(57)【要約】【課題】光制御要素が視認されず、射出効率を高めて画面全体を均一に明るくできる。【解決手段】照明ユニットは光源９と導光板１０を備える。導光板１０は、光源９の光を入射する入射面１２と、入射光を反射させる反射面１４と、反射光を射出する射出面とを有する。入射面１２は対向して二側面に形成され、反射面１４に光制御要素１１を配列する。光制御要素密度Ｓは、入射面１２が延在する方向に直交するＸ方向に向けて増大する。光制御要素１１の配列パターンは複数の領域に分割し、同一の領域内では、入射面の延びるＹ方向の配列ピッチは一定で、Ｘ方向における配列ピッチは次第に小さくなる。複数の領域間で、Ｙ方向の光制御要素の配列ピッチは不連続に変化し、入射面１２から離れる領域ほど小さい。Ｘ方向の光制御要素の配列ピッチは領域間で不連続に変化し、境界を挟んで入射面１２に近い側の領域より入射面から遠い側の領域の方が大きい。【選択図】図５
2013206834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から射出される光を入射する入射面と、前記入射面から入射される光を反射させる反射面と、該反射面に対向していて前記反射面で反射された光を射出する射出面とを有する導光体と、
を備えた照明ユニットであって、
前記入射面は、互いに対向する二つの面に設定されており、
前記反射面には光制御要素が配列されており、
前記光制御要素が単位面積内に存在する個数を表す光制御要素密度は、前記入射面が延在する方向に直交する方向に向けて、最も近い前記入射面からの距離が増大するにつれて増大し、
前記光制御要素の配列パターンは複数の領域に分けられており、
同一の前記領域内においては、前記入射面の延在方向における前記光制御要素の配列ピッチは一定であり、前記入射面の延在方向に略直交する方向における前記光制御要素の配列ピッチは最も近い前記入射面から離れるほど小さくなるように変化し、
前記複数の領域間において、前記入射面の延在方向における前記光制御要素の配列ピッチは不連続に変化すると共に最も近い前記入射面から離れる前記領域ほど小さくなり、前記入射面の延在方向に略直交する方向における前記光制御要素の配列ピッチは前記領域間で不連続に変化すると共に隣接する二つの領域の境界の前後で前記入射面に近い側の前記領域よりも前記入射面から遠い側の前記領域の方が大きいことを特徴とする照明ユニット。
【請求項２】
前記複数の領域は、前記入射面の延在方向に直交する方向に分割されていることを特徴とする請求項１に記載された照明ユニット。
【請求項３】
前記２つの入射面からの距離が同じとなる導光体の中心を対称軸として、前記反射面における光制御要素密度Ｓは対称に配列されていることを特徴とする請求項１または２に記載された照明ユニット。
【請求項４】
前記２つの入射面からの距離が同じとなる導光体の中心を対称軸として、前記反射面における光制御要素の配列パターンは対称であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載された照明ユニット。
【請求項５】
前記光制御要素は、二次元方向に形状を持つドット形状であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載された照明ユニット。
【請求項６】
前記光制御要素は、前記導光板の反射面の内側に凹部形状をなすことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載された照明ユニット。
【請求項７】
前記光制御要素は、前記入射面の延在方向に略直交する方向におけるアスペクト比が０．１〜０．４であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載された照明ユニット。
【請求項８】
前記光制御要素は、前記入射面の延在方向におけるアスペクト比が０．０５〜０．３であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載された照明ユニット。
【請求項９】
前記光制御要素密度の微分値は、最も近い前記入射面からの距離に応じて、前記導光体の長さの半分に対する長さの割合がα％より小さい範囲において、前記距離に応じて単調に増大し、α％において極大値を有するαは６５％≦α％≦００％の範囲内であることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載された照明ユニット。
【請求項１０】
前記導光板の射出面には、前記入射面の延在方向と略直交する方向に延在するレンチキュラーレンズが配列されていることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載された照明ユニット。
【請求項１１】
前記導光板の射出面の観察者方向には、拡散機能を有した光学シートが配置されていることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載された照明ユニット。
【請求項１２】
前記導光体の前記光学シートとは反対側に、前記反射面側から射出する光を反射して再度前記導光体へ導く反射シートをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載された照明ユニット。
【請求項１３】
請求項１〜１２の何れか１項に記載された照明ユニットと、
表示画像を規定する画像表示素子と、
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項１４】
前記画像表示素子が、画素単位での透過／遮光により画像を表示することを特徴とする請求項１３に記載された表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に照明光路制御に用いられる導光体を有する照明ユニット及びこれを備えた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ）に代表されるフラットパネルディスプレイは、提供される情報を認識するのに必要な照明装置を内蔵しているタイプが普及している。液晶表示装置の輝度や輝度の視野角分布や空間分布は、照明装置の性能の影響を大きく受けている。従って、照明装置の輝度を高めて輝度空間分布を均一にすることは、液晶表示装置の輝度を高めると共に輝度空間分布を均一にすることに直結する。
【０００３】
液晶表示装置に使用される照明装置として、主に直下方式とエッジライト方式とが挙げられる。直下方式の照明装置は光源を多数配置することが可能であるため、主として２０インチ以上の大型の液晶表示装置に適用されている。一方、エッジライト方式は光源の配置位置が側面に限定されるため大型の表示装置には適用できず、主としてノート型パソコン、液晶モニター、携帯情報端末等の小型の表示装置に適用されている。
【０００４】
しかし、最近では、照明装置用の光源として冷陰極管に替わってＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）が採用され始めたことにより、低消費電力化が図れ、薄型化の容易なエッジライト方式の照明装置が２０インチ以上の中型または大型の液晶表示装置に採用され始めている。
【０００５】
一般的に、エッジライト方式は導光板と呼ばれる透光性の板の端面に光源が配置され、端面に略直交する面全体から光を射出させる。従って、液晶表示装置が大型になるにつれて表示画面全体を均一に明るく照射すること、つまり輝度むらをなくすことが難しくなる。また、光源は導光板の端面にのみ配置されるため光源の設置数に限界がある。従って、液晶表示装置が大型になるにつれて輝度を向上させることも難しくなる。
【０００６】
このようなエッジライト方式の照明装置において、画面全体を均一に明るくする方法として、特許文献１に記載のバックライト装置が提案されている。特許文献１では、導光板の反射面において、入射光を反射させる光制御要素を同一間隔で配列すると共に光源から離間するに従って光制御要素のサイズを増大させるか、光制御要素のサイズを変えることなく二次元方向に配列間隔を小さくすることで密度を増大させる構成が提案されている。
また、光制御要素として、導光板の反射面に例えば白色拡散反射ドットが印刷されて配設されたり、微小な凹凸が形成されたり、一方向に延在したプリズム形状等の構造物が形成されたりしている。
【０００７】
しかし、設置位置によって光制御要素のサイズを変更する場合、画面全体を均一に明るくするように適度な大きさでサイズを変更しなければならないため、精度良く作製することが非常に困難である。
他方、設置領域によって光制御要素の配列密度を変更する場合、密な部分と疎の部分でＸ−Ｙ二方向の配列ピッチを変更しなければならない。仮に一方向のピッチをそのままにして他方向のピッチのみを変更した場合、密度は変化させていくことが出来るが、疎の部分において他方向のピッチが大きくなりすぎてしまい、光制御要素の像が観察者側からそのまま視認されてしまうという問題が生じる。また、密な部分において密度を十分にあげることが出来ず光を十分に取り出すことが出来なくなり、結果的に射出効率が低下してしまう問題が生じる。しかし、特許文献１のように、二方向のピッチを連続的に変更することは作製上困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平３−６５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、作製上の困難さを回避しつつ、光制御要素が観察者側からそのまま視認されることがなく、射出効率を高めて画面全体を均一に明るくできようにした照明ユニット及びこの照明ユニットを用いた表示装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明の他の目的は、局所的な輝線や輝点または暗線や暗点が生じないようにして大きな輝度むらを生じさせない射出効率の高い照明ユニット及びこの照明ユニットを用いた表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
すなわち、本発明による照明ユニットは、光源と、光源から射出される光を入射する入射面と、入射面から入射される光を反射させる反射面と、反射面に対向していて反射面で反射された光を射出する射出面とを有する導光体と、を備えた照明ユニットであって、入射面は、互いに対向する二つの面に設定されており、反射面には光制御要素が配列されており、
光制御要素が単位面積内に存在する個数を表す光制御要素密度は、入射面が延在する方向に直交する方向に向けて、最も近い入射面からの距離が増大するにつれて増大し、光制御要素の配列パターンは複数の領域に分けられており、同一の領域内においては、入射面の延在方向における光制御要素の配列ピッチは一定であり、入射面の延在方向に略直交する方向における光制御要素の配列ピッチは最も近い入射面から離れるほど小さくなるように変化し、複数の領域間において、入射面の延在方向における光制御要素の配列ピッチは不連続に変化すると共に最も近い入射面から離れる領域ほど小さくなり、入射面の延在方向に略直交する方向における光制御要素の配列ピッチは領域間で不連続に変化すると共に隣接する二つの領域の境界の前後で入射面に近い側の領域よりも入射面から遠い側の領域の方が大きいことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、入射面の延在方向に略直交する方向における光制御要素の配列ピッチと入射面の延在方向における光制御要素の配列ピッチとの比率をある程度一定にしたまま、光制御要素密度Ｓを不連続に変化させることなく且つ連続的に十分大きくなるよう変化させることができる。配列ピッチの比率をある程度一定にすることで、光制御要素が観察者側からそのまま視認されるのを防ぐことができる。また、光制御要素密度Ｓを不連続に変化させることがないために、輝線・輝点等の発生を抑えることができる。さらに、光制御要素密度Ｓを連続的に十分大きくなるよう変化させることができるために、射出効率を高めて均一な輝度を得ることができる。しかも、各領域での入射面の延在方向での光制御要素の配列ピッチがそれぞれ均一であるから配列パターンが単純であって作製容易である。
【００１２】
また、複数の領域は、入射面の延在方向に直交する方向に分割されていることを特徴とする。
これにより、入射面に略直交する方向に対して、光制御要素の配列ピッチを入射面の延在方向とこれに直交する方向において或る程度の範囲内に収めることができるため、光制御要素が観察者側からそのまま視認されるのを防ぐことができる。また、入射面から離れた位置における光制御要素密度を大きくすることができるため、射出効率を高めることができる。
【００１３】
また、２つの入射面からの距離が同じとなる導光体の中心を対称軸として、反射面における光制御要素密度Ｓは対称に配列されていることが望ましい。
このようにすることで、得られる光学特性も対称とすることができる。
【００１４】
また、２つの入射面からの距離が同じとなる導光体の中心を対称軸として、反射面における光制御要素の配列パターンは対称であることが望ましい。
このようにすることで、得られる光学特性もいっそう対称とすることができる。
【００１５】
また、光制御要素は、二次元方向に形状を持つドット形状であることが好ましい。
光制御要素が二次元方向に形成されたドット形状であるために、二次元方向に光制御要素の配列ピッチを設定して調整することができ、照明ユニットの画面全体の輝度を調整して明るくできる。
【００１６】
また、光制御要素は、導光板の反射面の内側に凹部形状をなすことが好ましい。
光制御要素が反射面に対して内側に凹部形状をなすことで、入射面から入射する光を広い範囲に亘って効率よく拡散反射させて射出面に向けて偏向できる。
【００１７】
また、光制御要素は、入射面の延在方向に略直交する方向におけるアスペクト比が０．１〜０．４であることが好ましい。
このアスペクト比Ｈ／ＷＸは上記範囲内であると、射出面からの射出光はより正面方向に射出されると共に正面方向に対して傾斜した斜め方向に射出される。しかし、アスペクト比が０．４よりも高いと、射出面側ではなく反射面から光が射出されてしまい射出効率が低下してしまう。一方、アスペクト比が０．１よりも低いと、射出光が斜めになるだけでなく導光板から射出されない光が増大し、同様に射出効率が低下してしまう。
【００１８】
また、光制御要素は、入射面の延在方向におけるアスペクト比が０．０５〜０．３であることが好ましい。
アスペクト比が０．３よりも高い場合、導光板内を伝播する光は入射面に直交する方向に進む途中で入射面が延在する方向に広げられてしまう光が多くなり、導光板の側面から射出される光量が増大し射出面から射出される光量が低減するため射出効率は低下してしまう。一方、アスペクト比が０．０５よりも低い場合、光制御要素の形状は入射面の延在方向に延びてレンチキュラーレンズに近い形状となってしまうため、光制御要素が視認され易くなる欠点が生じる。
【００１９】
また、光制御要素密度の微分値は、最も近い入射面からの距離に応じて、導光体の長さの半分に対する割合がα％より小さい範囲において、距離に応じて単調に増大し、α％において極大値を有するαは６５％≦α％≦１００％の範囲内であることが好ましい。
これによって、入射面から入射する光は、入射面から離間する方向において光制御要素密度が単調に増大するために均一な輝度を得ることができ、光制御要素密度の微分値がα％において極大になるように設定したため、輝度に大きなピーク値が発生することなく分散されて均一な高輝度を得られる。
【００２０】
また、導光板の射出面には、入射面の延在方向と略直交する方向に延在するレンチキュラーレンズが配列されていることが好ましい。
導光板の射出面にレンチキュラーレンズが配列されていると、反射面の光制御要素で反射された光が射出面から射出される際に拡散されるのを抑えて光を閉じ込める効果を発揮できて集光効果が高い。
【００２１】
また、射出面の観察者方向には、拡散機能を有した光学シートが配置されていることが好ましい。
導光板の射出面側に光学シートを配設することで、反射面に配列した光制御要素を観察者方向から一層観測しにくくすることができる。
【００２２】
また、導光体の光学シートとは反対側に、反射面側から射出する光を反射して再度導光体へ導く反射シートをさらに備えていてもよい。
反射シートにより、導光板の反射面側から射出してしまう光を反射させて再度導光体へ導き有効利用することができて、輝度を高めることが可能となる。
【００２３】
また、本発明による表示装置は、上述した何れかに記載された照明ユニットと、表示画像を規定する画像表示素子と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、照明ユニットの上述した光制御要素の配列パターンによって入射面の延在方向に直交する方向に入射面からの距離に応じて単調に光制御要素密度を増大させたから、光源からの射出光を導光体の反射面に配列した光制御要素によって画像表示素子に向けて反射させて、画像表示素子の画面全体を均一に明るくでき、光制御要素が観察者側からそのまま視認されることを防いで射出効率を高めることができる。
また、画像表示素子が、画素単位での透過／遮光により画像を表示することが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明による導光体を用いた照明ユニット及び表示装置によれば、光制御要素密度を、入射面の延在方向に直交する方向に入射面からの距離に応じて単調に増大させることで、画面全体を均一に明るくすることができる。
また、導光体の反射面を複数の領域に分割し、光制御要素の配列パターンを各領域内においては連続的に、領域間においては不連続にすることで、導光体の作製上の困難さを回避できると共に、照明ユニット及び表示装置において光制御要素が観察者側からそのまま視認されることを防いで射出効率を高めることができる。
【００２５】
しかも、同一の領域内においては、入射面の延在方向における光制御要素の配列ピッチは一定であり、入射面の延在方向に略直交する方向における光制御要素の配列ピッチは最も近い入射面から離れるほど小さくなるように変化し、複数の領域間において、入射面の延在方向における光制御要素の配列ピッチは不連続に変化すると共に最も近い入射面から離れる領域ほど小さくなり、入射面の延在方向に略直交する方向における光制御要素の配列ピッチは領域間で不連続に変化すると共に隣接する二つの領域の境界の前後で入射面に近い側の領域よりも入射面から遠い側の領域の方が大きいので、領域境界においても光制御要素密度が不連続になることがなく、輝線・輝点を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態による表示装置を分離状態で示す要部断面図である。
【図２】導光板の入射面から入射する光の挙動を示す説明図であり、（ａ）は光源が導光板の対向する二つの入射面に配置された場合の図、（ｂ）は光源が導光板の一方の側端面に配置された場合の図である。
【図３】導光板を反射面側から見た斜視図である。
【図４】導光板の反射面に配列させた光制御要素を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図と側面図である。
【図５】本発明の実施形態における導光板について、（ａ）は反射面側から見た平面図、（ｂ）は反射面における入射面からの距離と光制御要素密度との関係を示す図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は導光体の反射面における光制御要素の配列の例を示す図である。
【図７】光制御要素密度の算出範囲を説明する図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は光制御要素の配列例を示す図である。
【図９】導光板の反射面における入射面からの距離と光制御要素密度との関係を示す図である。
【図１０】実施形態による光制御要素の配列パターンに関して、光制御要素密度の微分値を入射面からの距離に応じて示す図である。
【図１１】光制御要素密度の微分値が極大となる距離の導光板長さの半分に対する割合αと画面の輝度比との関係をプロットした図である。
【図１２】光制御要素の変形例を示す図であって、（ａ）は略半球状、（ｂ）は略半球状の頂部を切除したもの、（ｃ）は四角錐状、（ｄ）は四角錐の頂部を凸曲面に形成したもの、（ｅ）は半楕円体状のものである。
【図１３】光制御要素の形状と入射光との関係を説明する導光板の部分縦断面図であり、（ａ）は凹部の光制御要素、（ｂ）は凸部の光制御要素を示す図である。
【図１４】光制御要素のアスペクト比と入射光との関係を示す図であり、（ａ）はアスペクト比が低い場合、（ｂ）はアスペクト比が高い場合である。
【図１５】本発明の変形例による導光板の斜視図である。
【図１６】他の変形例による導光板における光制御要素の配列ピッチＰｙ，Ｐｘの変化と各領域Ｒａ〜Ｒｅとの関係を示す模式図である。
【図１７】比較例１による導光板を示すもので、（ａ）は反射面側から見た平面図、（ｂ）は反射面における入射面からの距離と光制御要素の密度との関係を示す図である。
【図１８】比較例２による導光板を示すもので，（ａ）は反射面側から見た平面図、（ｂ）は反射面における入射面からの距離と光制御要素の密度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の実施形態による照明ユニットとこの照明ユニットを備えた表示装置について説明する。なお、図１から図１８は模式的に示した図であり、各部の大きさや形状は理解を容易にするために適宜誇張して示している。
図１に示す表示装置１は、画像表示パネル２と、この画像表示パネル２の光入射側に臨ませて配置された照明ユニット３とを備えている。
最も観察者側Ｆに配設された画像表示パネル２は、２枚の偏光板（偏光フイルム）４，５とその間に挟持された画像表示素子６とからなる。画像表示パネル２は例えば液晶表示パネルから構成され、画像表示素子６は２枚のガラス基板の間に液晶層が充填されて構成される。画像表示素子６として選択される液晶表示素子は、画素単位で光を透過／遮光して画像を表示する代表的な素子であり、他の表示素子と比べて、画像品位を高くすることができる。
【００２８】
画像表示パネル２は、画素単位で光を透過／遮光して画像を表示する素子であることが望ましい。画素単位で光を透過／遮光して画像を表示するものであれば、照明ユニット３により画面全体を均一に明るくできる表示装置１を得ることができる。
照明ユニット３はエッジライト型の照明装置であり、画像表示パネル２の光入射側に臨ませて配置されており、面光源部７と光学シート８とから構成される。
面光源部７は光の光路に沿って光源９と導光体をなす導光板１０が設けられている。
【００２９】
光学シート８は導光板１０の光進行方向である観察者方向Ｆ側に配設されていて、拡散機能を有していると良い。導光板１０と光学シート８や光学シート８と画像表示パネル２とで発生するモアレを消したり、導光板１０による輝点を消したりすることができるためである。光学シート８として、例えばマイクロレンズシート１８とプリズムレンズ１９を積層して配列させている。マイクロレンズシート１８による光拡散効果とプリズムレンズ１９による集光効果を発揮することができる。
光学シート８としては、マイクロレンズシートやプリズムシートの他、表面に凹凸のある拡散シートや屈折率の異なる微粒子が混入している拡散シート、レンチキュラーレンズシート、偏光分離シートなどを設置することができる。また、光学シート８は複数枚配置してもよいし、一枚のみの配置でも良い。複数枚配置した場合には、そのうち何れか一枚に拡散機能を有していれば良い。
【００３０】
次に面光源部７について詳述する。
導光板１０に対して光学シート８と反対側の背面に反射シート１５が設けられている。反射シート１５により、導光板１０の射出面１３とは対向する反射面１４側から射出してしまう光を反射させて再度導光板１０へ導き有効利用することができ、輝度を高めることが可能となる。
反射シート１５として、例えば、（１）ＰＥＴやＰＰ等にフィラーを混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた樹脂シート、（２）透明もしくは白色の樹脂シート表面にアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、（３）アルミ等の金属箔もしくは金属箔を担持した樹脂シート、（４）表面に十分な反射性を有する金属薄板、などを用いてもよい。
【００３１】
光源９として、例えば線状光源や点状光源が挙げられる。線状光源として、ＣＣＦＬやＨＣＦＬ、ＥＥＦＬ等の蛍光管が挙げられる。点状光源としてＬＥＤが挙げられ、ＬＥＤとしては白色ＬＥＤやＲＧＢ−ＬＥＤ等が挙げられる。
導光板１０は例えば四角形の平行平板状とされ、４つの側面１２ａのうち光源９が配設された対向する２つの側面１２ａを入射面１２とし、この入射面１２から入射された光を反射させる反射面１４と、反射面１４に対向して配設されていて反射面１４での反射光を射出させる射出面１３とを備えている。
光源９は互いに対向する二つの入射面１２に配置されている。これにより、光源９の数を増やせるだけでなく導光距離を減らすことができるため、より高輝度を得ることが可能になる。
【００３２】
図２により、導光板１０に入射する光の挙動を説明する。図２（ａ）は、光源９を対向する２の入射面１２に設けた場合、（ｂ）は光源９を一の入射面１２に設けた場合である。ここで、入射面１２に直交する方向（Ｘ方向）における導光板１０の長さをＬとする。
図２（ａ）において、光源９が対向する２つの入射面１２に配設された場合、導光する光は導光板１０の長さＬの凡そ半分まで導光すれば良い。その結果、導光距離をＬ／２に減らすことができ、導光板１０による吸収光量を減らすことができる。
これに対し、図２（ｂ）に示すように、１つの入射面１２にのみ光源９を配置した場合、射出面１３からの射出光２１を均一にするために、光源９から導光板１０内を導光する光２０の一部は導光板１０の長さＬまで導光されなければならない。
さらに、図からわかるように、光源９が導光板１０の一の側面１２ａである入射面１２にのみ存在する場合には、入射面１２と対向する側面１２ａ（以下、この側面を他と区別するために符号１２ｂで示す）から外部に抜け出てしまう光が多くなってしまう。側面１２ｂに反射テープを貼ることで抜け出る光を再利用させることもできるが、この場合も、反射テープによる吸収が生じてしまう。
【００３３】
また、導光板１０内に入射する光について、入射面１２から距離が遠い領域では、輝度分布を制御することが比較的難しい。導光距離が増大するほど導光板１０による吸収光量も増大し、光射出面１３や光反射面１４に照射される回数も多くなり、僅かな特性の見積の違いやロッド差などの影響を受けやすくなってしまうためである。そのため、光源９を対向する二側面１２ａの入射面１２に配置させることで、入射面１２から距離が遠い領域を減らすことによって狙い通りの均一な輝度分布と高輝度を得やすくなる。
【００３４】
導光板１０は、光透過性基材上にＵＶや放射線硬化樹脂を用いて成形することができる。または、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）等を用いて、当該技術分野では良く知られている押し出し成形法、射出成形法、あるいは熱プレス成形法によって形成することができる。
【００３５】
導光板１０の反射面１４は、光源９からの入射光のうち直接射出面１３から射出されない光を導光板１０内の様々な方向に反射させて射出面１３側に向かわせるための反射面である。図３に示すように、反射面１４には入射光を反射させるための複数の光制御要素１１が配列されている。
図３に示す導光板１０において、光源９の配列方向即ち入射面１２の延在方向をＹ方向とし、入射面１２に直交する方向をＸ方向とする。
光制御要素１１はその大きさと形状が同一であり、二次元方向に形状を持つドット形状であり、例えば図４（ａ）に示すように略半楕円体形状の凸部が平面状の反射面１４から外側に突出して形成されている。或いは凸部形状に代えて凹部形状に形成されていてもよい。
【００３６】
図４（ｂ）において、略半楕円体形状の光制御要素１１は底面が略楕円形状とされ、平面視で例えば入射面１２の延在方向であるＹ方向に長軸が設けられ、入射面１２の延在方向に直交する方向であるＸ方向に短軸が設けられている。光制御要素１１の長軸の長さをＷＹとし、短軸の長さをＷＸとし、高さをＨとすると、Ｘ方向におけるアスペクト比Ｈ／ＷＸは０．１〜０．４とする。
この光制御要素１１のＸ方向におけるアスペクト比Ｈ／ＷＸが変わると、導光板１０から射出される光の配光分布が変化する。アスペクト比Ｈ／ＷＸが高ければ射出面１３からの射出光はより正面方向に射出され、逆に低ければ射出光は正面方向に対して傾斜した斜め方向に射出される。
【００３７】
図４（ｂ）において、アスペクト比Ｈ／ＷＸが０．４よりも高いと、射出面１３側ではなく反射面１４から光が射出されてしまうという欠点が生じ、また、導光板１０よりも観察者側Ｆに配置される光学シート８で反射して再度導光板１０に戻される光が多くなってしまうという欠点が生じてしまい、その結果、射出効率が低下してしまう。
一方、アスペクト比Ｈ／ＷＸが０．１よりも低いと、射出光が斜めになるだけでなく導光板１０から射出されない光が増大するという問題が生じてしまう。この場合も、同様に射出効率は低下してしまう。
【００３８】
また、光制御要素１１のＹ方向におけるアスペクト比Ｈ／ＷＹは、０．０５〜０．３である。
Ｙ方向におけるアスペクト比Ｈ／ＷＹが変化した場合にも、導光板１０から射出される光の配光分布は変化するが、それ以上に光制御要素１１が視認され易くなったり、もしくは、導光板１０の側面から射出される光量が変化してしまう問題が生じる。
アスペクト比が０．３よりも高い場合、導光板１０内を伝播する光はＸ方向に進む途中でＹ方向に広げられてしまう光が多くなる。そのため、導光板１０の側面１２ａから射出される光量が増大し、射出面１３から射出される光量が低減するため射出効率は低下してしまう。一方、アスペクト比Ｈ／ＷＹが０．０５よりも低い場合、光制御要素１１の形状は、Ｙ方向に延在するレンチキュラーレンズに近い形状となってしまうため、光制御要素１１が視認され易くなる欠点が生じる。
【００３９】
図５に示す導光板１０において、光制御要素１１が単位面積内に配列された個数を光制御要素密度Ｓとした場合、導光板１０全体にみて、入射面１２に直交する方向Ｘにおいて、光制御要素密度Ｓは最も近い入射面１２からの距離ｘが増大するに応じて単調に増大するように配設されている。ここで、Ｘ方向における導光板１０の長さＬに対して、距離ｘは０〜Ｌ／２までの値をとる。入射面１２に近い部分では導光板１０内を伝播する光量が多いため光制御要素密度Ｓを小さく設定し、入射面１２から遠い部分では導光板１０内を伝播する光量が少ないため光制御要素密度Ｓを大きく設定した。これによって、画面全体を均一に明るくすることができる。
【００４０】
また、導光板１０の反射面１４において、図５に示すように、光制御要素１１を配設した領域は入射面１２に直交するＸ方向に複数の領域Ｒｊ（但し、ｊ＝ａ，ｂ，ｃ，…）に分割されており、これらの各領域を一方の入射面１２側から順に第１領域Ｒａ、第２領域Ｒｂ、…とし、他方の入射面１２側からも順に第１領域Ｒａ、第２領域Ｒｂ、…とする。そして、対向する２つの入射面１２からそれぞれ最も離れた領域を両者で共有する第ｉ領域Ｒｊ（但し、ｉ＝１，２，３，…）とする。なお、図５に示す例では、便宜的に３つの領域Ｒａ，Ｒｂ，Ｒａ´に分割されており、一方の入射面１２から第１領域Ｒａ、第２領域Ｒｂが配列され、他方の入射面１２から第１領域Ｒａ´が配列され、両側から第２領域Ｒｂを共有することになる。
【００４１】
図５に示す各第１領域Ｒａ、Ｒａ´内において、入射面１２の延在方向Ｙにおける光制御要素１１の配列ピッチＰｙは一定であり、入射面１２の延在方向に直交する方向Ｘにおける光制御要素１１の配列ピッチＰｘは最も近い入射面１２から離間するほど次第に小さくなるように連続的に変化して設定されている。
そして、複数の領域Ｒｊ間において、入射面１２の延在方向Ｙにおける光制御要素１１の配列ピッチＰｙは入射面１２に近い領域では大きく設定され、入射面１２から離れるに従って各領域Ｒｊで順次小さくなるように設定されている。また、入射面１２の延在方向に直交する方向Ｘにおける光制御要素１１の配列ピッチＰｘは、隣接する二つの領域Ｒｊ間で不連続に変化し、境界近傍で、入射面１２に近い側の領域よりも入射面１２から遠い領域の方が大きくなるよう設定されている（図１６参照）。
【００４２】
例えば、図５に示す導光板１０の反射面１４では３つの領域ＲａとＲｂとＲａ´に分割されている。そして、入射面１２に近い第１領域Ｒａや第１領域Ｒａ´では、光制御要素１１はＹ方向では一定配列ピッチＰｙに配列され、Ｘ方向では入射面１２から離れるに従って配列ピッチＰｘが次第に小さくなるように設定されている。
入射面１２から離れた第２領域Ｒｂでは、光制御要素１１はＹ方向では第１領域Ｒａや第１領域Ｒａ´より小さい一定配列ピッチＰｙ（図５の例では互いに接触している）に配列され、Ｘ方向では入射面１２から離れるにつれて配列ピッチＰｘが次第に小さくなるように設定されている。
【００４３】
また、第１領域Ｒａや第１領域Ｒａ´と第２領域Ｒｂとの境界において、Ｙ方向における配列ピッチＰｙは不連続に変化しており、配列ピッチＰｙは第１領域Ｒａや第３領域Ｒａ´より第２領域の方が小さい。しかも、第１領域Ｒａと第２領域Ｒｂとの境界、そして第１領域Ｒａ´と第２領域Ｒｂとの境界近傍において、Ｘ方向における第１領域Ｒａ及び第１領域Ｒａ´の配列ピッチＰｘを第２領域Ｒｂの配列ピッチＰｘより小さく設定している。これによって、第１領域Ｒａと第２領域Ｒｂの境界前後、そして第１領域Ｒａ´と第２領域Ｒｂの境界前後において、光制御要素密度Ｓはほぼ変化しない。
なお、第１、第２、第１領域Ｒａ，Ｒｂ，Ｒａ´で、Ｘ方向の配列ピッチＰｘについて、各領域Ｒａ、Ｒｂ、Ｒａ´での最も入射面１２側の配列ピッチＰｘ同士や入射面１２から最も遠い側の配列ピッチＰｘ同士の大小関係はいずれが大きくてもよい。領域が４つ以上ある場合でも同様である。
このように各領域Ｒｊの境界を設定することで、光制御要素密度Ｓを連続的に変化させることができて、輝線や輝点を生じることなく画面全体を均一に明るくすることができる。
【００４４】
また、入射面１２からの距離ｘが導光板１０の長さＬの半分Ｌ／２となる位置を対称軸として、光制御要素密度Ｓは対称であることが望ましい。さらに、第１領域Ｒａと第１領域Ｒａ´のように対称となる２つの領域においては、入射面１２の延在方向Ｙにおける配列ピッチＰｙも一致することが望ましい。つまり、第１領域Ｒａと第１領域Ｒａ´が同じ配列パターンであるということである。このようにすることで、得られる光学特性も対称とすることができるためである。
【００４５】
なお、入射面１２から入射されて導光板１０内を伝播する光は、反射面１４において光制御要素１１によって反射・拡散されて射出面１３から射出される。そのため、観察者Ｆ側から見ると、光制御要素１１は明るく見え、それ以外の反射面１４は暗く見えてしまう。隣り合う光制御要素１１間の距離が狭い場合には明るい部分が重なり合い、視認されることはないが、光制御要素１１間の距離が広くなってしまうと明暗が交互に視認されやすくなってしまう。
ここで、図６（ａ）、（ｂ）は同じ光制御要素密度Ｓで配列パターンが異なる二種の光制御要素１１の配列構造を示すものである。図６（ａ）は光制御要素１１のＹ方向とＸ方向の間隔を同程度に設定したものであり、図６（ｂ）は光制御要素１１のＹ方向を小さく設定し、Ｘ方向の間隔を大きく設定したものである。これらの場合、図６（ｂ）の方が図６（ａ）より光制御要素１１の間隔がＸ方向に大きく開いて設定されているため、光制御要素１１の像が視認されやすいことが容易に理解できる。面光源部７の観察者側Ｆに光学シート８を配置したとしても同様である。
【００４６】
図５において、入射面１２付近の第１領域Ｒａや第１領域Ｒａ´では、光制御要素１１のＹ方向における配列ピッチＰｙとＸ方向における配列ピッチＰｘをともに大きく広げているため、光制御要素１１の観察者側Ｆからの視認性を下げることができている。光制御要素１１の視認性は、光制御要素密度Ｓが同じ値であれば、配列ピッチＰｘとＰｙのどちらか一方が大きく他方が小さい場合よりも、配列ピッチＰｘとＰｙ両方が同程度の値になっていた方が、満遍なく配置されることになるため視認しにくくなる。
【００４７】
また、入射面１２から遠い側においては、Ｙ方向における配列ピッチＰｙとＸ方向における配列ピッチＰｘともに小さな値に設定しているため、光制御要素密度Ｓを大きくすることができる。図５に示す反射面１４の第２領域Ｒｂにおける距離ｘ＝Ｌ／２付近では、光制御要素１１をＸ，Ｙ方向にほぼ隙間なく最密に配列したため、導光板１０内を入射面１２から距離ｘ＝Ｌ／２付近まで伝播してきた光の多くを反射させて射出させることが出来る。そのため、光源９から離れて光量が低下しても射出効率を高めることができる。
【００４８】
ここで、光制御要素密度Ｓの算出の範囲について述べる。光制御要素密度Ｓを微小な範囲にとってしまうと密度Ｓの設定位置によって異なる密度Ｓになる可能性があるし、逆に光制御要素密度Ｓを広大な範囲にとってしまうと多くの密度Ｓはその設定位置によらず平均化されてしまう。
例えば、図７に、光制御要素１１のＹ方向の配列をｎとして、ｎ番目の光制御要素密度Ｓ（ｎ）の模式図を示す。本実施形態では、同一領域内においてＹ方向では配列ピッチＰｙは一定であるため光制御要素密度Ｓは一定であり、この密度Ｓを算出する範囲はＹ方向の長さに依存しない。他方、Ｘ方向では配列ピッチＰｘは同一領域内で入射面１２から離れるに従って小さくなる。つまり、図７の二点鎖線に囲まれた範囲によって光制御要素密度Ｓが決定される。
【００４９】
なお、光制御要素１１のＸ−Ｙ方向の配列パターンについて、本実施形態による導光板１０では、図８（ａ）に示すように光制御要素１１のＹ方向の列を配列ピッチＰｙの１／２ずつＹ方向に交互にずらしてＸ方向に配列させた。しかし、光制御要素１１の配列パターンはこれに限定されものではない。例えば、図８（ｂ）に示すように光制御要素１１をＹ方向にずらすことなく整列させて配列させてもよい。或いは、図８（ｃ）に示すように光制御要素１１をＹ方向に少しずつずらせて配列させてもよい。
また図８（ｄ）に示すように、光制御要素１１のＹ方向のずれをランダムに設定してもよい。むしろ、導光板１０の射出面１３側に設置される他のレンズや光学シート８のことを考慮に入れると、Ｙ方向に配列された光制御要素１１について隣の光制御要素１１とのずれがランダムになっている方がモアレを生じることがないために好ましい。
【００５０】
次に導光板１０の反射面１４に配列された光制御要素１１の密度Ｓと輝度との関係について図５、図９乃至図１１によって説明する。
図５（ａ）に示す導光板１０の反射面１４における光制御要素１１の配列パターンにおいて、同図（ｂ）に示すように、入射面１２からのＸ方向の距離ｘが導光板１０の長さＬの半分Ｌ／２になるまで、光制御要素密度Ｓは距離ｘの増大に応じて単調に増大することが望ましい。図９に、反射面１４における光制御要素１１の配列パターンについての入射面１２からの距離ｘの導光板長さの半分Ｌ／２に対する光制御要素密度Ｓの増大割合の関係を示す。
【００５１】
さらに、光制御要素密度Ｓの微分値をｄＳ（ｎ）／ｄｎとして、距離ｘの導光板長さ半分Ｌ／２に対する光制御要素密度Ｓの微分値ｄＳ（ｎ）／ｄｎの割合の関係について図１０に示す。
微分値ｄＳ（ｎ）／ｄｎは、最も近い入射面１２からの距離ｘに応じて、導光板１０の長さの半分Ｌ／２に対する割合が特定の値α％（＝２ｘ／Ｌ）より小さい範囲において距離に応じて単調に増大し、α％に到達する点で極大値を有することが望ましい。このとき、αは６５％≦α％≦１００％の範囲内であることが望ましい。
【００５２】
極大値となる距離ｘのＬ／２に対する割合αが６５％以下である場合には、輝度分布は均一にすることができても、十分な輝度を得ることができない。
すなわち、光制御要素密度Ｓの微分値ｄＳ（ｎ）／ｄｎが距離ｘに応じて単調増大する領域でなくなる位置、即ちαを越える位置について、導光体長さの半分Ｌ／２に対するαの位置と輝度との関係として示すと、図１１に示すグラフのようになる。
図１１のグラフは、導光体長さの半分Ｌ／２に対する距離ｘの割合であるα（％）が、ｘ＝Ｌ／２の位置にある場合の輝度を１００％として、αが入射面１２に近づくよう距離ｘを変化させた時の輝度比を示すグラフである。図１１はＯｐｔｉｃａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ社製照明設計解析ソフトウェアＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓによりシミュレーションした結果を黒丸で示し、黒丸を線形近似した結果を灰色実線にて示している。
図１１から、割合αと輝度には、直線に近い関係があることがわかる。図１１において、割合αが小さくなるほど輝度は低くなり、６５％を下回ると輝度の低下率は５％以上になってしまう。そこで、割合αの下限値として６５％とした。
【００５３】
また、微分値ｄＳ（ｎ）／ｄｎが距離ｘに応じて単調に増大するということは、光制御要素密度Ｓが距離ｘに応じて単調に増大し且つその増大幅も距離ｘに応じて単調に増大するということである。つまり、図９に示すように、距離ｘが大きいほど光制御要素密度Ｓの変化率が大きくなるということである。
そのため、微分値ｄＳ（ｎ）／ｄｎの極大値となる距離は大きいほど、光制御要素密度Ｓを大きくすることができ、導光する光の多くを導光板１０から射出させることができる。その値αが小さいということは、距離ｘが小さい（つまり、光制御要素密度Ｓがまだ小さい）領域において、光制御要素密度Ｓの増加量が小さくなっていくということなので、光制御要素１１が十分に配置されず、導光する光を十分に射出することができない。
【００５４】
上述した図９、１０は、上述した反射面１４の光制御要素１１の配列パターンにおける光制御要素密度Ｓとその微分値ｄＳ（ｎ）／ｄｎと、入射面１２からの距離ｘの導光板長さの半分Ｌ／２に対する割合との関係について示すものである。これらは本実施形態を満たす一例である。
【００５５】
上述のように本実施形態による導光板１０を用いた照明ユニット３及びこれを備えた表示装置１によれば、光制御要素密度Ｓを、導光板１０の入射面１２の延在方向に直交するＸ方向に入射面１２からの距離ｘに応じて単調に増大させることで、画面全体を均一に明るくすることができる。
また、照明ユニット３の有効照射範囲を、反射面１４において複数の領域に分割し、光制御要素１１の配列パターンを各領域内においては連続的に且つ領域間においては不連続にすることで、導光板１０の作製上の困難さを回避できると共に、照明ユニット３及び表示装置１において光制御要素１１が観察者側からそのまま視認されることを防いで射出効率を高めることができる。
【００５６】
しかも、光制御要素１１の配列パターンは、同一の領域内においては、入射面１２の延在方向における光制御要素１１の配列ピッチＰｙは一定であり、入射面１２の延在方向に略直交する方向における光制御要素１１の配列ピッチＰｘは最も近い入射面１２から離れるほど小さくなるように変化し、かつ、複数の領域間において、配列ピッチＰｙは不連続に変化すると共に最も近い入射面１２から離れる領域ほど小さくなり、配列ピッチＰｘは領域間で不連続に変化すると共に隣接する二つの領域の境界の前後で入射面１２に近い側の領域よりも入射面から遠い側の前記領域の方が大きい。
こうすることで、ある程度、配列ピッチＰｘとＰｙの比率を一定にしたまま、光制御要素密度Ｓを不連続に変化させることなく、且つ連続的に大きくなるよう変化させることができる。配列ピッチＰｘとＰｙの比率を一定にすることができるため、光制御要素１１の観察者側Ｆからの視認性を下げることができる。また、光制御要素密度Ｓを十分に大きくすることも可能になるため、射出効率を高めることが出来る。さらに、光制御要素密度Ｓが不連続に変化することがないため、輝線・輝点等の発生も抑えつつ、画面全体を均一に明るくすることができる。  
【００５７】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で適宜変更や置換等が可能である。以下、本発明の変形例について説明するが、上述した実施形態による照明ユニット３及び表示装置１と同一または同様な部品や部分等には同一の符号を用いて説明する。
例えば、導光板１０における入射面１２に光取り込み構造物が賦形されていたり、ランダムな構造物が賦形されていても、本発明の効果を得ることはできる。
【００５８】
また、上述の実施形態では、導光板１０に設けた光制御要素１１は、反射面１４から外側に突出する略半楕円体形状の凸部形状として形成したが、これに代えて反射面１４内に凹部として形成されていてもよい。変形例による光制御要素１１は凹部形状または凸部形状でもよく、例えば図１２（ａ）に示す略半球状の光制御要素１１ａ、同図（ｂ）に示すように略半楕円体形状または半球状で頂部を平面状に切除した光制御要素１１ｂ等を採用することができる。
また、図１２（ｃ）に示すように、凹部形状または凸部形状で略四角錐形状の光制御要素１１ｃ、同図（ｄ）に示すように、略四角錐形状で頂部が曲面形状とされた光制御要素１１ｄ、同図（ｅ）に示すように、長円の半楕円体形状の光制御要素１１ｅ等を適宜採用できる。
光制御要素１１は、上記した以外の図に示さない適宜形状であってもよく、ドット形状であればよい。また、綺麗な湾曲面でなく細かい凹凸がついた形状であっても、光制御要素１１として適用することができ、上記効果を得ることが出来る。
ただし、光制御要素１１は、一方向に延在したレンチキュラーレンズ形状の場合にはＸ−Ｙ方向のピッチを設けることが出来ないため、好ましくない。また、上述した実施形態では、各光制御要素１１はサイズと形状が同一であるとしたが、互いに異なっていてもよい。
【００５９】
また、光制御要素１１は、上述した各種形状に関連して、導光板１０の外側から見て凹部形状であることが好ましい。凹部形状の光制御要素１１では、凸部形状に比較して導光板１０内を伝播する光が光制御要素１１に入射しやすいので効率よく光を反射させて対向する射出面１３から射出させることができるためである。これにより、さらに射出効率を高めることが出来る。
【００６０】
この点について、図１３に示す導光板１０の部分断面図により詳しく説明する。図１３（ａ）において、光制御要素１１が略半楕円体形状の凹部として反射面１４の内側に形状されている場合、入射面１２からの入射光が広い範囲（図中Ａ）に亘って入射しやすく効率よく反射させて射出効率を高めることが出来る。これに対し、同図（ｂ）では、光制御要素１１が反射面１４から外側に突出する凸部形状である場合、入射面１２からの入射光が入射する光制御要素１１の範囲（図中Ｂ）が凹部形状の場合よりも小さい（Ａ＞Ｂ）。
【００６１】
図１４は光制御要素１１を凹部に形成した例を示すものであり、同図（ｂ）に示すようにアスペクト比Ｈ／ＷＸが高ければ射出面１３からの射出光はより正面方向に射出され、逆に（ａ）に示すようにアスペクト比Ｈ／ＷＸが低ければ射出光は正面方向に対して傾斜した斜め方向に射出される。ただし、アスペクト比が異なっていても、レンズ高さＨが同じであれば、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、入射面１２からの入射光が光制御要素１１に照射される範囲（図中Ｃ、Ｄ）はほぼ同じである。
【００６２】
また、図１５は導光板１０の変形例を示すものである。図１５において、導光板１０の射出面１３には、入射面１２の延在方向と直交するＸ方向に延在するレンチキュラーレンズ１６が入射面１２の延在方向に配列されている。これにより、導光板１０に入射した光が射出面１３から射出される際、入射面１２の延在方向に拡散することを防ぐことができる。そのため、光の拡散を抑制してある程度閉じ込めることができる。なお、図１５は、導光板１０の一部分のみを示した図であるため、一方の入射面１２に配列した光源９のみを示し、対向する入射面１２に配列した光源９は省略されている。
上述した技術を応用することで、照明ユニット３の画面の一部分を明るくしたり暗くしたりするローカルディミングが可能となる。また、これを利用して、順番に明るさを変化させるスキャニングもできるようになる。さらに、入射面１２の延在方向に対して視野角分布を集光することができるため、輝度を向上させることもできる。
【００６３】
導光板１０の入射面１２にレンチキュラーレンズ１６を配列させることで得られる上述した光閉じ込め効果は、光制御要素１１がＸ−Ｙ方向の二次元方向に配列構成を持つドット形状であることから、より高い効果を得ることができる。
ところで、上述したようにＹ方向のアスペクト比Ｈ／ＷＹが高い場合、導光板１０を伝播する光はＸ方向に進む途中でＹ方向に広げられてしまう光が多くなる。アスペクト比Ｈ／ＷＹが小さい場合にもそのような光拡散特性は少なからず生じる。
しかし、導光板１０の射出面１３にレンチキュラーレンズ１６が配列されていると、光の閉じ込め効果があるため、Ｙ方向への拡散効果を抑えることができる。その結果として、レンチキュラーレンズ１６による光の閉じ込め効果は拡大され、導光板１０の側面１２ａから射出される光量をより抑えることができる。
なお、照明ユニット３には光学シート８が配置されていなくてもよい。
【００６４】
以上、本発明の実施形態による照明ユニット３及びこれを備えた表示装置１について説明したが、照明ユニット３は表示装置１のみに適用されるものではない。
以下、本発明の実施例について詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではないことはいうまでもない。
【実施例】
【００６５】
（実施例）
実施例の試験で用いる導光板１０は長方形平板状のアクリル製のものを用い、長さＬを９００ｍｍ、厚みを３ｍｍとした。導光板１０の反射面１４に配列する光制御要素１１は図４に示す略半楕円体形状で凹部形状をなすドットレンズとした。光制御要素１１は高さＨ＝２０ｕｍ、幅ＷＸ＝１００ｕｍ、幅ＷＹ＝２００ｕｍとした。
照明ユニット３は、導光板１０の対向する２辺の側面１２ａをそれぞれ入射面１２とし、これらに対面させる光源９として白色ＬＥＤを用いた。導光板１０の反射面１４と対向する裏面側には反射シート１５を配設し、導光板１０の射出面１３と対向する光出射側には光学シート８としてマイクロレンズシート１８を配置した。
これらの構成は実施例１、比較例１，２で共通である。
【００６６】
そして、実施例１として、上述した導光板１０における反射面１４について、光制御要素１１の配列構成を、図５に示す本実施形態による導光板１０と同様に、一方の入射面１２から離間する方向に向かって第１領域Ｒａ〜第５領域Ｒｅを区分けして形成し、対向する他方の入射面１２から離間する方向にも第１領域Ｒａ〜第５領域Ｒｅを区分けして形成した。つまり、光制御要素１１の２種類の領域は第５領域Ｒｅを共通にしてこれを中心に対称形として５種類の配列パターンで、のべ９個の領域に分割して形成した。
つまり、図５における領域Ｒａ´を第１領域Ｒａと同一の領域Ｒａとして、領域数を増やした構成に相当する。そして、第１領域Ｒａ〜第５領域Ｒｅにおける光制御要素１１の配列パターンの法則は本実施形態による配列パターンを満たすものである。
配列ピッチＰｙ，Ｐｘと各領域Ｒａ〜Ｒｅとの関係を図で示すと図１６のように変化する。光制御要素１１は、第１領域Ｒａ〜第５領域Ｒｅにおける各領域において、Ｙ方向の配列ピッチＰｙは各領域内で同一で、第１領域Ｒａ〜第５領域Ｒｅで次第に小さく設定され、Ｘ方向の配列ピッチＰｘは各領域内で入射面１２から離間する方向に次第に小さくなると共に、各領域の境界を越えるとその境界を超える前の領域の境界付近よりも不連続に増大するように構成した。
【００６７】
また、比較例１、２は、図１７や図１８のように反射面１４の領域を分割しない導光板１０を用意した。
図１７に示す比較例１では、光制御要素１１のＹ方向における配列ピッチＰｙは全域において光制御要素１１のＹ方向の幅ＷＹと同じに設定し、Ｘ方向における配列ピッチＰｘは光制御要素密度Ｓが実施例１と同じになるように設定した。そのため、配列ピッチＰｘは、対向する２つの入射面１２から距離Ｌ／２に至るまでそれぞれ入射面１２から離間するに従って次第に小さくなる。
【００６８】
図１８に示す比較例２では、同図（ａ）に示すように、配列ピッチＰｙは全域において光制御要素１１の幅ＷＸの４倍の長さに設定し、光制御要素密度Ｓは入射面１２からの距離ｘが導光板１０の長さの半分Ｌ／２に対して５０％以下までの範囲において実施例１と同じになるように、Ｘ方向における配列ピッチＰｘを次第に小さくした。反射面１４における入射面１２から長さＬ／２の５０％を超える範囲では、入射面１２からの距離ｘが大きくなって長さＬ／２に近づくほど、この配置における最大の光制御要素密度Ｓに次第に近づくよう滑らかな上昇曲線を描く関数となるように光制御要素１１を配列した。
そのため、図１８（ｂ）に示すように、光制御要素１１はＸ方向における配列ピッチＰｘが入射面１２から距離Ｌ／２に至るまで次第に小さくなるように配列した。
【００６９】
これら実施例１、比較例１、２において、照明ユニット３の画面中心輝度、画面輝度分布、光制御要素１１の視認性の確認を行った。画面中心輝度はトプコン製の分光放射輝度計ＳＲ−３Ａにて測定し、輝度空間分布はサイバネット製の空間輝度計ＰｒｏＭｅｔｒｉｃ（ＰＭ―１２００）によって測定した。光制御要素１１の視認性は目視で評価を行った。
実施例１、比較例１、２の評価結果を表１に示す。
【００７０】
【表１】
2013206834.tif 000003
【００７１】
画面中心輝度は、実施例１と比較例１とで１．００と同じ値であったが、比較例２は０．８４と小さな値となった。
画面輝度分布を見ると、実施例１と比較例１、２はどれも良好に設定することができた。
光制御要素１１の視認性について目視確認で検査すると、実施例１では全範囲において光制御要素１１が確認されず良好であった。比較例１，２は光制御要素１１が視認されたため、ＮＧであった。比較例１に関しては、（距離ｘ）／（導光板１０の長さの半分Ｌ／２）が０〜６０％付近まで光制御要素１１が視認され全くＮＧであった。比較例２も０〜１５％付近まで光制御要素１１が視認されてしまった。
【００７２】
（実施例２）
実施例２として、長方形板状をなす導光板１０の厚み＝２ｍｍ、長さＬ＝５００ｍｍとして、光制御要素１１のＸ方向、Ｙ方向のアスペクト比Ｈ／ＷＸ、Ｈ／ＷＹを様々に変化させた導光板１０を多数用意し、正面輝度と光制御要素１１の視認性によって良好なアスペクト比の範囲を試験した。
光制御要素１１の高さＨ＝２０ｕｍと一定にし、光制御要素１１の密度Ｓは１．６個／ｍｍ２と一定にした。光制御要素１１のＸ方向における配列ピッチＰｘに関する間隙について（配列ピッチＰｘ−幅ＷＸ）＝０．６ｍｍで固定し、配列ピッチＰｙを光制御要素密度Ｓ＝１．６となるように変更した。
それ以外は、基本的に実施例１と同様に設定したが、光学シート８はマイクロレンズシート１８とプリズムシート１９の構成にした。
【００７３】
アスペクト比Ｈ／ＷＸを変化させた場合、アスペクト比Ｈ／ＷＹ＝０．１に固定した。アスペクト比Ｈ／ＷＹを変化させた場合には、アスペクト比Ｈ／ＷＸ＝０．３に固定した。
上述した導光板１０において、光制御要素密度Ｓは最も小さな値となるように設定した。つまり、最も光制御要素１１の密度Ｓが小さく光制御要素１１が最も視認されやすい条件である。（配列ピッチＰｘ−幅ＷＸ）が０．６ｍｍを超えると、どのような形状であっても光制御要素１１が視認されてしまう長さであるから、上述のように０．６ｍｍに固定した。
【００７４】
以上の条件下で、画面正面輝度の測定と、光制御要素１１の視認性の試験を行った。画面正面輝度はトプコン製の分光放射輝度計ＳＲ−３Ａによって測定し、光制御要素１１の視認性は目視にて評価を行った。
試験結果を表２に示す。
【００７５】
【表２】
2013206834.tif 000004
【００７６】
まず、視認性について試験した。実施例２として、光制御要素１１のアスペクト比Ｈ／ＷＹを０．１に固定し、幅ＷＸを変化させてアスペクト比Ｈ／ＷＸを表２に示すように変化させた場合、いずれの場合も測定光制御要素１１は視認できなかった。また、アスペクト比Ｈ／ＷＸを０．３に固定し、幅ＷＹを変化させてアスペクト比Ｈ／ＷＹを表２に示すように変化させた場合、測定光制御要素１１はＨ／ＷＹ＝０．０３で確認され、それ以外では確認できなかった。
【００７７】
また、正面輝度について、アスペクト比Ｈ／ＷＸ、Ｈ／ＷＹを様々変更したときの最大値を１．００とした。幅ＷＸを可変にした場合、Ｘ方向に関しては、アスペクト比Ｈ／ＷＸ＝０．３の場合が最も輝度が高くこのときの輝度を１．００とした。アスペクト比Ｈ／ＷＸが０．３からずれるほど輝度が低下している。アスペクト比Ｈ／ＷＸ＝０．３の輝度（１．００）を基準として、正面輝度の許容可能な低下範囲を５％以内に設定すると、アスペクト比Ｈ／ＷＸが０．１〜０．４の範囲が許容範囲となる。
【００７８】
一方、幅ＷＹを可変にした場合、Ｙ方向に関しては、アスペクト比Ｈ／ＷＹが大きくなるほど輝度が低下していく。アスペクト比Ｈ／ＷＹが０．０３〜０．１の広範囲において最も輝度が高く、この値を１．００とし、これを基準としてＹ方向について許容可能な低下範囲を３％以内に設定すると、アスペクト比Ｈ／ＷＹ＝０．０３〜０．３までが許容範囲となる。
そのため、輝度と視認性を考慮すると、アスペクト比Ｈ／ＷＸは０．１〜０．４の範囲、アスペクト比Ｈ／ＷＹは０．０５〜０．３の範囲が良好な結果を得られる範囲であることを確認できる。
【符号の説明】
【００７９】
１  表示装置
２  画像表示パネル
３  照明ユニット
６  画像表示素子
７  面光源部
８  光学シート
９  光源
１０  導光板
１１  光制御要素
１２  入射面
１３  射出面
１４  反射面
１５  反射シート
１６  レンチキュラーレンズ
１８  マイクロレンズシート
１９  プリズムシート
【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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【図１７】
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【図１８】
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