(57)【要約】【課題】拡散フィルムを使用した場合でも、十分高輝度かつ、輝度ムラのない光を出射することができる導光体、エッジライト型照明装置および画像表示装置を提供することを課題とする。【解決手段】  導光体７の光偏向面７ａに、凹形状または凸形状の構造体からなる光偏向要素１８が、前記導光体の側壁面にある、光源６からの光を導光体に導入するための入射面７Ｌに平行な境界によって区分された個々の領域の内部において、前記入射面に平行な方向には一定ピッチで一列に配列され、前記入射面から離れた領域ほどそのピッチは小さくなり、前記入射面に直交する方向に平行に隣接する前記構造体の列は１／２ピッチずつずらして配列されており、且つそれらの列の間のピッチが前記入射面から離れるほど狭くなるように配列されていることを特徴とする導光体。【選択図】図１
2015191686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッジライト型照明装置に使用される導光体であって、
透明樹脂を主材とした板状の平板部を備えてなり、
前記平板部の側壁面には、光源からの光を前記平板部の内部に導入するための１つの入射面を備え、
前記平板部の一方の面上には光が射出する射出面を備え、
前記射出面には前記入射面に直交する方向に延在するように形成された長尺状の構造物である単位レンズが、複数個平行に形成されたことによって構成された単位レンズの集合体を備え、
前記射出面の対向側の面には、前記平板部の内部に導光された光を内部反射し前記射出面へと偏向するための光偏向面を備えており、
前記光偏向面には、その表面に形成された複数の凹形状または凸形状の構造体からなる光偏向要素が形成されており、
前記光偏向面は前記入射面に平行な境界によって複数の領域に分割されており、かつ、そのそれぞれの領域内において、前記入射面に平行な方向及び入射面に直交する方向に前記構造体が配列されており、
それぞれの前記領域内においては、入射面に平行な方向に一定ピッチで一列に配列された構造体の列に対して、入射面に直交する方向に隣接する列が、入射面に平行な方向に１／２ピッチずつずらして配列され、
また、それぞれの前記領域内においては、入射面に直交する方向における構造体の列のピッチは、入射面から離れるほど小さくなるように配列され、そのピッチの大小関係は異なる領域の間においては制限されず、
入射面に平行な方向のピッチは、異なる領域の間では互いに異なり、入射面から離れた領域の方が狭くなることを特徴とする導光体。
【請求項２】
エッジライト型照明装置に使用される導光体であって、
透明樹脂を主材とした板状の平板部を備えてなり、
前記平板部の側壁面には、光源からの光を前記平板部の内部に導入するための１つの入射面を備え、
前記平板部から光が射出する射出面には、前記入射面に直交する方向に延在するように形成された長尺状の構造物である単位レンズが、複数個平行に形成されたことによって構成された単位レンズの集合体を備え、
前記射出面の対向側の面には、前記平板部の内部に導光された光を内部反射するための光偏向面を備えており、
前記光偏向面には、その表面に形成された複数の凹形状または凸形状の構造体からなる光偏向要素が形成されており、
前記構造体は、前記入射面に平行な方向に、前記入射面から離れるほど小さいピッチで一列に配列され、前記入射面に直交する方向に、前記入射面に平行に隣接する前記構造体の列は１／２ピッチずつずらして配列されており、且つそれらの列の間のピッチが前記入射面から離れるほど狭くなるように配列されていることを特徴とする導光体。
【請求項３】
前記透明樹脂に半径ｒの光拡散性微粒子が含有されており、Ｌを前記導光体の入射面と直交する方向の距離とすると、前記導光体に含まれる前記光拡散性微粒子の体積濃度ｆは、式（１）〜（６）で規定されることを特徴とする請求項１または２に記載の導光体。
【数１】
2015191686.tif 000029
【数２】
2015191686.tif 000030
【数３】
2015191686.tif 000031
【数４】
2015191686.tif 000032
【数５】
2015191686.tif 000033
【数６】
2015191686.tif 000034
ただし、κは式（２）で定義される散乱レートであり、v０は前記光拡散性微粒子の１個あたりの体積であり、σｓは式（３）で定義される前記光拡散性微粒子の散乱断面積であり、ｎeは前記導光体の媒質屈折率であり、ａn、ｂnは式（７）、（８）、（９）で定義されるミー散乱係数である。
【数７】
2015191686.tif 000035
【数８】
2015191686.tif 000036
【数９】
2015191686.tif 000037
ただし、ψｎ、ξｎはリカッチベッセル関数であり（ダッシュはその導関数）、ｎｓは前記光拡散性微粒子の屈折率である。
【請求項４】
前記平板部の側壁面に対向する２つの入射面を備える場合は、単位面積当りに配置される前記光偏向要素の個数に相当する光偏向要素密度が、前記入射面に直交する方向において、前記導光体の中間点にあたる中心面にて極大値となり、そこを対称軸として左右対称に単調減少する関数であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の導光体。
【請求項５】
前記導光体に含まれる前記光拡散性微粒子の体積濃度ｆが、式（１０）の範囲に含まれることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の導光体。
【数１０】
2015191686.tif 000038
【請求項６】
前記導光体に含まれる前記光拡散性微粒子の半径ｒは、式（１１）の範囲に含まれることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の導光体。
【数１１】
2015191686.tif 000039
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の導光体を使用したことを特徴とするエッジライト型照明装置。
【請求項８】
前記導光体から射出する光を拡散する光拡散シートを備えたことを特徴とする請求項６に記載のエッジライト型照明装置。
【請求項９】
前記導光体から射出する光を集光する集光シートを備えたことを特徴とする請求項６または７に記載のエッジライト型照明装置。
【請求項１０】
前記エッジライト型照明装置と画像表示素子を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッジライト型照明装置および画像表示装置に関する。
【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、エッジライト型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、光源としての冷陰極管やＬＥＤが視認されないようにしている。
【０００３】
一方、エッジライト型照明装置は、図１４に示されるように、複数の冷陰極管やＬＥＤなどの光源１０６が、導光体１０７と呼ばれる透光性の板の側壁面である光の入射面１０７Ｌに配置される。一般的に、導光体１０７の射出面１０７ｂ（画像表示素子２と対向する面）の逆側の面（光偏向面１０７ａ）には、該導光体１０７の側壁面である入射面１０７Ｌから入射する入射光を効率良く射出面１０７ｂへと導く光偏向要素１１８が形成されている。現在、光偏向面１０７ａに形成される光偏向要素１１８としては白色インキがドット状に印刷されたものが一般的（例えば特許文献１）である。しかし、その白色ドットに入射した光はほぼ無指向に拡散反射されるため、導光体１０７の射出面１０７b側への光取出し効率は低い。白色インキによる光吸収も無視することはできない。
【０００４】
そこで最近では、マイクロレンズをインクジェット法によって導光体１０７の光偏向面１０７ａ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１１８を形成する方法などが提案されている。白色インキと違い、導光体１０７の樹脂と空気との屈折率差による反射、屈折、透過を利用しているため、光吸収はほとんど生じない。そのため、白色インキに比べて光取出し効率の高い導光体１０７を得ることができる。
【０００５】
しかしながら、インクジェット法やレーザーアブレーション法による光偏向要素１１８の形成は、白色インキの印刷と同様、導光体１０７を平板状に成形した後に、別工程で形成されるため、作製工程数が減る訳ではない。むしろ、白色インキの印刷工程よりもタクトタイムが長く、また、設備のイニシャルコストが高いなど、高コストとなる問題がある。
【０００６】
そこで、導光体１０７を射出成形法や押出成形法により成形するのと同時に、光偏向要素１１８を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）。導光体１０７の成形と同時に光偏向要素１１８も形成されるため工程数が減り、低コスト化が実現できる。
【０００７】
しかしながら、射出成形法で導光体１０７を作製する場合、サイズが大きくなるほど射出成形機には高い圧力が必要となるため、携帯電話やノートパソコンなどの比較的小型な画像表示装置用の導光体作製には適しているものの、テレビ等の大型な画像表示装置への適用は難しい。一方で押出成形法は、大型の導光体作製に適した製造方法ではあるが、円筒状のロール金型を用いたロールトゥロールでの成形が基本である。
【０００８】
導光体１０７の射出光の均一性を高めるためには、光偏向要素１１８の粗密分布を２次元的に調整して配置する必要がある。どちらか一方向のみの粗密を付与した場合では、光源が配されない左右の側壁面での反射や漏れ光などの影響により輝度の低い領域が発生す
るなど、輝度均一性に問題が発生する。
例えば、特許文献３には、一次元方向に光偏向要素１１８を疎密パターニングした例として、一方向に延在するプリズム溝を有した導光体１０７が示されている。このような一次元方向のみに疎密パターニングされた導光体１０７は、上述した輝度が低い領域が生じる場合がある。
【０００９】
さらには、光偏向要素１１８は、規則的に、または規則性を有する擬似不規則的に配列された反射層や構造物で形成されるため、例えばＢＥＦIII（スリーエム社登録商標）に代表されるような集光シート１２０との干渉（モアレ干渉縞）の問題や、光偏向要素１１８の像が視認されるといった問題があり、その解決手段としては、導光体１０７と集光シート１２０との間に、特許文献４に示されるような拡散フィルム１０８を使用する方法が一般的である。しかし、このような拡散フィルム１０８は、導光体１０７から射出した光を散乱させて指向性を弱めるため、輝度低下の原因となる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【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２００６−１５５９９４号公報
【特許文献４】特開２００４−２９５０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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、拡散フィルムを使用した場合でも、十分高輝度かつ、輝度ムラのない光を出射することができる導光体、エッジライト型照明装置、および画像表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、エッジライト型照明装置に使用される導光体であって、
透明樹脂を主材とした板状の平板部を備えてなり、
前記平板部の側壁面には、光源からの光を前記平板部の内部に導入するための１つの入射面を備え、
前記平板部の一方の面上には光が射出する射出面を備え、
前記射出面には前記入射面に直交する方向に延在するように形成された長尺状の構造物である単位レンズが、複数個平行に形成されたことによって構成された単位レンズの集合体を備え、
前記射出面の対向側の面には、前記平板部の内部に導光された光を内部反射し前記射出面へと偏向するための光偏向面を備えており、
前記光偏向面には、その表面に形成された複数の凹形状または凸形状の構造体からなる光偏向要素が形成されており、
前記光偏向面は前記入射面に平行な境界によって複数の領域に分割されており、かつ、そのそれぞれの領域内において、前記入射面に平行な方向及び入射面に直交する方向に前記構造体が配列されており、
それぞれの前記領域内においては、入射面に平行な方向に一定ピッチで一列に配列された構造体の列に対して、入射面に直交する方向に隣接する列が、入射面に平行な方向に１／２ピッチずつずらして配列され、
また、それぞれの前記領域内においては、入射面に直交する方向における構造体の列のピッチは、入射面から離れるほど小さくなるように配列され、そのピッチの大小関係は異なる領域の間においては制限されず、
入射面に平行な方向のピッチは、異なる領域の間では互いに異なり、入射面から離れた領域の方が狭くなることを特徴とする導光体である。
【００１３】
また請求項２に記載の発明は、エッジライト型照明装置に使用される導光体であって、
透明樹脂を主材とした板状の平板部を備えてなり、
前記平板部の側壁面には、光源からの光を前記平板部の内部に導入するための入射面を備え、
前記平板部から光が射出する射出面には、前記入射面に直交する方向に延在するように形成された長尺状の構造物である単位レンズが、複数個平行に形成されたことによって構成された単位レンズの集合体を備え、
前記射出面の対向側の面には、前記平板部の内部に導光された光を内部反射するための光偏向面を備えており、
前記光偏向面には、その表面に形成された複数の凹形状または凸形状の構造体からなる光偏向要素が形成されており、
前記構造体は、前記入射面に平行な方向に、前記入射面から離れるほど小さいピッチで一列に配列され、前記入射面に直交する方向に、前記入射面に平行に隣接する前記構造体の列は１／２ピッチずつずらして配列されており、且つそれらの列の間のピッチが前記入射面から離れるほど狭くなるように配列されていることを特徴とする導光体である。
【００１４】
また請求項３に記載の発明は、前記透明樹脂に半径ｒの光拡散性微粒子が含有されており、Ｌを前記導光体の入射面と直交する方向の距離とすると、前記導光体に含まれる前記光拡散性微粒子の体積濃度ｆは、式（１）〜（６）で規定されることを特徴とする請求項１または２に記載の導光体である。
【数１２】
2015191686.tif 000003
【数１３】
2015191686.tif 000004
【数１４】
2015191686.tif 000005
【数１５】
2015191686.tif 000006
【数１６】
2015191686.tif 000007
【数１７】
2015191686.tif 000008
ただし、κは式（２）で定義される散乱レートであり、v０は前記光拡散性微粒子の１個あたりの体積であり、σｓは式（３）で定義される前記光拡散性微粒子の散乱断面積であり、ｎeは前記導光体の媒質屈折率であり、ａn、ｂnは式（７）、（８）、（９）で定義されるミー散乱係数である。
【数１８】
2015191686.tif 000009
【数１９】
2015191686.tif 000010
【数２０】
2015191686.tif 000011
ただし、ψｎ、ξｎはリカッチベッセル関数であり（ダッシュはその導関数）、ｎｓは前記光拡散性微粒子の屈折率である。
【００１５】
また請求項４に記載の発明は、前記平板部の側壁面に対向する２つの入射面を備える場合は、単位面積当りに配置される前記光偏向要素の個数に相当する光偏向要素密度が、前記入射面に直交する方向において、前記導光体の中間点にあたる中心面にて極大値となり、そこを対称軸として左右対称に単調減少する関数であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の導光体である。
【数２１】
2015191686.tif 000012
【００１６】
また請求項５に記載の発明は、前記導光体に含まれる前記光拡散性微粒子の体積濃度ｆが、式（１０）の範囲に含まれることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の導光体である。
【数２２】
2015191686.tif 000013
【００１７】
また請求項６に記載の発明は、前記導光体に含まれる前記光拡散性微粒子の半径ｒは、式（１１）の範囲に含まれることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の導光体である。
【００１８】
また請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の導光体を使用したことを特徴とするエッジライト型照明装置である。
【００１９】
また請求項８に記載の発明は、前記導光体から射出する光を拡散する光拡散シートを備えたことを特徴とする請求項６に記載のエッジライト型照明装置である。
【００２０】
また請求項９に記載の発明は、前記導光体から射出する光を集光する集光シートを備えたことを特徴とする請求項６または７に記載のエッジライト型照明装置である。
【００２１】
また請求項１０に記載の発明は、前記エッジライト型照明装置と画像表示素子を備えたことを特徴とする画像表示装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のエッジライト型照明装置および画像表示装置によれば、第１の方向に沿っては入射面から離間するにつれて光偏向要素の配置密度が増加するように、複数の領域に分けて光偏向要素を配置するとともに、導光体に光拡散性微粒子が含まれるため、従来は導光体を素通りして導光体の側壁面から漏れていた光を散乱させて射出光量を増加させ、高輝度かつ輝度むらのない光を出射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態の画像表示装置の構成の一例を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の実施形態のエッジライト型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断面図であって、（ａ）は導光体の斜視図、（ｂ）はその導光体の画像表示素子に面した射出面に形成された単位レンズの集合体の長手方向に直交する方向で切断した断面図の例、（ｃ）は単位レンズの集合体の長手方向に平行な方向で切断した断面図の例、をそれぞれ示しており、光偏光面に形成された光偏光要素は凹形状の例を示している。
【図３】本発明の実施形態のエッジライト型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断面図であって、（ａ）は導光体の斜視図、（ｂ）はその導光体の画像表示素子に面した射出面に形成された単位レンズの集合体の長手方向に直交する方向で切断した断面図の例、（ｃ）は単位レンズの集合体の長手方向に平行な方向で切断した断面図の例、をそれぞれ示しており、光偏光面に形成された光偏光要素は凸形状の例を示している。
【図４】本発明の実施形態のエッジライト型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一例を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態のエッジライト型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一例を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態の導光体の光偏向要素の配置パターンを領域に分けない場合の一例を示す模式図である。
【図７】本発明の実施形態の導光体の光偏向要素の配置パターンを領域に分けない場合の一例を示す模式図である。
【図８】本発明の実施形態のエッジライト型照明装置に用いる導光体における光の伝播の様子の一例を模式的に示した図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＣから見た断面図である。
【図９】単位レンズを有しない比較例の導光体における光の伝播の様子を模式的に示す説明図であって、（ａ）は導光体を上から見た平面図、（ｂ）はそのＤから見た断面における光の伝播の様子を示した説明図である。
【図１０】（ａ）は本発明の実施形態のエッジライト型照明装置に用いる導光体を上から見た場合の導光体における輝度分布の例を示す説明図、（ｂ）および（ｃ）は単位レンズを有しない比較例の導光体における輝度分布の例を示す説明図である。
【図１１】粒子径と微粒子体積濃度の関係の一例を表したグラフである。
【図１２】本発明の実施形態のエッジライト型照明装置の構成の一例を示す模式的な断面図である。
【図１３】（ａ）は本発明の実施形態のエッジライト型照明装置に用いる集光シートの例を示す斜視図、（ｂ）は第１変形例のエッジライト型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１４】従来の画像表示装置の構成を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態の導光体、エッジライト型照明装置および画像表示装置について図１から１３を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態における導光体７を備えたエッジライト型照明装置３、及び該エッジライト型照明装置３を具備する画像表示装置１の概略断面図である（各部位の縮図は模式的に示したものであり、実際とは一致しない。）。図１に示す画像表示装置１は、画像表示素子２と、この画像表示素子２の光入射側に配置されたエッジライト型照明装置３を備えた。画像表示素子２としては、液晶表示素子を好適に使用できるが、その場合、液晶層９を２つの偏光板１０、１１で挟んで構成される。エッジライト型照明装置３は、拡散シート２８、集光シート２０、等方性光拡散シート８、導光体７、及び反射板５の順に配置した積層体と、導光体７の側面に配置された光源６を少なくとも含んで構成される。このエッジライト型照明装置３は、拡散シート２８が画像表示素子２に隣接して配置される。等方性光拡散シート８は、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。集光シート２０は等方性光拡散シート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。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、及び集光シート２０に形成されてい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干渉縞の発生を抑制する機能を有する。また、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良い。
【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】
エッジライト型照明装置３は、拡散シート２８、集光シート２０、等方性光拡散シート８、および導光体７を画像表示素子２の側からこの順に配置した積層体と、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。このエッジライト型照明装置３は、拡散シート２８を画像表示素子２側に隣接させて配置される。
【００２７】
等方性光拡散シート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の画像表示素子２側に隣接して配置されている。等方性光拡散シート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、等方性光拡散シート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、光拡散性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（住友スリーエム社の登録商標）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することができる。本実施形態の反射板５（反射部材）では、このような反射シートを、導光体７の側壁面に設置される光源６と後述する導光体７の光偏向面７ａとを囲む筐体の内壁面に配置した構成を採用している。これは光源６から発せられる光を漏れなく利用するための構成であり、光反射率が高く、耐久性が高い反射シートであれば良い。
【００３１】
光源６は、導光体７が等方性光拡散シート８に向けて射出する光を、導光体７の側壁面である入射面７Ｌ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。
本実施形態のエッジライト型照明装置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つの側壁面である入射面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、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、その光を、等方性光拡散シート８に対向する面状領域である射出面７ｂから等方性光拡散シート８に向けて射出する透明樹脂を主材とする部材であり、透明樹脂に可視光領域で光拡散性がある微粒子を分散させたものを好適に使用可能である。
本実施形態では、導光体７には、平面視矩形状の導光体７の平板部７ｃの一方の入射面７Ｌから入った光を内部反射する平面状の光偏向面７ａが形成されている。光偏向面７ａと対向する面には、光を射出する射出面７ｂとなっており、それを構成する単位レンズ７ｄが複数個、平行に形成されたことによって構成された単位レンズの集合体１６を備えている。この単位レンズの集合体１６を構成する個々の単位レンズ７ａは、入射面７Ｌに直交する方向に形成された長尺状の構造物である。（図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）参照）単位レンズ７ａは、導光体７の射出面７ｂに、一方の入射面７Ｌから対向する入射面７Ｌに亘って形成された長尺状の構造物であるが、これに限定するものではない。
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の側壁面において互いに対向する一組の側壁面は、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入射面７Ｌを構成している（図２（ａ）および（ｃ）参照）。以下では、入射面７Ｌが互いに対向する方向をＹ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、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向をＺ方向とする。
本実施形態の入射面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いる。
【００３３】
本実施形態では、例えば、単位レンズ７ｄは、少なくとも単位レンズの頂部７ｅにおいて外部側に凸のＵ字状の断面がＹ方向に延伸されたシリンドリカルレンズ形状を有し、その延在方向と光偏光面７ａと平行な平面内で直交する方向（Ｘ方向）に隙間なく平行に配列されており、単位レンズの集合体１６を構成している。また、単位レンズ７ｄは、断面が三角形状のプリズム構造、所謂プリズムシート、であっても良い。
【００３４】
導光体７の光偏向面７ａには、光源６からの入射光を内部反射して射出面７ｂ側へと偏向する光偏向要素１８が形成されている。
【００３５】
光偏向要素１８に好適なドット状の構造物としては、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、特にその形状は限定されない。凹形状または凸形状の構造体が好適に使用できる。例えば凹形状または凸形状のマイクロレンズ、角錐形状、円錐形状等の構造体が使用できる。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。
【００３６】
図２（ａ）は、光偏光要素１８が凹部のマイクロレンズ形状（球面、または非球面形状のマイクロレンズ）である場合の導光体７の斜視図である。図２（ｂ）は入射面７Ｌと平行な平面における導光体７断面図であり、図２（ｃ）は入射面７Ｌと直交する平面における導光体７の断面図である。
図２（ａ）〜（ｃ）に示される導光体７では、入射面７Ｌと直交する方向に光偏向要素１８の間隔が変化するように、複数の光偏向要素１８が光偏向面７ａに形成されている。入射面７Ｌと直交する方向とは、言い換えると、入射面７Ｌから入射した光源６からの入射光の光軸方向でもある。光偏向要素１８は、入射面７Ｌから入射された光を、射出面７ｂ側へと偏向する。
【００３７】
図３（ａ）は、光偏光要素１８が凸部のマイクロレンズ形状（球面、または非球面形状のマイクロレンズ）である場合の導光体７の斜視図である。図３（ｂ）は入射面７Ｌと平行な平面における導光体７の断面図であり、図３（ｃ）は入射面７Ｌと直交する平面における導光体７の断面図である。
図３（ａ）〜（ｃ）に示される導光体７では、入射面７Ｌと直交する方向に間隔が変化するように複数の光偏向要素１８が光偏向面７ａに形成されている。入射面７Ｌと直交する方向とは、言い換えると、入射面７Ｌから入射した光源６からの入射光の光軸方向でもある。光偏向要素１８は、入射面７Ｌから入射される光を、射出面７ｂ側へと偏向する。
【００３８】
図４と図５を用いて導光体７の光偏向面７ａに形成される凹形状、凸形状またはそれらの両者を含む構造体からなる光偏向要素１８の配置について詳細に説明する。ここで、導光体７の１つの側壁面が入射面７Ｌである場合の光偏向要素１８の配置パターンを図４に、導光体７の対向する２つの側壁面が入射面７Ｌである場合の光偏向要素１８の配置パターンを図５に、それぞれ示したように、３つの領域、領域ａ、領域ｂ、領域ｃに分割された場合を示した。導光体７の対向する２つの側壁面が入射面７Ｌである場合、光偏向要素１８は中心面Ｓ７で対称なパターンの配置となる。図４と図５では一例として、領域を領域ａ、ｂ、ｃの３つの領域に分割した場合を示しているが、これに限らず分割数及び領域の大きさは設計者が適宜選択することが出来る。
【００３９】
図４に示すように、光入射面７Ｌに平行な境界によって複数の領域に分割され、１つの領域の中では、光偏向要素１８は、光偏向面７ａ上のＸ方向（光入射面７Ｌに平行な方向）に一定ピッチで一列に配列された光偏向要素１８の列に対して、Ｙ方向（光入射面７Ｌに直交する方向）に隣接する光偏向要素１８の列においては、各光偏向要素１８はＸ方向に１／２ピッチずつずらして配列される。また、Ｙ方向における光偏向要素１８の列のピッチは、前記入射面７Ｌから離れるほど小さくなるように形成する。領域が異なると、Ｘ方向のピッチも異なり、入射面７Ｌから離れた領域の方が狭くなる。Ｙ方向における光偏向要素１８のピッチは、前記入射面７Ｌから離れるほど小さくなるように形成する。
図４の領域ａを例に説明すると、光偏向要素１８のＸ方向のピッチはどの場所においてもＰｘａである。一方、Ｙ方向のピッチは入射面７Ｌに近い側から、Ｐｙ（ａ１）、Ｐｙ（ａ２）、・・・、Ｐｙ（ａｎ）と変化し、入射面７Ｌから離れた位置のピッチほど値は小さくなる。
そして同様に、領域ｂでは、光偏向要素１８のＸ方向のピッチはどこ場所においてもＰｘｂであり、領域ａのＰｘａと比べて小さくなる。すなわち、領域ａと領域ｂとの境界において、Ｘ方向に並ぶ光偏向要素１８のピッチは不連続に変化し、Ｘ方向に配列する１列当たりの光偏向要素１８の数は領域ｂの方が多くなる。また２つの領域の境界において、入射面７Ｌに近い領域における境界に最も近い箇所のＹ方向のピッチと、入射面７Ｌから離れた領域における境界に最も近い箇所のＹ方向のピッチとを比べたとき、入射面７Ｌから離れた領域における境界に最も近い箇所のＹ方向のピッチの方が大きくなるよう設定される。具体的には、領域ａと領域ｂとの境界において、Ｐｙ（ａｎ）とＰｙ（ｂ１）とを比べたとき、Ｐｙ（ｂ１）の方が大きくなるよう設定される。すなわち同一の領域内において光偏向要素１８のＹ方向におけるピッチは連続的に変化するが、２つの領域境界においては不連続に変化する。
一方で各領域における入射面７Ｌ側の境界に隣接したＹ方向のピッチ（図４と図５のＰｙ（ａ１）、Ｐｙ（ｂ１）、及びＰｙ（ｃ１）を指す。）の大小関係、及び各領域における入射面７Ｌから離れた境界に隣接したＹ方向のピッチ（図４と図５のＰｙ（ａｎ）、Ｐｙ（ｂｎ）、及びＰｙ（ｃｎ）を指す。）の大小関係は特に制限されない。
図５は、Ｙ方向の中心面Ｓ７で極大の光偏向要素密度Ｄとなり、そこからどちらに向かっても光偏向要素密度Ｄが小さくなるように配置した状況を示している。
【００４０】
図６は、光偏向要素１８の配置パターンを複数の領域に分割せずに配置した場合の例である。このとき、光偏向要素１８のＸ方向のピッチＰｘは、入射面７Ｌ近傍の光偏向要素密度Ｄに基づいて設定される極大値となっている。入射面７Ｌから離れるにつれ、Ｙ方向のピッチＰｙ（ｉ）は小さくなっていくが、Ｐｘのピッチが大きいため、入射面から最も離れた位置においても、光偏向要素密度Ｄは大きくならない。つまり入射面７Ｌから導光体７へと入射した光を射出することが出来ずに入射面７Ｌと対向する面から多くの光が漏れ出てしまうこととなる。従って高輝度なエッジライト型照明装置３を得ることが出来ない。ここで、光偏向要素密度Ｄとは、単位面積あたりに配置される光偏向要素１８の個数である。
【００４１】
図７は、光偏向要素１８の配置パターンを複数の領域に分割せずに配置した場合の別の例であり、光偏向要素１８のＸ方向のピッチＰｘは入射面７Ｌから最も離れた位置の光偏向要素密度Ｄに基づいて設定される極小値となっている。このような配置にした場合、入射面７Ｌから導光体７へと入射した光の大部分を射出面７ｂから射出することが出来るた
め、高輝度なエッジライト型照明装置３を得ることが出来る。しかしながら、入射面７Ｌ近傍のＹ方向のピッチが非常に大きくなるため、光偏向要素１８の視認性の点で大きな問題が発生する。つまり光偏向要素１８がＸ方向に延在する線状光として視認されてしまうため望ましくない。
【００４２】
ここで、光偏向要素密度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と図５のグラフに示すように、領域ａ、ｂ、ｃの全体を通して、入射面７Ｌから離れるにつれて増加する単調増加関数を採用している。但し、導光体７に対向する２つの入射面７Ｌがある場合、光偏向要素密度Ｄは中心面Ｓ７にて極大値となり、そこを対称軸として、入射面７Ｌに直交する方向に単調減少して左右対称となるような関数にする必要がある。
【００４３】
導光体７の光偏向要素１８を上記のように配列することで、導光体７から射出する光の均一性を高めることができる。ここで均一性という場合、輝度分布が、導光体７の全体に亘って均一に分布していてもよいし、輝度分布がある傾向を有する分布を有していてもよい。例えば、画像表示装置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、導光体７の入射面７Ｌの近傍よりも、中心部の輝度を高める場合がある。
【００４４】
さらに、導光体７には内部に光拡散性微粒子を含有させることができる。光拡散性微粒子は、導光体７の内部を伝搬する光を散乱させることで射出光量を増大させ、導光体７の輝度を高める役割を果たす。光拡散性微粒子の半径ｒは０．２μｍから１０μｍの間で設定することが好ましい。光拡散性微粒子の半径ｒが０．２μｍ以下である場合、短波長側の光が強く散乱されるようになり（レイリー散乱）、導光体７の射出光に色むらが発生する。一方、半径ｒが１０μｍ以上の場合、前方散乱が強くなりすぎ、側方に光が散乱されにくくなるので、散乱によって導光体７の射出光量を増加させることが難しくなる。なお、ここで光拡散性微粒子の半径ｒは、動的光散乱法を使用して測定した体積平均径を２で割った値とした。
【００４５】
微粒子の半径ｒが０．２μｍと１０μｍの間に設定する場合、光散乱をミー理論によって取り扱う。入射光が微粒子によって散乱される度合いは、散乱断面積σｓで表される。散乱断面積σｓは、入射光が散乱によって影響を受ける量を面積の次元で表したものである。単一微粒子による散乱断面積σｓは、以下の式（３）によって計算できる。
【数２３】
2015191686.tif 000014
式（３）におけるｋは、導光体７の内部を伝搬する光の波数であり、以下の式（５）で表される。
【数２４】
2015191686.tif 000015
ここで、λ０は空気中の光の波長である。エッジライト型照明装置３に用いる光源は可視光なので、λ０はその中心波長５５０ｎｍとする。
ｎｅは導光体７を構成する透光性材料の屈折率である。また、ａn、ｂnはミー散乱係数であり、以下の式（７）および式（８）で表される。
【数２５】
2015191686.tif 000016
【数２６】
2015191686.tif 000017
ここで、ｍは光拡散性微粒子の屈折率ｎｓと導光体７を構成する透光性材料の屈折率ｎｅの比であり、以下の式（９）で表される。
【数２７】
2015191686.tif 000018
ここで、Ψｎ、ξｎはリカッチベッセル関数である（ダッシュはその導関数）。リカッチベッセル関数は、以下の式（１２）と式（１３）に示す球ベッセル関数ｊｎと球ハンケル関数ｈｎ（１）からなる。球ハンケル関数ｈｎの上添え字（１）は、第一種ハンケル関数を採用することを意味する。
【数２８】
2015191686.tif 000019
【数２９】
2015191686.tif 000020
【００４６】
導光体７に含まれる光拡散性微粒子の濃度が希薄な場合、微粒子による光散乱は独立散乱のみと見なせ、多重散乱の効果は無視することができる。例えば、体積Ｖの媒質の中に光拡散性微粒子がＮ個含まれ、多重散乱を無視できると仮定したとき、散乱レートκは以下の式（１４）で表される。
【数３０】
2015191686.tif 000021
ここで、ｆを光拡散性微粒子の体積濃度（単位体積に占める光拡散性微粒子の体積）、ｖ０を光拡散性微粒子の１個あたりの体積とすると、散乱レートκは、以下の式（２）のように書き換えられる。
【数３１】
2015191686.tif 000022
散乱レートは、強度Ｉの光が厚みｄｓの散乱媒質に入射したときに、入射光が散乱によって失われる割合を表し、以下の式（１５）に示すような微分方程式を満たす。
【数３２】
2015191686.tif 000023
従って、厚みｘの散乱媒質を透過したときの射出光の強度Ｉ（ｘ）は、入射光の強度をＩ０として、以下の式（１６）のように計算できる。
【数３３】
2015191686.tif 000024
【００４７】
ところで、導光体７へ入射した光のうち、光偏向要素によって散乱されないで、入射面７Ｌの対向する側壁面まで伝搬し、そこからの光漏れにより失われる光が一定量存在する。その割合は、導光体７の厚みやサイズによって異なるが、少ない場合で入射光量の１〜２％程度、多い場合で１０％程度であることが多い。光偏向要素の配置を工夫することによって、光漏れの量をある程度制御することは可能であるが、完全に光漏れを防ぐことは難しい。しかし、導光体７に光拡散性微粒子を含有させることで、導光体７を伝搬する光を散乱し、光漏れによるロスを減らすことができるので、光を有効活用し導光体７の輝度を高めることが可能になる。
【００４８】
Ｌを導光体７の入射面７Ｌと垂直方向の距離とすると、入射面７Ｌから入射した光が、そのまま入射面７Ｌと垂直方向に距離Ｌだけ伝搬した場合の強度Ｉ（Ｌ）は、以下の式（１７）で表される。
【数３４】
2015191686.tif 000025
光拡散性微粒子により散乱される光量は、光もれにより失われる光量と同等程度に設定するのが適当である。つまり、入射光量を１００％としたとき、２％から１０％の光が光拡散性微粒子により散乱されるように設定する。散乱光量が入射光量の１０％よりも大きい場合、導光体７の入射面７Ｌの近傍で過剰に光が散乱され、輝度ムラが発生するので好ましくない。微粒子による散乱光量が入射光量の２％未満の場合、微粒子による散乱が微小なため輝度向上効果が弱くなる。従って、式（１７）の指数部分ｅｘｐ（−ｋＬ）をαとおくと、式（１８）に示すようにαが０．９以上０．９８以下と設定するのが望ましい。
【数３５】
2015191686.tif 000026
【００４９】
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。
【００５０】
このような構成の導光体７に好適な光拡散性微粒子の例としては、例えば、ガラスビーズ、シリカ、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン粒子等の
無機粒子や、スチレン系重合体粒子、アクリル系重合体粒子、シロキサン系重合体粒子等の樹脂粒子などが挙げられる。微粒子は、導光体７を構成する透光性材料の屈折率とは異なる屈折率を有する樹脂を選ぶのが好ましい。例えば、屈折率差が０．０１以上ある微粒子を選ぶことで、所望の散乱特性が得られやすくなる。
【００５１】
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。
【００５２】
次に、このような構成の本実施形態の画像表示装置１、エッジライト型照明装置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８（ａ）は、本発明の実施形態のエッジライト型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な平面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＣ視の模式図である。図９（ａ）は、単位レンズを有しない比較例の導光体における光の伝播の様子を示す模式的な平面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＤ視の模式図である。図１０（ａ）は、本発明の実施形態のエッジライト型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１０（ｂ）は、単位レンズを有しない比較例の導光体における輝度分布を示す模式図である。
【００５３】
図８（ａ）および（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、拡散しつつ前方の入射面７Ｌに入射する。
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入射面７Ｌに対向する導光体７の側壁面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８（ｂ）に示すように、単位レンズ７ｄにおける凸部で内部反射して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とにより、Ｘ方向の外側に広がろうとする光は元に戻される方向に反射される。このため、図８（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８（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方向に沿って複数個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入射面７Ｌに対向する導光体７の側壁面に向かって同様に導光される。
【００５４】
これに対して、本発明の導光体７の比較例として、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を図９（ａ）および（ｂ）に示した。その射出面７０ｂは、光偏向面７ａと平行な平面である。
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９（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９（ａ）に示すように、光源６から拡散する光は、集光されることなく扇状に広がった状態で入射面７Ｌに対向する導光体７の側壁面に向かって導光される。
このように、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から入射面７Ｌに直交する方向に、入射面７Ｌに対向する導光体７０の側壁面に向かって進む光の輝度が、入射面７Ｌから離れるにつれて低下していく。
本発明の導光体７によって導光される場合の光の輝度は、このような比較例に比べると、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。
【００５５】
以上、導光体７内の導光経路について、１つの光源６から入射面７Ｌに入射する場合の例で説明した。画像表示装置１では、このような光源６が入射面７Ｌの延在方向に沿って複数個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。
本発明の導光体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１０（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、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ため、本発明の導光体７と同様の光偏向要素１８を備えていたとしても、図１０（ｂ）に示すように、Ｘ方向の両端部において、入射面７Ｌから対向する導光体７の側壁面に向かって広がる三角形状（二等辺三角形）の暗部Ｓｈが発生する。
光源６が導光体７の１つの側壁面に存在する場合も、図１０（ｃ）に示した様に、三角形状（直角三角形）の暗部Ｓｈが発生する。
【００５６】
射出面７ｂから射出された光は、等方性光拡散シート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。
等方性光拡散シート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。
【００５７】
このように、本実施形態の画像表示装置１およびエッジライト型照明装置３では、Ｙ方向には入射面７Ｌから離間するにつれて密度Ｄが増加するように、複数の領域に分けて光偏向要素１８を配置し、Ｘ方向にはピッチが一定となるように光偏向要素１８の配置間隔を変化させた導光体７を備えた。
また、導光体７の透光性樹脂には光拡散微粒子が含まれているため、光偏向要素１８で反射できなかった光を散乱させるため、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。これにより、画像表示装置１およびエッジライト型照明装置３の表示品質および照明品質を向上することができる。
【００５８】
エッジライト型照明装置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、入射面７Ｌに近いほど疎に、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、エッジラ
イト型照明装置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。
【００５９】
なお、本実施形態の説明では、エッジライト型照明装置３が画像表示装置１に用いられた場合の例で説明したが、エッジライト型照明装置３は画像表示装置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画像表示装置以外の表示装置のエッジライト型照明装置として用いることも可能である。画像表示装置と組み合わせることも必須ではなく、例えば、単独のエッジライト型照明装置として使用することが可能である。
【００６０】
図１２に、本発明の実施形態のエッジライト型照明装置３の構成を示す模式的な断面図を示した。
図１２のエッジライト型照明装置３は、等方性光拡散シート８、導光体７、及び反射板５の順に配置した構成であり、更に等方性光拡散シート８上に表面保護シート３０を備えた。
表面保護シート３０は、エッジライト型照明装置３表面の傷つき等を防止するために設けられる。表面保護シート３０としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム等の基材フィルム上に電離放射線で硬化する電離放射線硬化型材料を塗布し硬化して形成されるハードコート層を備えたハードコートフィルムを例示することができる。電離放射線としては、電子線、紫外線を用いることができ、電離放射線硬化型材料としては炭素―炭素不飽和に二重結合を備えたアクリル系材料を例示することができる。
またエッジライト型照明装置３は、室内等を明るくするためのエッジライト型照明装置として使用することができる。本発明のエッジライト型照明装置３はシート状とすることができ、エッジライト型照明装置３に可撓性を付与することもできる。また、反射板５を取り除くことにより両面発光照明装置とすることもできる。シート状のエッジライト型照明装置は、壁に貼り付けることもでき取り付け施工が容易である。
【００６１】
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７との間に、拡散シート２８、集光シート２０を有する場合の例を説明したが、これは一例であって、他の構成も可能である。
例えば、等方性光拡散シート８のみによって、必要な光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１３（ａ）および（ｂ）に示すようなその他の構成も可能である。
図１３（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態のエッジライト型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。
【００６２】
図１３（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、これに交差して延在する三角プリズム２４ｂとを備えた。
図１３（ｂ）に示す集光シート２０Ｂは、基材２３上に、一方向に延在する斜面の形状が台形状の台形プリズム２４ｃが設けられており、この台形プリズム２４ｃの延在方向と直交する方向にＶ字状の谷を形成することで、台形プリズム２４ｃが分断され、多数の小プリズム２４ｄが隣接して形成されている。
【００６３】
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。
【００６４】
また、画像表示素子２と導光体７との間に、透光性発光部材を配置することもできる。
透光性発光部材は、透明樹脂に発光材料を分散させたシート状の構成を例示することができる。
発光材料としては、光源により励起され、異なる発光波長で発光する材料であればよく、例えばアルカリ土類元素Ｃａ，Ｓｒ，ＢａやＳｃ，Ｙ，Ｌａなどの化合物からなる蛍光材料、燐光材料、蓄光材料、ＣｄＳｅ、ＩＩＩ族〜Ｖ族元素の化合物からなる量子ドットなどを挙げることが出来る。
発光材料として、蓄光を使用することで、ＬＥＤが消灯した後も、一定時間発光する照明装置とすることが可能である。また、光源として発光スペクトルが狭帯域な青色ＬＥＤを用い、発光材料として量子ドットを使用することで、色再現性に優れた画像表示装置とすることが可能である。
【００６５】
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変えることで実施することができる。
【実施例】
【００６６】
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。
【００６７】
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。
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、入射面７Ｌに面して６．８ｍｍおきに、７３個配置した。ＬＥＤは、日亜化学社製、ＮＦ２Ｗ５５７ＢＲを使用した。
【００６８】
光偏向要素１８は、平面視形状の長径が２００μｍ、短径が１００μｍの楕円形であり、深さが、２０μｍ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、中心面Ｓ７を中心に、光偏向面７ａを第１領域７Ａと第２領域７Ｂに分けると、
第１領域７Ａと第２領域７Ｂのそれぞれにおいて、各々５つの領域に分け、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とし、第２領域７Ｂでは、領域ａ’、ｂ’、ｃ’、ｄ’、ｅ’とした。
また領域ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅと、それぞれに対応する領域ａ’、ｂ’、ｃ’、ｄ’、ｅ’とは、大きさとそれらの領域内の光偏向要素の配置パターンが共通である。
【００６９】
また、それぞれの領域におけるＸ方向のピッチは、領域ａでは１．０ｍｍ、領域ｂでは０．８ｍｍ、領域ｃでは０．７ｍｍ、領域ｄでは０．５ｍｍ、領域ｅでは０．３５ｍｍとした。
また、領域ａにおけるＹ方向のピッチは、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、領域ｂにおけるＹ方向のピッチは１．２９ｍｍから０．８９ｍｍまで、領域ｃにおけるＹ方向のピッチは１．０１ｍｍから０．６１ｍｍまで、領域ｄにおけるＹ方向のピッチは０．８６ｍｍから０．５２ｍｍまで、領域ｅにおけるＹ方向のピッチは０．７４ｍｍから０．４５ｍｍまで、それぞれ単調減少する設定とした。
これにより、光偏向要素密度Ｄは、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。
【００７０】
単位レンズ７ｄは、Ｘ方向の断面形状が半径１５０μｍ、高さ２０μｍ、ピッチ１００μｍの円弧とした。
【００７１】
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用のパターンと、単位レンズ７ｄ用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、一体で成型し、作製した。導光体７は、アクリル樹脂とスチレン樹脂（屈折率１．５９）からなる微粒子を混練し、アクリル樹脂中にそれらの微粒子を均一に分散させて押し出し成型を行った。
【００７２】
等方性光拡散シート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た。
集光シート２０は、基材２３上に配列されるプリズム２４の延在方向が、導光体７の長辺方向（９００ｍｍ側）と平行になるように配列されているものを使用した。
拡散シート２８は、偏光分離シート（ＤＢＥＦ、住友スリーエム社登録商標）を使用した。
【００７３】
［実施例１］
光拡散性微粒子の半径ｒ（動的光散乱法による体積平均径の１／２）が、１μｍの場合における、エッジライト型照明装置３の輝度比の測定を行った。微粒子体積濃度は、α（式１７の指数部分）が０．９、もしくは０．９８となるように設定した。輝度比は、光拡散性微粒子を含まない導光体７を組み込んだエッジライト型照明装置３に対する正面輝度の上昇比率[％]を測定した。正面輝度は、エッジライト型照明装置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（（株）トプコン製）を設置し、測定を実施した。その結果を表１に示す。
［実施例２］
光拡散性微粒子の半径ｒ（動的光散乱法による体積平均径の１／２）が、２μｍであること以外は、実施例１と同じである。
［実施例３］
光拡散性微粒子の半径ｒ（動的光散乱法による体積平均径の１／２）が、３μｍであること以外は、実施例１と同じである。
［実施例４］
光拡散性微粒子の半径ｒ（動的光散乱法による体積平均径の１／２）が、４μｍであること以外は、実施例１と同じである。
［実施例５］
光拡散性微粒子の半径ｒ（動的光散乱法による体積平均径の１／２）が、５μｍであること以外は、実施例１と同じである。
【表１】
2015191686.tif 000027
【００７４】
［比較例］
光拡散性微粒子の半径ｒ（動的光散乱法による体積平均径の１／２）が、１０μｍであること以外は、実施例１〜５と同じである。
【００７５】
実施例１〜５の結果より、光拡散性微粒子の半径ｒが１μｍ〜５μｍの場合において、エッジライト型照明装置３の輝度比が光拡散性微粒子を含まない導光体７を組み込んだ場合と比べて輝度比が上昇したことを確認した。また、比較例より、光拡散性微粒子の半径ｒが１０μｍの場合、エッジライト型照明装置３の輝度上昇効果は微小（測定誤差±０．５％未満）であることを確認した。これは、光拡散性微粒子の半径ｒが大きいので側方への散乱が弱く、導光体７からうまく光を取り出せなかったためと思われる。
【００７６】
導光体７に含まれる光拡散性微粒子の半径ｒ（μｍ）と、散乱断面積σｓ（μｍ２）、Ｌ＝０．９（ｍ）とした場合のα（α＝ｅｘｐ（−ｋＬ））が０．９、０．９９の場合における微粒子体積濃度の数値計算を行った。その結果を表２及び図１１に示す。
【表２】
2015191686.tif 000028
また、上記実施例１〜５と比較例の結果より、光拡散性微粒子の半径ｒは０．２μｍ＜ｒ＜１０μｍと設定するのが望ましい。ｒが０．２μｍ以下の場合は、粒子散乱が主にレイリー散乱となるので排除する。あるいは、微粒子体積濃度をｆとすると、０．０１ｐｐｍ＜ｆ＜３．０ｐｐｍの範囲で設定するのが好ましい。
【符号の説明】
【００７７】
１、３１  画像表示装置
２  画像表示素子
３、３３  エッジライト型照明装置
５  反射板（反射部材）
６  光源
７、３７  導光体
７ａ  光偏向面
７ｂ  射出面
７ｄ  単位レンズ
７Ｌ  入射面
８  等方性光拡散シート
９  液晶層
１０、１１  偏光板
１６  単位レンズの集合体
１８、３８  光偏向要素
２０、２０Ａ、２０Ｂ、１２０  集光シート
２１  積層体
２３  基材
２４ａ  三角プリズム
２４ｂ  ２４ａに交差して延在する三角プリズム
２４ｃ  台形プリズム
２４ｄ  小プリズム
２８  拡散シート
７０  導光体
７０ｂ  射出面
Ｄ  光偏向要素密度
Ｆ  視覚方向
Ｓ７  中心面
Ｓｈ  三角状の暗部
【図１】
2015191686.tif 000040
【図２】
2015191686.tif 000041
【図３】
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【図４】
2015191686.tif 000043
【図５】
2015191686.tif 000044
【図６】
2015191686.tif 000045
【図７】
2015191686.tif 000046
【図８】
2015191686.tif 000047
【図９】
2015191686.tif 000048
【図１０】
2015191686.tif 000049
【図１１】
2015191686.tif 000050
【図１２】
2015191686.tif 000051
【図１３】
2015191686.tif 000052
【図１４】
2015191686.tif 000053