Ｌ側から光入射面７Ｌに対向する他の側面（以下、「対向側面」と称する）に向かって、領域ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅとした。
それぞれの領域に形成された各単位群の平均ピッチは、Ｌｘａ、Ｌｘｂ、Ｌｘｃ、Ｌｘｄ、Ｌｘｅであり、隔列隣接間隔Ｌｙは、Ｌｙａ、Ｌｙｂ、Ｌｙｃ、Ｌｙｄ、Ｌｙｅである。
各光偏向要素１８の配置位置は、光偏向要素１８の密度Ｄをそれぞれ設定して、上記式（１８）〜（２２）に基づいて決定した。その際、領域ａでは、上記式（１）〜（８）を満足するようにした、
【０１４６】
単位レンズ７ｄは、ｆ（ｔ）で表される断面形状を、[表３]に示すように、円弧、四次関数から選択した。
【０１４７】
このような導光体７の材料は、上記実施例１〜７と同様である。
また、等方性光拡散部材８、拡散シート２８は、上記実施例１〜７におけるものと同様である。
【０１４８】
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。
【０１４９】
実施例８〜１３の各導光体７の違いは、単位レンズ７ｄの断面形状と光偏向要素１８の配置位置との違いである。
実施例８では、ｆ（ｔ）を上記の円弧とし、θ＝５４（°）、ａ0＝０．００２４とした。また、Ｐ＝７８．５（μｍ）、ｈ７ｄ＝２０（μｍ）とした。
光偏向要素１８の配置については、ｋ＝０．６とした。
また、Ｌｘａ＝０．５（ｍｍ）、Ｌｘｂ＝０．４５（ｍｍ）、Ｌｘｃ＝０．４（ｍｍ）、Ｌｘｄ＝０．３５（ｍｍ）、Ｌｘｅ＝０．２５（ｍｍ）とした。［表３］におけるＬｘは、Ｌｘａを表す（以下同様）。
また、Ｌｙａは、光入射面７Ｌ側から領域ｂに向かって、０．５ｍｍから０．３５ｍｍまで単調に減少するように設定した。同様に、Ｌｙｂは０．３９ｍｍから０．２２ｍｍまで、Ｌｙｃは０．２５ｍｍから０．１３ｍｍまで、Ｌｙｄは０．１５ｍｍから０．１ｍｍまで、Ｌｙｅは０．１４ｍｍから０．１ｍｍまで、それぞれ単調減少する設定とした。［表３］におけるＬｙは、領域ａにおける光入射面７Ｌに最も近いＬｙａを表す（以下同様）。
これにより、光偏向要素１８の密度Ｄは、光入射面７Ｌから対向側面までは、Ｙ方向に沿って０．０４から最大値０．３９まで漸次増大する。
【０１５０】
実施例９では、単位レンズ７ｄの断面形状は上記実施例８と同様とした。
光偏向要素１８の配置については、ｋ＝０．６とした。
また、Ｌｘａ＝０．７（ｍｍ）、Ｌｘｂ＝０．６（ｍｍ）、Ｌｘｃ＝０．５（ｍｍ）、Ｌｘｄ＝０．３５（ｍｍ）、Ｌｘｅ＝０．２（ｍｍ）とした。
また、Ｌｙａは、光入射面７Ｌ側から領域ｂに向かって、０．４ｍｍから０．２７ｍｍまで単調に減少するように設定した。同様に、Ｌｙｂは０．３１ｍｍから０．１７ｍｍまで、Ｌｙｃは０．２ｍｍから０．１ｍｍまで、Ｌｙｄは０．１４ｍｍから０．０９ｍｍまで、Ｌｙｅは０．１６ｍｍから０．１ｍｍまで、それぞれ単調減少する設定とした。
これにより、光偏向要素１８の密度Ｄは、光入射面７Ｌから対向側面までは、Ｙ方向に沿って０．０３６から最大値０．４６まで漸次増大する。
【０１５１】
実施例１０では、単位レンズ７ｄの断面形状は上記実施例８と同様とした。
光偏向要素１８の配置については、ｋ＝０．６とした。
また、Ｌｘａ＝０．９（ｍｍ）、Ｌｘｂ＝０．７（ｍｍ）、Ｌｘｃ＝０．５（ｍｍ）、Ｌｘｄ＝０．３５（ｍｍ）、Ｌｘｅ＝０．２（ｍｍ）とした。
また、Ｌｙａは、光入射面７Ｌ側から領域ｂに向かって、０．３５ｍｍから０．２３ｍｍまで単調に減少するように設定した。同様に、Ｌｙｂは０．３ｍｍから０．１６ｍｍまで、Ｌｙｃは０．２２ｍｍから０．１１ｍｍまで、Ｌｙｄは０．１６ｍｍから０．１ｍｍまで、Ｌｙｅは０．１８ｍｍから０．１２ｍｍまで、それぞれ単調減少する設定とした。
これにより、光偏向要素１８の密度Ｄは、光入射面７Ｌから対向側面までは、Ｙ方向に沿って０．０３１から最大値０．４１まで漸次増大する。
【０１５２】
実施例１１〜１３は、ｆ（ｔ）を上記の四次関数とし、θ＝５１（°）、ａ0＝０．０１６、ａ1＝０、ａ2＝−２．５５×１０３とした。また、Ｐ＝１００（μｍ）、ｈ７ｄ＝１６（μｍ）とした点のみが上記実施例８〜１０と異なる。
【０１５３】
［比較例６、７］
比較例６、７は、上記実施例８において、光偏向要素の配置を変えたものである。以下、上記実施例８と異なる点のみ説明する。
比較例６は、ｋ＝０とし、Ｌｘａ＝０．５（ｍｍ）、Ｌｘｂ＝０．４５（ｍｍ）、Ｌｘｃ＝０．４（ｍｍ）、Ｌｘｄ＝０．３５（ｍｍ）、Ｌｘｅ＝０．２５（ｍｍ）とした、
また、Ｌｙａは、光入射面７Ｌ側から領域ｂに向かって、０．９ｍｍから０．５７ｍｍまで単調に減少するように設定した。同様に、Ｌｙｂは０．６３ｍｍから０．３１ｍｍまで、Ｌｙｃは０．３５ｍｍから０．１６ｍｍまで、Ｌｙｄは０．１８ｍｍから０．１１ｍｍまで、Ｌｙｅは０．１５ｍｍから０．１ｍｍまで、それぞれ単調減少する設定とした。
これにより、光偏向要素１８の密度Ｄは、光入射面７Ｌから対向側面までは、Ｙ方向に沿って０．０２から最大値０．４まで漸次増大する。
【０１５４】
比較例７は、ｋ＝０とし、Ｌｘａ＝１．２（ｍｍ）、Ｌｘｂ＝１．０（ｍｍ）、Ｌｘｃ＝０．７（ｍｍ）、Ｌｘｄ＝０．４（ｍｍ）、Ｌｘｅ＝０．２（ｍｍ）とした、
また、Ｌｙａは、光入射面７Ｌ側から領域ｂに向かって、１．０ｍｍから０．５３ｍｍまで単調に減少するように設定した。同様に、Ｌｙｂは０．６５ｍｍから０．２５ｍｍまで、Ｌｙｃは０．３５ｍｍから０．１２ｍｍまで、Ｌｙｄは０．２１ｍｍから０．１１ｍｍまで、Ｌｙｅは０．２１ｍｍから０．１２ｍｍまで、それぞれ単調減少する設定とした。
これにより、光偏向要素１８の密度Ｄは、光入射面７Ｌから対向側面までは、Ｙ方向に沿って０．００８から最大値０．４２まで漸次増大する。
【０１５５】
［比較例８、９］
比較例８、９は、上記比較例６、７において、ｆ（ｔ）を上記の四次関数とし、θ＝５１（°）、ａ0＝０．０１６、ａ1＝０、ａ2＝−２．５５×１０３とした。また、Ｐ＝１００（μｍ）、ｈ７ｄ＝１６（μｍ）とした例である。
【０１５６】
［表３］には、各実施例、各比較例について、上記式（６）、（７）、（８）、（１３）について、条件式の範囲を満たす場合には「○」、条件式の範囲を満たさない場合には、「×」を記載した。
【０１５７】
［評価方法］
評価としては、上記実施例１〜７、比較例１〜５の場合と略同様にして、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行った。
これらの評価方法で、上記実施例１〜７、比較例１〜５の場合と異なるのは、輝度低下率の測定位置のみである。
図２０は、実施例８〜１３、比較例６〜９の評価における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２０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２０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。
【０１５８】
下記［表４］に、これらの評価結果をまとめて示す。各評価結果の記載は、上記実施例１〜７、比較例１〜５の場合とまったく同様である。
【０１５９】
【表４】
2015032398.tif 000016
【０１６０】
上記［表４］に示すように、実施例８〜１３の導光体７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６〜９は、光偏向要素の視認性、輝度低下率のいずれかの評価結果が不良（×）となる結果であった。
【符号の説明】
【０１６１】
１、３１  液晶表示装置（表示装置）
２  画像表示素子
３、３３  照明装置
５  反射板（反射部材）
６  光源
７、３７  導光体
７ａ  光偏向面（第１面）
７ｂ  射出面（第２面）
７ｄ  単位レンズ
７ｅ  頂部
７Ｌ  光入射面
８  等方性光拡散部材
９  液晶層
１０、１１  偏光板
１８、３８  光偏向要素
２０、２０Ａ、２０Ｂ  集光シート
２８  拡散シート
Ｄ  密度
Ｆ  視覚方向
Ｌｘ、Ｌｘｊ、Ｌｘａ、Ｌｘｂ、Ｌｘｃ  平均ピッチ
Ｌｙ、Ｌｙａ、Ｌｙｂ、Ｌｙｃ  隔列隣接間隔
Ｓ７  中心面
【図１】
2015032398.tif 000019
【図２】
2015032398.tif 000020
【図３】
2015032398.tif 000021
【図４】
2015032398.tif 000022
【図５】
2015032398.tif 000023
【図６】
2015032398.tif 000024
【図７】
2015032398.tif 000025
【図８】
2015032398.tif 000026
【図９】
2015032398.tif 000027
【図１０】
2015032398.tif 000028
【図１１】
2015032398.tif 000029
【図１２】
2015032398.tif 000030
【図１３】
2015032398.tif 000031
【図１４】
2015032398.tif 000032
【図１５】
2015032398.tif 000033
【図１６】
2015032398.tif 000034
【図１７】
2015032398.tif 000035
【図１８】
2015032398.tif 000036
【図１９】
2015032398.tif 000037
【図２０】
2015032398.tif 000038
【図２１】
2015032398.tif 000039