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TW201339670A - 照明裝置及顯示裝置 - Google Patents

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TW201339670A
TW201339670A TW102104723A TW102104723A TW201339670A TW 201339670 A TW201339670 A TW 201339670A TW 102104723 A TW102104723 A TW 102104723A TW 102104723 A TW102104723 A TW 102104723A TW 201339670 A TW201339670 A TW 201339670A
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light guide
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light deflecting
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TW102104723A
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Inventor
Yu Ookubo
Tomohiro Nakagome
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Toppan Printing Co Ltd
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Abstract

本發明提供一種無法視覺辨識光偏向要素、亮度不均較少、高亮度且亮度的製造允差較少的照明裝置。解決手段為：照明裝置，具備：光源；導光體；及等向性光擴散構件，該導光體具備：入射面，使從光源射出的光入射；射出面，使入射光往視覺方向射出；光偏向面，將入射光往射出面導引，在光偏向面具備複數個光偏向要素，將入射至該導光體的光往射出面側導引，在導光體的射出面形成有往垂直於入射面之方向延伸的複數個單位透鏡，並在規定的範圍安排光偏向要素的間距與光偏向要素密度，且將前述單位透鏡的形狀作成規定的形狀。

Description

照明裝置及顯示裝置
本發明係關於一種具備用於照明光路控制的導光體之照明裝置以及使用其之顯示裝置。
最近的大型液晶電視或平面顯示面板等主要採用正下型方式的照明裝置與邊緣照明方式的照明裝置。在正下型方式的照明裝置，複數個CCFL(冷陰極管)或LED(Light Emitting Diode)在面板的背面規則配置作為光源。在液晶面板等影像顯示元件與光源之間，使用光散射性強的擴散板，並設法使作為光源的冷陰極管或LED無法被視覺辨識。
另外，邊緣照明方式的照明裝置如第23圖所示，在稱為導光體107的透光性之板的端面配置有複數個冷陰極管或LED106。一般而言，在導光體107的射出面107b之相反側的面(光偏向面107a)，形成有光偏向要素118，將從該導光體107的之端面入射的入射光以高效率往射出面107b引導。現在，普遍將白色油墨以點狀印刷作為形成於光偏向面107a的光偏向要素118(專利文獻1)。惟，因為入射至白色點的光大致無指向地被擴散反射，所以往導光體107的射出面側之光取出效率低。產生因白色油墨而生之光吸收所造成的光之損耗。
因此，提出以噴墨法往導光體107的光偏向面107a形成微透鏡的方法或以雷射剝蝕法形成光偏向要素118的方法等。不同於白色油墨，因為是利用導光體107的樹脂與空氣的折射率差而產生之反射、折射及穿透，所以幾乎不產生光吸收。因此，相較白色油墨，可得到光取出效率較高的導光體107。
惟，因為藉由噴墨法或雷射剝蝕法形成光偏向要素118與白色油墨的印刷相同，係在將導光體107以平板成形後於其他步驟別形成，所以製作步驟數並未減少。具有循環時間反而比白色油墨的印刷步驟更長且設備的初始成本更高等缺點。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特開平1-241590號公報
專利文獻2 日本特開2000-89033號公報
專利文獻3 日本特開2006-155994號公報
專利文獻4 日本特開2004-295080號公報
專利文獻5 日本特開2003-270447號公報
專利文獻6 日本特開2004-6326號公報
又，亦提出利用射出成形法或擠製成形法使導光體107成形，並在擠製時使光偏向要素118直接賦形的方法(專利文獻2)。在導光體107成形的同時亦形成有光偏向要素118，因此步驟數減少，可實現低成本化。
專利文獻3揭示具有往一方向延伸的稜鏡溝之導光體107作為使光偏向要素118往一維方向疏密成形之例。此種僅在一維方向疏密成形之導光體107在面內左右會產生三角形的低亮度區域、暗部S，因此不佳。
另外，邊緣照明方式中使用的導光體107在與射出面107b對向的位置具備光偏向面107a，而在光偏向面107a形成有白色點圖案或微透鏡(凹型、凸型)及其他透鏡形狀的光偏向要素118。
惟，不管是何種光偏向要素118，因為是由規則排列的反射層或構造物所形成，所以具有與例如BEF(3M公司註冊商標)所代表之稜鏡板120的條紋狀干涉波紋之問題或能夠以視覺辨識光偏向要素118之成像的問題，作為其解決手段，在導光體107與稜鏡板120之間使用專利文獻4所示的擴散膜108為普遍方法。
又，專利文獻5揭露一種導光體107，於導光體107的射出面107b側，排列往光源的光軸方向延伸之凸透鏡列，且凸透鏡之與光入射面107L平行的剖面而生之剖面形狀包含圓弧之一部分。此係藉由在導光體107形成凸透鏡列，而實現導光體107的亮度分布之均勻性，且無法視覺辨識在導光體107的光偏向面107a形成的光偏向要素118。
惟，光偏向要素118係以各種配置和各種排列間距形成。作為各種配置，可舉出例如正方配置、長方配置或六方配置等。光偏向要素118的配置或間距因應導光體107的厚度或大小、材質等而有各種變化。
因此，即使在此種導光體107的射出面107b配置擴散膜108，由於光偏向要素118的配置或間距，有時從射出面107b側觀看導光體107時，可視覺辨識光偏向要素118之成像。光偏向要素118之成像的視覺辨識性係取決於光偏向面107a與射出面107b的距離、導光體107的折射率、光偏向要素118的排列間距、在射出面107b形成的凸透鏡列之形狀及擴散膜108之光擴散的程度等各種參數。因此，如果僅在導光體107的射出面107b形成包含圓弧之一部分的凸透鏡，即使調整凸透鏡的曲率半徑或間距，仍然非常難以使厚度或大小及材質相異的各種導光體107之光偏向要素118的成像一律無法視覺辨識。
再者，如專利文獻5所揭露，作為光偏向要素118，排列包含印刷圖案之點時，可印刷之點的大小會受到限制。在導光體107形成包含由網版印刷的印刷圖案之光偏向要素118時，印刷圖案的尺寸以至少大於200μm較佳，若使尺寸小於此，則油墨在網板會產生阻塞，印刷光偏向要素118時，發生印刷不良的頻率會增加。惟，若使印刷圖案的尺寸大於200μm，因為目視下較容易視覺辨識光偏向要素118，所以為了防止這種情況，在導光體107之上必須有多片擴散膜108或光擴散性較強的擴散膜108。然而，若增加擴散膜108的片數或使用光擴散性較強的擴散膜108，因為從導光體107射出的光會被過度散射而成為亮度降低的要因，所以不佳。
又，雖然專利文獻5揭露使上述導光體107含有光擴散微粒子的導光體107，但具有因含有光擴散微粒子而製造成本上升等缺點。
專利文獻6揭露在導光體107的射出面107b形成包含扁豆狀的凸透鏡列之導光體107。惟，在上述文獻，因為沒有關於在光偏向面形成的光偏向要素118之排列方法的記述，所以即使排列如專利文獻6揭露的凸透鏡，仍然十分難以使厚度或大小及材質相異的各種導光體107之包含各種排列的光偏向要素118之成像一律無法視覺辨識。
本發明係為解決上述問題而構成者，其課題在於提供一種可降低邊緣照明方式的照明裝置之亮度不均，在觀看照明裝置時光偏向要素不會被視覺辨識，而且高亮度的照明裝置以及使用該照明裝置的顯示裝置。
本發明為解決上述課題而採用如下對策。
本發明之照明裝置係具備：光源；導光體，具備：入射面，使從該光源射出的光入射；射出面，使入射光往視覺方向射出；及光偏向面，將前述入射光往前述射出面導引；及等向性光擴散構件，配置於該導光體的前述射出面側，其具備：前述導光體在前述光偏向面具備複數個光偏向要素，將入射至該導光體的光往前述射出面側導引，且該光偏向要素係包含形成於前述光偏向面的凹部或凸部，且 前述導光體在前述導光體的前述射出面形成有往與前述入射面垂直之方向延伸的單位透鏡，且以與前述入射面平行之方向為X方向，與前述入射面垂直之方向為Y方向時，表示前述光偏向要素每單位存在的個數之光偏向要素密度D係隨著在前述Y方向從前述入射面至配置有前述光偏向要素之位置為止的距離增大而增大，且前述光偏向要素的配置圖案在前述Y方向被分割為複數個區域，且在前述一區域內，前述X方向的前述光偏向要素之排列間距大致一定，前述光偏向要素各錯開前述X方向之排列間距的1/2而排列在Y方向，且前述Y方向的前述光偏向要素的排列間距以愈遠離前述入射面愈小的方式變化，且若將以下(式1)所定義的變數設為Gx、Gy、β、γ、θ，則在前述複數個區域中與前述入射面鄰接的區域內，Lx與Ly之值滿足(式2)所定義的數學式：
其中，Lx為前述光偏向要素的前述X軸方向之排列間距；Ly為前述光偏向要素的前述Y軸方向之排列間距；HL為前述導光體的厚度；NL為前述導光體的折射率；Sd為從前述光偏向面側觀看一個前述光偏向要素時的面積；t為將前述單位透鏡的端部設為0而於前述X軸方向量測的位移；f(t)為將前述單位透鏡以垂直於前述射出面且平行於前述X軸方向之面切斷時前述單位透鏡的邊緣部與前述射出面的距離；P為前述單位透鏡的間距；α為在準直光往垂直於前述等向性光擴散構件的方向入射時的射出光之角度分布中，前述射出光的強度成為最大強度的1/10之角度；ax為前述光偏向要素的前述X軸方向之寬度；ay為前述光偏向要素的前述Y軸方向之寬度。
再者，本發明之照明裝置較佳為導光體具備一組入射面，使從前述光源入射的光入射，且該導光板的一組入射面以分別對向的方式配置，前述光偏向要素為最密排列的區域中的Lx與Ly係以滿足(式3)所定義的數學式方式配置：
再者，本發明之照明裝置較佳為若將前述單位透鏡的1間距量之平均傾斜角φ〔deg〕設為以下(式4)所定義的變數，則φ〔deg〕滿足(式5)的範圍：
再者，本發明之照明裝置較佳為前述f(t)為包含t的4次方之項的多項式函數。
再者，本發明之照明裝置較佳為前述f(t)為包含圓弧之一部分的函數，或包含橢圓弧之一部分的函數。
再者，本發明之照明裝置較佳為前述光偏向要素包含形成於前述光偏向面的凹部。
再者，本發明之照明裝置較佳為具備至少一片以上的聚光板。
再者，本發明之照明裝置較佳為具備反射型偏光分離板。
再者，本發明之照明裝置可為具有規定顯示影像的影像顯示元件之顯示裝置。
依據本發明之照明裝置及使用該照明裝置的顯示裝置，目視此照明裝置及顯示裝置時，不會被視覺辨識出亮度不均，且不會被視覺辨識出形成於導光體的光偏向要素，再者可提高導光體、照明裝置及顯示裝置的亮度。
1‧‧‧液晶顯示裝置
2‧‧‧液晶面板
3‧‧‧照明裝置
5‧‧‧反射板
6‧‧‧光源
7‧‧‧導光體
7a‧‧‧光偏向面
7b‧‧‧射出面
7L‧‧‧光入射面
8‧‧‧等向性光擴散構件
9‧‧‧液晶層
10‧‧‧偏光板
11‧‧‧偏光板
16‧‧‧單位透鏡
18‧‧‧光偏向要素
20‧‧‧稜鏡板
23‧‧‧基材
24‧‧‧稜鏡
28‧‧‧擴散板
S‧‧‧暗部
第1圖為包含具備本發明的實施形態之導光體的照明裝置之液晶顯示裝置。
第2圖(a)為表示本發明的實施形態之導光體的一例之立體圖(凹部(凹透鏡))。
(b)為以平行於光入射面的方式切斷本發明的實施形態之導光體時的剖面圖。
(c)為以垂直於光入射面的方式切斷本發明的實施形態之導光體時的剖面圖。
第3圖(a)為表示本發明的實施形態之導光體的一例之立體圖(凸部(凸透鏡))。
(b)為以平行於光入射面的方式切斷本發明的實施形態之導光體時的剖面圖。
(c)為以垂直於光入射面的方式切斷本發明的實施形態之導光體時的剖面圖。
第4圖為說明光偏向要素的配置圖案之圖。
第5圖為說明算出光偏向密度的面積之圖。
第6圖為說明光偏向要素的配置圖案之圖。
第7圖為說明光偏向要素的配置圖案之圖。
第8圖(a)為表示從射出面側觀看無單位透鏡的導光體時，以扇狀傳播的光之圖。
(b)為以平行於光入射面的方式切斷無單位透鏡的導光體時的剖面圖，且為表示於導光體內部傳播的光之圖。
第9圖(a)為表示從射出面側觀看形成有單位透鏡的導光體時，傳播的光之圖。
(b)為以平行於光入射面的方式切斷無單位透鏡的導光體時的剖面圖，且為表示於導光體內部傳播的光之圖。
第10圖(a)為表示在2邊具備光源且從射出面側觀看無單位透鏡的導光體時的亮度分布之圖。
(b)為表示在2邊具備光源且從射出面側觀看形成有單位透鏡的導光體時的亮度分布之圖。
(c)為表示在1邊具備光源且從射出面側觀看無單位透鏡的導光體時的亮度分布之圖。
第11圖為以平行於光入射面的方式切斷形成有單位透鏡的導光體時的剖面圖。
第12圖(a)為表示從視覺方向觀看形成有單位透鏡的導光體時的光偏向要素的成像之視覺成效的一例之圖。
(b)為表示於形成有單位透鏡的導光體載置等向性光擴散構件時，從視覺方向觀看時的光偏向要素的成像之視覺成效的一例之圖。
第13圖(a)為表示將準直光垂直入射至等向性光擴散構件時的光散射狀態之圖。
(b)為表示將準直光垂直入射至等向性光擴散構件時的光強度的角度分布之圖。
第14圖為以平行於光入射面的方式切斷導光體與等向性光擴散構件時的剖面圖，且為表示從光偏向要素 射出的光因為單位透鏡與等向性光擴散構件而往視覺方向向上的狀態之圖。
第15圖為以垂直於光入射面的方式切斷導光體與等向性光擴散構件時的剖面圖，且為表示從光偏向要素射出的光因為等向性光擴散構件而往視覺方向向上的狀態之圖。
第16圖(a)為表示從視覺方向觀看包含導光體與等向性光擴散構件的照明裝置時之光偏向要素的成像之視覺成效的一例之圖。
(b)為表示從視覺方向觀看包含導光體與等向性光擴散構件的照明裝置時之光偏向要素的成像之視覺成效的一例之圖。
第17圖為表示以光偏向要素的X方向之間距為橫軸且以光偏向要素的Y方向之間距為縱軸時之無法視覺辨識光偏向要素且亮度均勻性良好的區域之圖。
第18圖(a)為表示一組光源中僅使單側發光時之呈現垂直於入射端面的方向之亮度分布的曲線之圖。
(b)為表示一組光源的兩者發光時之呈現垂直於入射端面的方向之亮度分布的曲線之圖。
第19圖(a)為一組光源中僅使單側發光時之呈現垂直於入射端面的方向之亮度分布的曲線；且為表示導光體的中央部之光偏向要素密度為D1，高度為h(實線)及h+△h(虛線)之圖。
(b)為一組光源中僅使單側發光時之呈現垂直於入射端面的方向之亮度分布的曲線；且為表示導光體的中 央部之光偏向要素密度為D2，高度為h(實線)及h+△h(虛線)之圖。
(c)為一組光源中僅使單側發光時之呈現垂直於入射端面的方向之亮度分布的曲線；且為表示導光體的中央部之光偏向要素密度為D3，高度為h(實線)及h+△h(虛線)之圖。
第20圖為表示來自導光體之射出光強度的角度分布之圖。
第21圖(a)、(b)為表示稜鏡板的其他例之圖。
第22圖為表示亮度量測的位置之圖。
第23圖為表示以往的導光體與包含以往的導光體之液晶顯示裝置之圖。
以下基於圖面詳細說明本發明的實施形態。
第1圖為具備本發明的實施形態之導光體7的照明裝置3及具備該照明裝置3的顯示裝置1之概略剖面圖，各部位的縮圖與實際並不一致。
第1圖所示的顯示裝置1係具備：影像顯示元件2；及照明裝置3，面對此影像顯示元件2的光入射側而配置。
影像顯示元件(液晶顯示元件)2係以2片偏光板10、11夾住液晶層9而構成。
照明裝置3係至少包含按擴散板28、聚光板20、等向性光擴散構件8、導光體(導光板)7及反射板5的順序配置的積層體與配置於導光體7的側面之光源6而構 成。此照明裝置3係使擴散板28面對影像顯示元件2而配置。本發明的照明裝置3在第1圖所示的構件中至少具備等向性光擴散構件8、導光體(導光板)7及光源6。
等向性光擴散構件8係具有將從導光體7射出的光同向擴散的功能。聚光板20係具有將由等向性光擴散構件8擴散的光往視覺方向F聚集的功能。擴散板28係具有將由聚光板20聚集的光擴散且保護聚光板20的功能，以及抑制由在聚光板20形成的週期構造與影像顯示元件2的週期構造而生之條紋狀干涉波紋之發生的功能。或者，亦可具有分離由聚光板20聚集之光的偏光之功能。
等向性光擴散構件8可使用例如在透明基材的表面排列複數個半球狀微透鏡的微透鏡板。聚光板20一般常用例如在基材23的表面形成有複數個稜鏡24的稜鏡板。又，作為具有偏光分離功能的擴散板28，可使用如DBEF(3M公司註冊商標)所代表的使一偏光穿透且使另一偏光反射的反射型偏光分離板。反射板可使用例如在框體內面設有白色乙烯對苯二甲酸酯膜者。
作為光源6，可舉出例如點光源。作為點光源，可舉出LED，作為LED，可舉出白色LED或由作為光的3原色之紅色、綠色、藍色的晶片所構成之RGB-LED等。或著，光源6亦可為以CCFL為代表的螢光管。在第1圖中表示在導光體7的對向之2個端面7L，於其延伸方向配置複數個光源6之例。
導光體7的視覺方向F為射出面7b，在與射出面7b相反側之面形成有光偏向面7a。在光偏向面7a，形成有使來自光源6的入射光往射出面7b側偏向的光偏向要素18。作為光偏向要素18，可舉出點狀的構造物，例如凹型的微透鏡形狀，或者凸型的微透鏡形狀或角錐形狀、圓錐形狀等的構造物。由此光偏向要素18之往射出面7b側的光偏向量係在每單位面積的光偏向要素18所佔面積愈大則愈多。光偏向要素18亦可選擇凸部或凹部任一者。
第2圖(a)為光偏向要素18呈凹部的微透鏡形狀(球面或非球面形狀的微透鏡)時的導光體7之立體圖。第2圖(b)為與入射面7L平行之方向的導光體7之剖面圖，第2圖(c)為與入射面7L正交之方向的導光體7之剖面圖。
在第2圖(a)~(c)所示的導光體7，以間距在與入射面7L正交之方向變化的方式，於光偏向面7a形成有複數個光偏向要素18。換言之，與入射面7L正交之方向亦指從入射面7L入射之來自光源6的入射光之光軸方向。光偏向要素18使從入射面7L入射的光往射出面7b側向上。
第3圖(a)為光偏向要素18呈凸部的微透鏡形狀(球面或非球面形狀的微透鏡)時的導光體7之立體圖。第3圖(b)為與入射面7L平行之方向的導光體7之剖面圖，第3圖(c)為與入射面7L正交之方向的導光體7之剖面圖。
在第3圖(A)~(C)所示的導光體7，以間距在與入射面7L正交之方向變化的方式在光偏向面7a形成有複數個光偏向要素18。換言之，與入射面7L正交之方向亦指從入射面7L入射之來自光源6的入射光之光軸方向。光偏向要素18使從入射面7L入射的光往射出面7b側向上。
第4圖為從光偏向面7a側觀看導光體7之圖。利用第4圖詳細說明形成於導光體7的光偏向面7a之光偏向要素18的配置。
在構成本發明的照明裝置3之導光體7的光偏向面7a形成有光偏向要素18。表示光偏向要素18每單位面積存在的個數之光偏向要素密度D係在入射面7L的延伸方向(X方向)大致一定，另外，在Y方向則愈遠離入射面7L愈大。亦即，採用愈靠近入射面7L則光偏向要素18愈稀疏，愈遠離入射面7L則愈緊密的疏密分布。
在此，光偏向要素18的配置圖案如第4圖所示被分割為複數個區域而成。雖然在第4圖中表示將區域分割成區域a~c的3個區域之情況而作為一例，但並不限於此，分割數及區域大小可由設計者適當選擇。
在1個區域內，光偏向要素18係在X方向以一定單位間隔配置。另外，距離入射面7L愈遠，則Y方向的單位間隔愈小，且光偏向要素密度D愈大。若以第4圖的區域a為例說明，則不論在何處，光偏向要素18的X方向之單位間隔皆為Pxa。另外，Y方向的單位間隔係從靠近入射面7L一側起，變化成Py(a1)、Py(a2)、...Py(an)， 單位間隔的位置愈遠離入射面7L，其值愈小。而且，在區域b，不論在何處，光偏向要素18的X方向之單位間隔皆為Pxb，小於區域a的Pxa。即，在區域a與區域b的邊界，X方向的單位間隔呈不連續變化，於X方向排列的每1列光偏向要素18之數量在區域b較多。因此，藉由使光偏向要素18的X方向之單位間隔在每一區域變化，可抑制光偏向要素18的視覺辨識性且得到高亮度的照明裝置3。
又，茲設定成在2個區域邊界，當比較最靠近入射面7L之相近區域的邊界之處的Y方向之單位間隔與最靠近入射面7L之遠離區域的邊界之處的Y方向之單位間隔時，最靠近入射面7L之遠離區域的邊界之處的Y方向之單位間隔較大。具體而言，茲設定成在區域a與區域b的邊界，當比較Py(an)與Py(b1)時，Py(b1)較大。即，在同一區域內，雖然在光偏向要素18的Y方向之單位間隔呈連續變化，但在2個區域邊界呈不連續變化。另外，鄰接各區域的入射面7L側邊界之Y方向的單位間隔(指第4圖的Py(a1)、Py(b1)及Py(c1))之大小，以及鄰接遠離各區域的入射面7L之邊界的Y方向之單位間隔(指第4圖的Py(an)、Py(bn)及Py(cn))的大小並未特別限制。
在此，說明算出光偏向要素密度D的範圍。若將算出光偏向要素密度D的面積範圍設成微小的範圍，則按照密度D的設定位置，密度D可能會不同，反之，若將算出光偏向要素密度D的面積範圍設為廣大的 範圍，則多數密度D與其設定位置無關地被平均化。例如，第5圖為表示關於光偏向要素18的X方向之排列與光偏向要素密度D的算出面積範圍之示意圖。本實施形態中，因為在同一區域內的X方向排列單位間隔Px為一定，所以光偏向要素密度D為一定，算出此密度D的範圍與X方向的長度無關。另外，在Y方向，因為排列單位間隔Py在同一區域內愈遠離入射面7L愈小，所以依照相鄰的光偏向要素18間的距離而決定光偏向要素密度D。亦即，依照第5圖的點線所包圍的範圍而決定光偏向要素密度D。即，在區域a求取．．．Ra(m-2)、Ra(m-1)、Ra(m)之區域的光偏向要素密度D。同樣，在區域b求取Rb(1)、Rb(2)、Rb(3)．．．之區域的光偏向要素密度D。
尚且，關於光偏向要素18的X-Y方向之排列圖案，在按本實施形態的導光體7，將光偏向要素18的X方向之列往X方向彼此錯開單位間隔Px的1/2而往Y方向排列。
再者，使用以下圖面說明本發明的照明裝置3之高亮度化。第6圖所示者為不將光偏向要素18的配置圖案分割成複數個區域而配置時之例。此時，X方向的單位間隔以入射面7L附近的光偏向要素密度D為基準而設定。雖然愈遠離入射面7L，Y方向的單位間隔Py(i)愈小，但因為Px的單位間隔較大，即使在最遠離入射面的位置，光偏向要素密度D亦不變大。亦即，無法將從入射面7L往導光體7入射的光射出，而會從與入射面 7L對向的面漏出大量光。因此，無法得到高亮度的照明裝置3而較不理想。
另外，第7圖所示者為不將光偏向要素18的配置圖案分割成複數個區域而配置時的另一例，X方向的單位間隔以離入射面7L最遠的位置之光偏向要素密度D為基準而設定。如此配置時，因為可以將從入射面7L往導光體7入射的大部分光從射出面7b射出，所以可得到高亮度的照明裝置3。惟，因為入射面7L附近的Y方向之單位間隔變得非常大，所以上述光偏向要素18的視覺辨識性之點成為大問題。亦即，因為光偏向要素18被視覺辨識成往X方向延伸的線狀光而不佳。
構成本發明的照明裝置3之導光體7的光偏向要素18之配置圖案係分割成複數個區域而成，在區域內，X方向係以一定的單位間隔配置，Y方向係以愈遠離入射面7L則單位間隔愈小的方式配置。而且，因為設定成X方向的單位間隔亦在愈靠近入射面7L的區域愈大，在愈遠離入射面7L的區域則愈小，所以可抑制光偏向要素18的視覺辨識性，且得到高亮度的照明裝置3。更且，逐個區域亦可在X方向被分割成複數個。原因是藉由在X方向將區域分割，能以更高精度降低面亮度不均。
在構成本發明的照明裝置3的導光體7之光偏向面7a形成的光偏向要素18係採用愈靠近入射面7L則愈稀疏，愈遠離入射面7L則愈緊密的疏密分布。應用本發明的照明裝置3作為液晶顯示器等的背光時，可望 保持某基準內的面內亮度均勻性，同時提高面中心亮度。在本發明的導光體形成的光偏向要素18可不犧牲照明裝置3的面內亮度均勻性而得到提高面中心亮度的疏密分布。
在導光體7的射出面7b形成有複數個單位透鏡16。單位透鏡16係以往與入射面7L正交之方向延伸的方式排列。
再者，使用第8圖說明單位透鏡16的功能。
第8圖(a)係為無單位透鏡16的導光體7之俯視圖。無單位透鏡16時，從光源6射出的光係從入射面7L往導光體7入射並在導光體7內部以扇狀開展而導光。第8圖(b)為表示從入射面7L側觀看導光體7時的光之路徑的圖。光在射出面7b與光偏向面7a一面重複進行內部反射一面開展而傳播。
另外，第9圖(a)為具有單位透鏡16的導光體7之俯視圖。具有單位透鏡16時，從入射面7L入射的光藉由單位透鏡16的內側面一面改變與入射面7L平行之方向的位向，一面重複進行反射而導光。第9圖(b)為表示從入射面7L側觀看導光體7時之光的路徑之圖。因為光由單位透鏡16反射並改變方向，所以相較無單位透鏡16時，不開展成扇狀而以大致直線狀傳播。
第10圖(a)、(b)表示在導光體7的2邊(入射面7L)配置複數個光源6，光偏向要素18愈靠入射面7L則愈稀疏，愈遠離(即愈靠導光體7的中心)則愈緊密配置時的亮度分布。亦即，光偏向要素18在與入射面7L平行之方向為大致均勻配置的一維疏密圖案。
又，若導光體7在射出面全面不為均勻亮度亦可。例如，能夠以導光體7的中央部為最高亮度之方式形成光偏向要素18的疏密圖案。
第10圖(a)為無單位透鏡16時的亮度分布。若在光偏向要素18為一維疏密圖案的導光體7之射出面7b無單位透鏡16，則在未配置光源6的側邊側會產生三角形的暗部S。如第8圖所示，此係起因於從光源6往導光體7入射的光開展成扇狀導光，且由於從未配置光源6的側邊漏光而產生三角形的暗部S。因此，通常為了不產生暗部S，光偏向要素18必須以二維疏密圖案形成。
另外，第10圖(b)為形成有單位透鏡16時的亮度分布。如第9圖所示，藉由單位透鏡16重複進行反射在一定範圍內大致直線行進，以防由光源6入射至導光體7的光開展成扇狀，因此不產生如第10圖(a)所示的暗部S。
第10圖(c)表示在導光體7的1邊(入射面7L)配置複數個光源6，且光偏向要素18愈靠入射面7L則愈稀疏，愈遠離(即愈靠導光體7的中心)則愈緊密配置時的亮度分布。第10圖(c)中，若在光偏向要素18為一維疏密圖案的導光體7之射出面7b無單位透鏡16，則與第10圖(a)相同，會在未配置光源6的側邊側產生三角形的暗部S。
又，使用本發明的導光體7之顯示裝置1較佳為愈靠影像中心亮度愈高。因為形成有單位透鏡16的導光體7之光偏向要素18為一維疏密，所以藉由在與入 射面7L正交之方向適當調整疏密圖案，可提高影像中央部的亮度，但與入射面7L平行之方向則大致均勻。於是，藉由調整往複數個光源6的投入電流，即使在與入射面7L平行之方向，也可調整成愈靠影像中心則亮度愈高。
單位透鏡16如第11圖所示，在剖面形成為例如呈帶有圓形的頂部與其兩側彎曲側面平滑連接的曲面形狀。單位透鏡16的頂部T1之切線角度為0度，隨著從頂部到射出面7b，切線角度逐漸變大，在單位透鏡16的端部E1，切線角度為最大。
因此，在配置複數個單位透鏡16的導光體之光偏向面7a側設置點光源時，從點光源射出的斜向光K藉由在單位透鏡16表面的折射而往正面方向向上，若從導光體7的射出面7b側觀察點光源，則點光源會被視覺辨識為線狀光源。
即，例如將第2圖、第3圖所示的圓或橢圓形的光偏向要素18之每一者作為點光源時，若從配置單位透鏡16的導光體7之光射出面7b側觀察，則如12圖(a)所示，可看到光偏向要素18往X軸方向開展成線狀。在此，將X軸方向設為往與入射面7L平行之方向、Y軸方向為往與入射面7L垂直之方向延伸的假想軸。往X軸方向開展成線狀的光偏向要素18在X軸方向以間距Lx重複排列。更且，光偏向要素18在Y軸方向以間距Ly重複排列。在第12圖(a)、第12圖(b)，將導光體7的光偏向要素18以點線記載，將從視覺方向F側觀看導光體7時的光偏向要素18之成像以實線記載。
再者，本發明之導光體的間距Lx相當於單位間隔Px。另外，間距Ly為鄰接的2單位間隔之合計。例如，Ly表示第4圖的Py(an)與Py(an+1)之合計、Py(bn)與Py(bn+1)之合計、Py(cn)與Py(cn+1)之合計的合計。
在導光體7的射出面7b側配置有等向性光擴散構件8。從導光體7射出的光由等向性光擴散構件8擴散，作為開展的光而射出。因此，在導光體7載置等向性光擴散構件8時的光偏向要素18之成像(第12圖(b))相較導光體7單體的光偏向要素18之成像(第12圖(a))，被視覺辨識為進一步往Y軸方向開展的成像。若對此時的成像之寬度，X軸方向的寬度設為Gx，Y軸方向的寬度設為Gy，則Gx、Gy的大小係按以下順序求取。然而，在此的成像之寬度係如第12圖(b)所示，表示光偏向要素18的成像之輪廓與光偏向要素18的中心之距離。
將光偏向要素18的X軸方向之排列間距設為Lx、前述光偏向要素18的Y軸方向之排列間距設為Ly、導光體7的厚度設為HL、導光體7的折射率設為NL，光偏向要素18為橢圓形且X軸方向的寬度設為ax、光偏向要素18的Y軸方向之寬度設為ay。
如第11圖所示，將單位透鏡16的端部E1設為0而在X軸方向量測的相位差設為t、單位透鏡16的邊緣部與導光體7的光射出面7b之距離設為f(t)、單位透鏡16的間距設為P。
第13圖(a)為在等向性光擴散構件8使準直光G往與前述等向性光擴散構件8垂直之方向q入射時之表示散射光31a的示意圖。又，第13圖(b)為表示散射光31a的角度分布31b之圖示。在此的「角度」係指與等向性光擴散構件8的鉛直方向q所夾的角度。因為等向性光擴散構件8使準直光G同向散射，所以角度分布31b為同一分布形狀。在第13圖(b)中的α係指散射光成為最大值的1/10之角度。以下將角度α稱為「散射角」。
又，在之後的說明，使準直光G往等向性光擴散構件8入射時，僅考慮在散射角α以內散射的光。因為超過散射角α被散射的光其強度微弱且可忽略對於光偏向要素18的成像之寬度的影響。
第14圖表示從導光體7相對光射出面7b的法線方向呈傾斜角度α的光射出時的導光體中之光線的路徑。在此圖，為了簡化，只繪製一單位透鏡16，但實際上存在複數個單位透鏡16。又，相較實際，將單位透鏡16的縮尺大幅擴大繪製。
第14圖中表記的θ表示導光體7的單位透鏡16之端部附近的某點Q之平均傾斜角。θ係由(式6)所示數學式表示，表示以單位透鏡16的端部作為基點時1/10間距量的區域之平均傾斜角。在此，規定從端部起的1/10間距量之理由係為將入射到單位透鏡16的全光量設為I時，若在單位透鏡16的端部附近向上的光量至少為1/10xI左右，則在端部附近可目視由向上的光而生之光偏向要素18的寬度。
u1表示點Q的切線。u2表示通過點Q與u1正交的線，u3表示通過點Q與光偏向面7a垂直的線。
β表示單位透鏡16的點Q之光的入射角。來自單位透鏡16的射出光之折射角為θ-α。由司乃爾定律導出α與β之間的關係式(式7)。又，從光偏向要素18射出的光線與光偏向面7a的法線方向所夾的角為θ-β。
因此，從光偏向要素18往相對光偏向面7a的法線方向呈傾斜角度(θ-β)的方向射出的光在單位透鏡16端部附近的區域向上，且射出光K1a往與光射出面7b的法線方向呈傾斜角度α的方向被射出。射出光K1a以入射角α往等向性光擴散構件8入射，經擴散的光K1b被射出，一部分光往視覺方向F被射出。如前述，因為往等向性光擴散構件8使準直光入射時的散射角為α，所以從斜向使光K1a往此種等向性光擴散構件8入射時，若入射角為α以下，則可使足量光往視覺方向F散射。在此的「足量光」係指射出光可由眼睛視覺辨識的最低限之光量。因此，從視覺方向F觀看等向性光擴散構件8時，可目視K1a的散射光K1b。
將等向性光擴散構件8載置於導光體7並從視覺方向F觀看光偏向要素18時，各個光偏向要素18如第12圖(b)所示，係作為往X軸方向與Y軸方向延伸的成像而被觀察。往X軸方向的延伸量因單位透鏡16而生之光向上的效果，而以大於Y軸方向的方式延長。
在此，光偏向要素18的X軸方向延伸量Gx係為第14圖的箭頭所示之長度。正確而言，因為光只延伸導光體7與等向性光擴散構件8之間的空間量，所以必須加上該量，但因為在實際的照明裝置3，導光體7與等向性光擴散構件8相接，所以該量的光之延伸量微小而可忽略。
於是，可從第14圖如(式8)所示求取Gx。正確而言，表示Gx之式的第一項也必須加上點Q與射出面7b的距離，但在用於電視的一般導光體7，相對導光體7的厚度為大約3mm~4mm左右，單位透鏡16的高度為數十~百μm左右，單位透鏡16的高度因為微小所以可忽略，而將高度以近似HL的方式計算。按照筆記型電腦或平板電腦專用的螢幕之導光體的用途，導光體7的厚度也可能為1mm以下的設計。即使在此情況，因為普遍會將單位透鏡16的高度設計成遠小於導光體7的厚度，所以單位透鏡16的高度微小而可忽略。例如，若導光體7的厚度為0.5mm，則單位透鏡16的高度為數μm~30μm左右。
第15圖為往平行於單位透鏡16的延伸方向切斷時的剖面圖，表示從導光體的端部附近之點Q往與光射出面的法線方向夾角度α之方向傾斜的光K2a射出時的導光體7中之光線的路徑。
因為在沿Y軸的方向不存在由單位透鏡16而生之凹凸構造，所以從光偏向要素18射出的光與光偏向面7a的法線方向夾的角γ係按照光從折射率NL的介質往折射率1的空氣中射出時的司乃爾定律、如(式9)而求得。
在導光體7載置等向性光擴散構件8的狀態下，若將從視覺方向F觀看光偏向要素18時的Y軸方向之延伸量設為Gy，Gy係如(式10)而求得。正確而言，在此求取Gy時，亦必須加上點Q與射出面7b的距離，但因為單位透鏡16的厚度微小而忽略，並將高度以近似HL而計算。
再者，在導光體載置等向性光擴散構件8時，求得光偏向要素18不被視覺辨識的排列間距Lx、Ly之範圍。
第16圖(a)(b)所示的點線表示排列於導光體7的光偏向要素18，實線表示於導光體7載置等向性光擴散構件8時從視覺方向F觀看時的光偏向要素18之成像。
例如，光偏向要素18如第16圖(a)所示排列時，存在光偏向要素18之成像沿著X軸方向而完全不重複的區域Dx(斜線部)，此區域作為暗部而被觀察。反之，排列光偏向要素的區域(斜線部以外)作為明部而被觀察，整體而言可視覺辨識明暗的條紋模樣。此種明暗的條紋模樣因為會使顯示裝置的品質降低而不佳。
第16圖(b)所示排列的情況，存在光偏向要素18之成像沿著Y軸方向而完全不重複的區域Dy(斜線部)，此區域作為暗部而被觀察。反之，排列光偏向要素的區域 (斜線部以外)作為明部而被觀察，整體而言可視覺辨識明暗的條紋模樣。
暗部的區域Dx與Dy的寬度恰好為零是在滿足Lx=4Gx、Ly=4Gy時。因此，藉由將Lx與Ly的值設定成小於此值，可抑制暗部的發生。
若將Lx與Ly分別設為小於Lx=2ax、Ly=2ay，則因為有光偏向要素18彼此重合的情況，所以Lx與Ly設為大於此值之值。
因此，光偏向要素18不被視覺辨識的排列間距Lx、Ly之範圍由(式11)所規定。
Lx、Ly在式11的範圍內時，光偏向要素18不被視覺辨識。惟，即使Lx、Ly滿足此條件時，從導光體7的射出光之亮度均勻性的觀點，也可能會有產生問題的情況。若光偏向要素18單位面積所佔的比例(光偏向要素密度)較小，則導光體7的入射面7L附近之亮度會大幅降低，而有使顯示器的顯示品質顯著惡化的情況。若光偏向要素密度較小，則因為從LED射出的光在導光體7的入射面7L附近不向上而往導光體7的內部傳播，所以入射面7L附近的亮度降低。
將從光偏向面7a側觀看光偏向要素18時的面積設為Sd時，因為在由X軸方向的長度Lx和Y軸方向的長度Ly包圍的長方形區域所包含的光偏向要素18為2個，所以光偏向要素密度D(面積率)以2Sd/LxLy求得。
例如，從光偏向面7a側觀看光偏向要素18時的形狀為橢圓形，若計算X軸方向的寬度為ax、Y軸方向的寬度為ay時的光偏向要素密度D，則利用橢圓面積的公式(圓周率x長軸半徑x短軸半徑)，可如(式12)求得光偏向要素密度D。
為了不使導光體7之入射面7L附近的亮度大幅降低，光偏向要素密度D必須為0.01以上。光偏向要素密度D未滿0.01時，例如，在厚度3mm且40英吋大小(500mm×900mm)的導光體7，入射面7L附近的亮度降低率變得十分大達到30%以上。在此定義的亮度降低率係指相對導光體7之面內的亮度之最大值的降低率。亮度降低率為30%以上的情況下，觀看照明裝置3時，因為在入射面7L付近與中央部的亮度差可由眼睛清晰視覺辨識，所以顯示裝置1會產生品質問題。為了使導光體7之入射面7L附近的亮度降低無法被視覺辨識，而要求光偏向要素18的光偏向要素密度D設為0.01以上。
以上結果，構成照明裝置3的導光體7之光偏向要素18不被視覺辨識，且入射面7L附近的亮度降低不被視覺辨識的Lx與Ly必須滿足的條件為同時滿足以下全部(式13)時。若此以橫軸設為Lx、縱軸設為Ly的座標系表示，則由第17圖的斜線區域所規定。
在本發明的照明裝置，藉由滿足(式13)，可使構成照明裝置3的導光體7之光偏向要素18不被視覺辨識，且入射面7L附近的亮度降低不被視覺辨識。
重複以上所述，但本發明的導光體7之光偏向要素18配置成愈遠離入射面7L則愈緊密。導光板在具備對向之一組入射面時，光偏向要素在遠離一組入射面7L的導光體之中央部配置成每單位面積的光偏向要素18所佔面積較大。
在本發明的照明裝置，藉由將導光體7的光偏向要素18為最緊密排列的區域之光偏向要素18以光偏向要素密度D滿足(式14)的方式排列，而可減低導光體7的光學特性之製造允差。在以下說明，將光偏向要素18為最緊密排列的區域設為導光體的中央部。換言之，最遠離配置有一組光源的入射面之區域為導光體的中央部，且光偏向要素密度D顯示為最高之處為導光體的中央部。
若將光偏向要素18的設計高度設為h、高度的製造允差設為±△h，則包含製造允差的光偏向要素18之高度為h±△h。製造的導光體7之光偏向要素18的高度為h-△h時，相較以高度h製造的導光體7，導光體7中央部的正面亮度會上升。反之，光偏向要素18的高度為h+△h時，相較以高度h製造時，導光體7中央部的正面亮度會降低。
第18圖(a)為點亮以與入射端面7L對向之方式配置的一組光源中任一者時，垂直於入射端面7L之方向的亮度分布之示意圖。曲線(1)表示光偏向要素18的高度為h時，曲線(2)表示光偏向要素18的高度為h+△h時，曲線(3)表示光偏向要素18的高度為h-△h時的亮度分布。因為若光偏向要素18的高度增加成大於h，則往導光體7入射的光由光偏向要素18反射的機率增加，所以相較高度為h時，靠光源的區域之亮度會上升，而且導光體7中央部的亮度相較高度為h時會降低。因為若光偏向要素18的高度減少成小於h，則往導光體7入射的光由光偏向要素18反射的機率減少，所以相較高度為h時，靠光源的區域之亮度會降低，而且導光體7中央部的亮度相較高度為h時會增加。
第18圖(b)為點亮以相向於入射端面7L方式配置的一組光源之兩者時，垂直於入射端面7L之方向的亮度分布之示意圖。此係將第18圖(a)所示之僅使單側光源點亮的亮度分布在導光體7的中心反轉並相加而得到。光偏向要素18的高度為h時亮度分布為如曲線(1)的平緩凸形的情況下，若光偏向要素18的高度為h+△h，則如曲線(2)在中央部形成有局部谷形，若光偏向要素18的高度為h-△h，則如曲線(3)在中央部形成有局部山形。
如此，由於高度h的變動，導光體7的中央部之亮度呈不均勻，因此較佳為將高度的變動寬度△h盡量抑制成較小。在本發明中，發現為了抑制由高度的變動而生之亮度的不均勻，而降低導光體7中央部的光 偏向要素18之光偏向要素密度屬有效。其理由將利用第19圖說明。
第19圖(a)~(c)為點亮以與入射端面7L對向之方式配置的一組光源中任一者時，垂直於入射端面7L之方向的亮度分布之示意圖。(a)、(b)、(c)的實線分別表示導光體7的中央部之光偏向要素18的光偏向要素密度(面積率)為D1、D2、D3(D1<D2<D3)且光偏向要素18的高度全部相等為h時的亮度分布。
若導光體7中央部的光偏向要素密度增加，則因為於導光體7內部傳播的光由導光體7中央部的光偏向要素18反射的機率增加，而且超過導光體7中央部穿透至相向面側的光量減少，所以如圖示(c)所示，在導光體7的中央部前後之亮度分布的變化率會變大。
反之，因為若導光體7中央部的光偏向要素密度降低，則在導光體7內部傳播的光由導光體7中央部的光偏向要素18反射的機率減少，超過導光體7中央部穿透至對向面側的光量增加，所以如圖示(a)所示，在導光體7中央部前後的亮度分布之變化率變得平緩。
更且，第19圖(a)~(c)的虛線分別表示導光體7的中央部之光偏向要素18密度為D1、D2、D3(D1<D2<D3)，且光偏向要素18的高度全部相等為h+△h時的亮度分布。
若光偏向要素18的高度增加，則在導光體7內部的傳播光到達導光體7中央部之前向上的機率增加，因此高度h的亮度分布往光源側位移。
對於I1、I2、I3，如第19圖所示，光偏向要素18的高度以△h變化時的中心亮度之變化量係與在導光體7中央部的亮度分布之曲線的變化率有關，變化量大小的順序為I1<I2<I3。
因此，為了抑制由光偏向要素18的高度不均勻而生之亮度變動，必須將在導光體7中央部形成的光偏向要素18之光偏向要素密度D設為某上限值以下，具體而言，較佳為設成0.4以下。
惟，另一方面，若降低光偏向要素密度D，則由於從入射端面7L的相反側之端面漏出的光而生之損失會導致亮度降低，所以必須設定適當的下限值。光偏向要素密度D的下限值較佳為設定成0.1，若使光偏向要素密度D低於此，則由於正面亮度降低，相較以往的印刷型導光板之亮度優勢性會受到損害，因此較不理想。
形成導光體7的單位透鏡16之優點係如前述，除了使往導光體7的入射面7L入射的光直線行進而不產生暗部S以外，還因為藉由單位透鏡16聚集來自導光體7的射出光，所以可提高顯示裝置的亮度。可舉出以下情況：例如，從視覺方向F來看，沿著略長方形的導光體7之2個短邊配置光源，且往沿著導光體7的長邊之方向形成單位透鏡16，並在導光體7的射出面7b側配置等向性光擴散構件8，進一步在其光射出面側將稜鏡板20以稜鏡24的延伸方向為沿著導光體7的長邊之方向延伸的方式排列。
此時，來自導光體7的射出光之指向性較強時，亦即射出光往第14圖的u3方向射出大量光時，由於在稜鏡板20的稜鏡24表面之全反射導致光往導光體7側返回，因此無法充分提高照明裝置3的亮度。為了提高照明裝置3的亮度，從導光體7射出的光之角度分布必須具有適當的寬度。惟，若來自等向性光擴散構件8的射出光過度傾斜開展，則難以藉由稜鏡板20使光往視覺方向F向上，因此亮度反而會降低。
來自導光體7的射出光之寬度會呈適當分布係在將單位透鏡16的1間距量之平均傾斜角φ以(式15)規定時，φ為15°以上35°以下的情況。φ小於15°時，由於單位透鏡16而生之折射效果較弱，因此射出光會過度開展，且稜鏡板20的聚光性較弱而亮度降低。更且，往導光體7入射的光以扇狀開展傳播，因此暗部S可被視覺辨識。φ大於35°時，由單位透鏡16而生之折射效果較強，指向性較強的光往u3方向射出，因此載置稜鏡板時的全反射增大且亮度降低。
單位透鏡16的形狀雖然未特別限定，但藉由將f(t)設為球面的一部分或包含含有四次以上的項之多項式函數的形狀，從導光體7射出的光會成為適度開展的光，可更有效提高亮度。第20圖表示f(t)為(a)球面函數(θ=54°、φ=28°)與(b)四次函數(θ=51°、φ=20°)的情況，以及作為比較的(c)單位透鏡16為90°稜鏡的情況與(d)不形成單位透鏡16的情況下，來自導光體7的射出光之 角度分布(導光體7以PMMA(折射率1.49)形成時的模擬結果)。惟，在此的θ係將式1所示的θ乘以180/π而變換成度數表示的值。模擬係使用光線追蹤模擬軟體(LightTools)。
此角度分布表示包含第14圖所示X軸與u3之面的角度分布，橫軸的角度表示與u3所夾的角。亦即，角度分布的峰值較尖銳時表示往u3方向射出的光較強，角度分布大幅開展時表示往X軸方向傾斜的光大量射出。
考量在此種導光體7以稜鏡24的延伸方向與單位透鏡16平行的方式載置等向性光擴散構件8與進一步作為聚光板的稜鏡板20之情況。此時，單位透鏡16為90°稜鏡時，來自導光體7的射出光之聚光性過強，載置稜鏡板20時發生的全反射導致亮度降低，因此較不佳。未形成有單位透鏡16時，角度分布過度開展，由稜鏡板20的稜鏡24而生之光向上無法順利進行，亮度不會大幅上升。另外，單位透鏡16的f(t)為球面函數或四次函數時，角度分布為適當開展之分布，因此藉由稜鏡板20的稜鏡24，光可朝視覺方向F有效向上而亮度上升。
更且，於導光體7的光偏向面7a形成的光偏向要素18較佳為非印刷圖案而為包含凹部的圖案。光偏向要素18包含印刷圖案的情況下，從入射面7L入射的光由印刷圖案散射時，不具有指向性而向四面八方散射，因此無法藉由單位透鏡16有效聚光。因此，從視覺方向F大幅傾斜的光會從導光體7大量射出，由稜鏡板20的稜鏡24而生之光向上無法順利進行，亮度不會大幅上升。
另外，將光偏向要素18作為於光偏向面7a形成的凹部時，從入射面7L入射的光由光偏向要素18的表面全反射，且具有指向性的光朝向射出面7b方向，因此可藉由單位透鏡16而適度聚光。
因此，若比較使光偏向要素18形成為印刷圖案時與形成為凹部時，放入形成凹部的導光體7之照明裝置3可提高較多亮度。
在此表示稜鏡板20的稜鏡24為往一方向延伸的稜鏡之情況，但除此之外，亦可使用例如第21圖(a)所示的互相交叉之稜鏡板或如第21圖(b)所示於梯形稜鏡24a的頂部以與其正交的方式形成小稜鏡24b的複合稜鏡板來作為聚光板。
本發明的導光體7使用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)所代表的丙烯酸樹脂或PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、PC(聚碳酸酯)、COP(環烯烴聚合物)、PAN(聚丙烯腈共聚物)、AS(丙烯腈苯乙烯共聚物)等透明樹脂，並藉由該技術領域熟知的擠製成形法、射出成型法或熱壓成型法，使光偏向要素18及單位透鏡16一體成形。又，亦可以上述製法使平板的導光體7成形後，使用印刷法或或UV硬化樹脂、放射線硬化樹脂等形成光偏向要素18及單位透鏡16。
本發明的導光體7較佳為特別使用上述製法中的擠製成形法，使光偏向要素18與單位透鏡16一體成形。藉此，用於製作導光體7的步驟數減少，又因為係藉由卷對卷的成形，所以量產性較高。
因為於本發明的導光體7形成的光偏向要素18為一維方向的疏密圖案，所以能夠藉由使捲筒模具的寬度方向與一維方向的疏密方向一致，且捲筒模具的周圍方向以大致一定的間距配置，而以卷對卷使導光體7成形。本發明的導光體7因為同時形成有單位透鏡16，所以即使光偏向要素18為一維的疏密圖案，也可得到不產生三角形暗部S的導光體7。或者，亦可藉由使捲筒模具的周圍方向與一維方向的疏密方向一致，並利用在捲筒模具的寬度方向以一定間距配置光偏向要素18的模具而進行導光體7的成形。
等向性光擴散構件8係具有使從導光體7射出的光同向擴散的功能。等向性光擴散構件8可使用例如在透明基材的表面排列複數個半球狀微透鏡的微透鏡板。具體而言，可使用在透明樹脂中使球狀粒子分散，並使一部分球狀粒子從表面突出者。
影像顯示元件2較佳為藉由像素單位透光/遮光而顯示影像的元件。若為藉由像素單位透光/遮光而顯示影像者，則利用本實施形態的照明裝置3，可提升往視覺方向F的亮度，且降低光強度的視角度相依性，進一步有效利用光偏向要素18的視覺辨識性降低的光，而使高影像品質的影像顯示。
影像顯示元件2較佳為液晶顯示元件。液晶顯示元件為藉由像素單位透光/遮光而顯示影像的代表元件，相較其他顯示元件，可提高影像品質，同時降低製造成本。
以上，雖然說明本發明的照明裝置3以及顯示裝置1的實施形態，但本發明的照明裝置3並非只適用於顯示裝置1。亦即，亦可作為具有有效聚集從光源6射出的光之功能的照明裝置3而用於例如照明機器等。
以下，雖然基於實施例詳細說明本發明，但本發明並未限定於以下實施例。
[實施例] (實施例1~7、比較例1~5)
製作具備以下所示導光體7的照明裝置3。
導光體7為500mm×900mm之40英吋大小的直方體，且厚度設為3mm。導光體7的2個短邊(500mm側)設為光入射面7L。又，以與各個入射面7L對向的方式，將包含LED的光源6排列成一列。
將於導光體7的光偏向面7a形成之光偏向要素18設為凹型微透鏡形，且該微透鏡的形狀為高度20μm、底面為橢圓形且為包含橢圓體的一部分之形狀，底面的短軸寬度設為100μm、長軸寬度設為200μm。又，光偏向要素18係以表示光偏向要素每單位存在的個數之光偏向要素密度D在Y方向隨著從入射面到配置有光偏向要素的位置為止之距離增大而增大的方式排列，更且，光偏向要素的配置圖案在Y方向被分割成10個區域，在一個區域內，X方向的光偏向要素之排列間距設為一定，光偏向要素係各錯開前述X方向之排列間距的1/2而在Y方向排列，且前述Y方向的前述光偏向要素之排列間距係以愈遠離前述入射面則愈小的方式變化而排列。光偏向要素18係以長軸方向平行於X方向的方式排列。
又，在導光體7的射出面7b，以朝向與導光體7的長邊平行之方向延伸的方式排列複數個單位透鏡16。單位透鏡16的間距設為150μm。
在導光體7的射出面7b側，依序載置等向性光擴散構件8並製作照明裝置3。等向性光擴散構件8係在透明基材的表面使用排列複數個半球狀微透鏡的市售微透鏡板，並使用使準直光往微透鏡板入射時散射角α為15°者。
導光體7係利用將藉由丙烯酸樹脂(PMMA、折射率1.49)的擠製成型而在捲筒模具形成之光偏向要素18的圖案與單位透鏡16的圖案轉印到丙烯酸樹脂表面而一體製作。
利用以下方法確認從視覺方向F觀看照明裝置3時的光偏向要素18及暗部S是否被視覺辨識，及量測入射面7L附近的亮度降低率。
<確認光偏向要素18的視覺辨識性>
注視在視覺方向F側距離照明裝置3之最表面50cm的位置，觀看照明裝置3時，以目視確認光偏向要素18的成像是否被視覺辨識。若成像未被視覺辨識，則為圈號(○)，若被視覺辨識則為叉號(×)。
<量測亮度降低率>
在視覺方向F側距離照明裝置3之最表面50cm的位置，設置分光放射亮度計(SR3、Topcon製)，並量測照明裝置3的亮度。第22圖為照明裝置3的俯視圖，量測距離構成照明裝置3的導光體7之入射面7L50mm的 區域SA之亮度LA與照明裝置3的中央部之區域SB的亮度LB，並算出兩者的比率LA/LB。在此，以第21圖所示的區域SB為中心交叉的點線為正交於導光體7的長邊與短邊之假想直線。LA/LB未滿0.7時為叉號(×)，0.7以上時為圈號(○)。
<確認暗部S的視覺辨識性>
注視在視覺方向F側距離照明裝置3之最表面100cm的位置，觀看照明裝置3時，以目視確認暗部S是否被視覺辨識。若暗部S不被視覺辨識則為圈號(○)，若作為暗部可被略微視覺辨識者的製品而在容許範圍，則為三角符號(△)，若被視覺辨識，則為叉號(×)。
(實施例1~3)
在導光體7的射出面7b，將單位透鏡16以朝其延伸方向與長邊平行之方向排列的方式形成複數個。將單位透鏡16往與短邊平行之方向切斷時的剖面形狀f(t)包含球面的一部分，且θ設為54°、設為28°。尚且，以下實施例與比較例的θ全為〔式1〕所示的θ乘以180/π而變換成度數表示的值。
又，將在光偏向要素的配置圖案鄰接光源之區域的光偏向要素18的間距及光偏向要素密度D如下設置，進行光偏向要素18與暗部S的視覺辨識性、亮度降低率之評估，並將其結果記載於表1。
(實施例1)
．Lx=1.0mm、Ly=0.8mm以上1.5mm以下
．光偏向要素密度D 0.021以上0.039以下
(實施例2)
．Lx=2.0mm、Ly=0.8mm以上1.2mm以下
．光偏向要素密度D 0.013以上0.020以下
(實施例3)
．Lx=2.5mm、Ly=0.8mm以上1.0mm以下
．光偏向要素密度D 0.013以上0.016以下
(實施例4~6)
在導光體7的射出面7b，將單位透鏡16以朝其延伸方向與長邊平行之方向排列的方式形成複數個。將單位透鏡16往與短邊平行之方向切斷時的剖面形狀f(t)包含四次函數，且θ設為51°、φ設為20°。
又，將在光偏向要素的配置圖案鄰接光源之區域的光偏向要素18之間距及光偏向要素密度D如下設置，進行光偏向要素18與暗部S的視覺辨識性、亮度降低率之評估，並將其結果記載於表1。
(實施例4)
．Lx=1.0mm、Ly=0.8mm以上1.5mm以下
．光偏向要素密度D 0.021以上0.039以下
(實施例5)
．Lx=2.0mm、Ly=0.8mm以上1.2mm以下
．光偏向要素密度D 0.013以上0.020以下
(實施例6)
．Lx=2.5mm、Ly=0.8mm以上1.0mm以下
．光偏向要素密度D 0.013以上0.016以下
(實施例7)
在導光體7的射出面7b，將單位透鏡16以朝其延伸方向與長邊平行之方向排列的方式形成複數個。將單位透鏡16往與短邊平行之方向切斷時的剖面形狀f(t)包含四次函數，且θ設為45°、φ設為17°。
又，將光偏向要素的配置圖案鄰接光源的區域之光偏向要素18的間距如下設置，進行光偏向要素18與暗部S的視覺辨識性、亮度降低率之評估，並將其結果記載於表1。
(實施例7)
．Lx=1.2mm、Ly=0.8mm以上1.0mm以下
．光偏向要素密度D 0.026以上0.033以下
(比較例1~4)
在導光體7的射出面7b，將單位透鏡16以朝其延伸方向與長邊平行之方向排列的方式形成複數個。將單位透鏡16往與短邊平行之方向切斷時的剖面形狀f(t)包含球面的一部分，且θ設為54°、φ設為28°。
又，將光偏向要素的配置圖案鄰接光源的區域之光偏向要素18的間距如下設置，進行光偏向要素18與暗部S的視覺辨識性、亮度降低率之評估，並將其結果記載於表1。
(比較例1)
．Lx=1.0mm、Ly=0.8mm以上2.5mm以下
．光偏向要素密度D 0.013以上0.039以下
(比較例2)
．Lx=0.7mm、Ly=0.8mm以上4.0mm以下
．光偏向要素密度D 0.011以上0.056以下
(比較例3)
．Lx=2.0mm、Ly=0.8mm以上2.0mm以下
．光偏向要素密度D 0.008以上0.020以下
(比較例4)
．Lx=2.0mm、Ly=0.8mm以上2.5mm以下
．光偏向要素密度D 0.006以上0.020以下
(實施例8)
在導光體7的射出面7b，將單位透鏡16以朝其延伸方向與長邊平行之方向排列的方式形成複數個。將單位透鏡16往與短邊平行之方向切斷時的剖面形狀f(t)包含四次函數，且θ設為39°、φ設為14°。
又，光偏向要素的配置圖案鄰接光源的區域之光偏向要素18的間距如下設置，進行光偏向要素18與暗部S的視覺辨識性、亮度降低率之評估，並將其結果記載於表1。
(實施例8)
．Lx=1.2mm、Ly=0.8mm以上1.0mm以下
．光偏向要素密度D 0.026以上0.033以下
(比較例5)
在實施例8的導光體，將不形成單位透鏡者作為(比較例5)的導光體。
藉由以上評估．量測結果，可確認安裝實施例1~7之導光體7的照明裝置3之光偏向要素18的視覺辨識性、亮度降低率及暗部S的視覺辨識性皆為良好。另外，比較例1~5呈現光偏向要素18的視覺辨識性、亮度降低率及暗部S的視覺辨識性之任一者皆不良(×)的結果。又，在實施例8，呈現雖然光偏向要素18的視覺辨識性及亮度降低率皆良好，但是暗部S的視覺辨識性相較實施例1~7卻稍微不佳的結果。
(實施例9~19)
再者，在與實施例1~7中製作者同樣的照明裝置3，進一步載置稜鏡板20，並構成新穎照明裝置3。導光體7為500mm×900mm之40英吋大小的直方體，且厚度設為3mm。將導光體7的2個短邊(500mm側)設為光入射面7L。又，以各個入射面7L對向的方式，將包含LED的光源6排列成一列。將於導光體7的光偏向面7a形成之光偏向要素18設為凹型微透鏡形，且該微透鏡的形狀 為高度20μm、底面為橢圓形且為包含橢圓體的一部分之形狀，底面的短軸寬度設為100μm、長軸寬度設為200μm。
又，光偏向要素18係以表示光偏向要素每單位存在的個數之光偏向要素密度D在Y方向隨著從入射面到配置有光偏向要素的位置為止之距離增大而增大的方式排列，更且，光偏向要素的配置圖案在Y方向被分割成10個區域，在一個區域內，X方向的光偏向要素之排列間距設為一定，光偏向要素係各錯開前述X方向之排列間距的1/2而在Y方向排列，且前述Y方向的前述光偏向要素之排列間距係以愈遠離前述入射面則愈小的方式變化而排列。光偏向要素18係以長軸方向平行於X方向的方式排列。於光偏向面7a形成的光偏向要素18係在與入射面鄰接的區域以Lx設為1.0mm、Ly設為0.8mm以上1.5mm以下之方式排列，且光偏向要素密度D設為0.021~0.039。更且，於光偏向面7a形成的光偏向要素18係在導光體7的中央部以光偏向要素密度D為以下實施例9~13所記載之值的方式排列。又，將單位透鏡16往與短邊平行之方向切斷時的剖面形狀f(t)包含球面的一部分，且θ設為54°、φ設為28°。
又，單位透鏡的間距設為150μm。又，作為參考用的導光體7，在(實施例10)的導光體亦準備形成有光偏向要素18但未形成有單位透鏡16的導光體7。
(實施例9)
．光偏向要素密度D 0.1
(實施例10)
．光偏向要素密度D 0.2
(實施例11)
．光偏向要素密度D 0.3
(實施例12)
．光偏向要素密度D 0.39
(實施例13)
．光偏向要素密度D 0.05
將實施例9~13所示的導光體7安裝到新穎照明裝置3，進行中心亮度LB的量測，並作為「亮度比」記載於表2。「亮度比」的算出方法係為以安裝參考用的導光體7之新穎照明裝置3的中心亮度LB相除的值。
再者，變更導光體7的光偏向要素之高度，構成新穎照明裝置3。導光體7為500mm×900mm之40英吋大小的直方體，且厚度設為3mm。將導光體7的2個短邊(500mm側)設為光入射面7L。又，以與各個入射面7L對向的方式，將包含LED的光源6排列成一列。將於導光體7的光偏向面7a形成之光偏向要素18設為凹型微透鏡形，且該微透鏡的形狀為高度21μm、底面為 橢圓形且為包含橢圓體的一部分之形狀，底面的短軸寬度設為100μm、長軸寬度設為200μm。
又，光偏向要素18係以表示光偏向要素每單位存在的個數之光偏向要素密度D在Y方向隨著從入射面到配置有光偏向要素的位置為止之距離增大而增大的方式排列，更且，光偏向要素的配置圖案在Y方向被分割成10個區域，在一個區域內，X方向的光偏向要素之排列間距設為一定，光偏向要素係各錯開前述X方向之排列間距的1/2而在Y方向排列，且前述Y方向的前述光偏向要素之排列間距係以愈遠離前述入射面則愈小的方式變化而排列。光偏向要素18係以長軸方向平行於X方向的方式排列。於光偏向面7a形成的光偏向要素18係在與入射面鄰接的區域以Lx設為1.0mm、Ly設為0.8mm以上1.5mm以下之方式排列，且光偏向要素密度D設為0.021~0.039。更且，於光偏向面7a形成的光偏向要素18係在導光體7的中央部以光偏向要素密度D為以下實施例14~19所記載之值的方式排列。又，將單位透鏡16往與短邊平行之方向切斷時的剖面形狀f(t)包含球面的一部分，且θ設為54°、φ設為28°。又，單位透鏡的間距設為150μm。又，作為參考用的導光體7，在(實施例10)的導光體亦準備形成有光偏向要素18但未形成有單位透鏡16的導光體7。
(實施例14)
．光偏向要素密度D 0.1
(實施例15)
．光偏向要素密度D 0.2
(實施例16)
．光偏向要素密度D 0.3
(實施例17)
．光偏向要素密度D 0.39
(實施例18)
．光偏向要素密度D 0.5
(實施例19)
．光偏向要素密度D 0.6
將實施例14~19所示的導光體7安裝到新穎照明裝置3，進行中心亮度的量測，並作為「亮度比」記載於表3。「亮度比」的算出方法與實施例9~13相同，係為以安裝參考用的導光體7之新穎照明裝置3的亮度值相除的值。
從以上的量測結果，安裝實施例9~12、14~17的導光體7之新穎照明裝置3的亮度比皆得到良好的值101%以上，可確認相較安裝參考用的導光體7之新穎照明裝置3，正面亮度明顯上升。
另外，以實施例13而言，光偏向要素密度D過低導致來自入射端面7L的相反側端面之漏光而產生損失，相較參考用導光體7無法確認明顯的亮度上升效果。以實施例18、19而言，因為光偏向要素密度D過高，所以光偏向要素18的高度h由於從20μm增加成21μm而發生中心亮度LB顯著降低，相較參考用導光體7無法確認明顯的亮度上升效果。光偏向要素18之圖案製造過程中的高度不均勻△h係由於在捲筒模具上切削光偏向要素18的圖案時之切削位移或將捲筒模具的圖案成形在樹脂時之成形不均勻等而產生，難以抑制到1μm以下。可確認若將在光偏向要素18的導光體7中央部的光偏向要素密度D抑制到0.4以下，則圖案的不均勻所導致的亮度降低在容許範圍內。
(實施例20~25、比較例6~7)
再者，在與實施例1~7製作者相同的照明裝置3，進一步載置稜鏡板20，並構成新穎照明裝置3。導光體7為500mm×900mm之40英吋大小的直方體，且厚度設為3mm。將導光體7的2個短邊(500mm側)設為光入射面7L。又，以與各個入射面7L對向的方式，將包含LED的光源6排列成一列。將於導光體7的光偏向面7a形成之光偏向要素18設為凹型微透鏡形，且該微透鏡的形狀為高度20μm、底面為橢圓形且為包含橢圓體的一部分之形狀，底面的短軸寬度設為100μm、長軸寬度設為200μm。
又，光偏向要素18係以表示光偏向要素每單位存在的個數之光偏向要素密度D在Y方向隨著從入射面到配置有光偏向要素的位置為止之距離增大而增大的方式排列，更且，光偏向要素的配置圖案在Y方向被分割成10個區域，在一個區域內，X方向的光偏向要素之排列間距設為一定，光偏向要素係各錯開前述X方向之排列間距的1/2而在Y方向排列，且前述Y方向的前述光偏向要素之排列間距係以愈遠離前述入射面則愈小的方式變化而排列。光偏向要素18係以長軸方向平行於X方向的方式排列。於光偏向面7a形成的光偏向要素18係在與入射面鄰接的區域以Lx設為1.0mm、Ly設為0.8mm以上1.5mm以下之方式排列，且光偏向要素密度D設為0.021~0.039。
此時，稜鏡板20係排列複數個頂角為90°的稜鏡24而成，且以稜鏡24的延伸方向與導光體7的長邊平行之方向的方式配置。在視覺方向F側距離新穎照明裝置3的最表面50cm之位置設置分光放射亮度計SR3，且進行新穎照明裝置3的中心亮度之量測。
安裝於新穎照明裝置3的導光體7係為以延伸方向與長邊平行之方向的方式而形成複數個單位透鏡16之導光體，其中規定單位透鏡16的形狀之θ、φ、f(t)係如以下實施例20~25所示。又，作為參考用的導光體7，亦準備(實施例10)的導光體，即形成有光偏向要素18但未形成有單位透鏡16的導光體7。
又，於實施例20~25、比較例6~7、參考用導光體7形成的光偏向要素18係以新穎照明裝置3的區域SA之亮度LA與區域SB的亮度LB之比率LA/LB設為0.8的方式而適當設計光偏向要素18的排列間距。
(實施例20)
．排列間距P=150μm、θ=51°、φ=20°、f(t)為四次函數
(實施例21)
．排列間距P=150μm、θ=60°、φ=25°、f(t)為四次函數
(實施例22)
．排列間距P=150μm、θ=54°、φ=28°、f(t)為球面函數
(實施例23)
．排列間距P=150μm、θ=58°、φ=30°、f(t)為球面函數
(實施例24)
．排列間距P=100μm、θ=57°、φ=37°、f(t)為二次函數
(實施例25)
．排列間距P=100μm、單位透鏡16為頂角90°的稜鏡形狀
將包含實施例20~25、比較例6~7的導光體7之新穎照明裝置3的中心亮度LB以安裝參考用導光體7之新穎照明裝置3的中心亮度LB相除的值(%表示)作為「亮度比」記載於表4。
作為導光體7，在光偏向面7a形成包含直徑
200μm的圓形印刷圖案之光偏向要素18，更且，在射出面7b形成以下比較例6及比較例7所指定形狀的單位透鏡16。
(比較例6)
排列間距P=150μm、θ=60°、φ=25°、f(t)為四次函數
(比較例7)
排列間距P=150μm、θ=54°、φ=28°、f(t)為球面函數
又，印刷圖案的排列間距係以新穎照明裝置3的區域SA之亮度LA與區域SB的亮度LB之比率LA/LB設為0.8的方式而適當設計。
將此導光體7安裝於與實施例20~25中使用者相同的新穎照明裝置3，進行中心亮度LB的量測，並作為「亮度比」記載於表4。「亮度比」的算出方法與實施例20~25的情況相同，係為以安裝參考用的導光體7之新穎照明裝置3的中心亮度LB相除之值。
又，亦可確認安裝實施例20~23的導光體7之照明裝置3的亮度比皆得到102%以上，而表示良好的亮度特性。又，以實施例24、25而言，若鑑於亮度比未滿101%且量測誤差±1%，則無法得到明顯的亮度提升效果。另外，以比較例6、7而言，相較參考用導光體7，亮度比呈現極低的結果。
(實施例26~31)
製作具備以下所示的導光體7且一邊具備光源的照明裝置3。
導光體7為170mm×300mm之13英吋大小的直方體，且厚度設為0.55mm。將導光體7的1個長邊(300mm側)設為光入射面7L。以與各個入射面7L對向的方式，將包含LED的光源6排列成一列。
將於導光體7的光偏向面7a形成之光偏向要素18設為凹型微透鏡形，且該微透鏡的形狀為高度10μm、底面為橢圓形且為包含橢圓體的一部分之形狀，底面的短軸寬度設為70μm、長軸寬度設為100μm。又，光偏向要素18係以表示光偏向要素每單位存在的個數之光偏向要素密度D在Y方向隨著從入射面到配置有光偏向要素的位置為止之距離增大而增大的方式排列，更且，光偏向要素的配置圖案在Y方向被分割成5個區域，在一個區域內，X方向的光偏向要素之排列間距設為一定，光偏向要素係各錯開前述X方向之排列間距的1/2而在Y方向排列，且前述Y方向的前述光偏向要素之排列間距係以愈遠離前述入射面則愈小的方式變化而排列。光偏向要素18係以長軸方向平行於X方向的方式排列。
又，在導光體7的射出面7b，以朝向與導光體7的短邊平行之方向延伸的方式排列複數個單位透鏡16。單位透鏡16的間距設為50μm。
在導光體7的射出面7b側，依序載置等向性光擴散構件8並製作照明裝置3。等向性光擴散構件8係在市售透明基材的表面使用排列複數個半球狀微透鏡的微透鏡板，並使用使準直光往微透鏡板入射時散射角α為15°者。
導光體7係利用將藉由丙烯酸樹脂(PMMA、折射率1.49)的擠製成型而在捲筒模具形成之光偏向要素18的圖案與單位透鏡16的圖案轉印到丙烯酸樹脂表面而一體製作。
(實施例26~28)
在導光體7的射出面7b，將單位透鏡16以朝其延伸方向與短邊平行之方向排列的方式形成複數個。將單位透鏡16往與長邊平行之方向切斷時的剖面形狀f(t)包含球面的一部分，且θ設為54°、設為28°。尚且，以下實施例與比較例的θ全為〔式1〕所示的θ乘以180/π而變換成度數表示的值。
又，將在光偏向要素的配置圖案與光源鄰接之區域的光偏向要素18之間距如下設置，進行光偏向要素18與暗部S的視覺辨識性、亮度降低率之評估，並將其結果記載於表5。
(實施例26)
．Lx=0.5mm、Ly=0.45mm以上0.5mm以下
．光偏向要素密度D 0.044以上0.049以下
(實施例27)
．Lx=0.7mm、Ly=0.35mm以上0.4mm以下
．光偏向要素密度D 0.039以上0.045以下
(實施例28)
．Lx=0.9mm、Ly=0.30mm以上0.35mm以下
．光偏向要素密度D 0.035以上0.041以下
(實施例29~31)
在導光體7的射出面7b，將單位透鏡16以朝其延伸方向與短邊平行之方向排列的方式形成複數個。將單位透鏡16往與長邊平行之方向切斷時的剖面形狀f(t)包含四次函數，且θ設為51°、φ設為20°。
又，將在光偏向要素的配置圖案鄰接光源之區域的光偏向要素18之間距如下設置，進行光偏向要素18與暗部S的視覺辨識性、亮度降低率之評估，並將其結果記載於表5。
(實施例29)
．Lx=0.5mm、Ly=0.45mm以上0.5mm以下
．光偏向要素密度D 0.044以上0.049以下
(實施例30)
．Lx=0.7mm、Ly=0.35mm以上0.4mm以下
．光偏向要素密度D 0.039以上0.045以下
(實施例31)
．Lx=0.9mm、Ly=0.30mm以上0.35mm以下
．光偏向要素密度D 0.035以上0.041以下
(比較例8~9)
在導光體7的射出面7b，將單位透鏡16以朝其延伸方向與短邊平行之方向排列的方式形成複數個。將單位透鏡16往與長邊平行之方向切斷時的剖面形狀f(t)包含球面的一部分，且θ設為54°、設為28°。尚且，以下實施例與比較例的θ全為〔式1〕所示的θ乘以180/π而變換成度數表示的值。
又，光偏向要素的配置圖案鄰接光源之區域的光偏向要素18之間距為以下比較例8、9時，進行光偏向要素18亮度降低率與暗部S的視覺辨識性之評估，並將其結果記載於表5。
(比較例8)
．Lx=0.5mm、Ly=0.7mm以上0.9mm以下
．光偏向要素密度D 0.024以上0.031以下
(比較例9)
．Lx=1.2mm、Ly=0.8mm以上1.0mm以下
．光偏向要素密度D 0.009以上0.011以下
(比較例10~11)
在導光體7的射出面7b，將單位透鏡16以朝其延伸方向與短邊平行之方向排列的方式形成複數個。將單位透鏡16往與長邊平行之方向切斷時的剖面形狀f(t)包含四次函數，且θ設為51°、φ設為20°。
又，光偏向要素的配置圖案鄰接光源之區域的光偏向要素18的間距為以下比較例10、11時，進行光偏向要素18亮度降低率與暗部S的視覺辨識性之評估，並將其結果記載於表5。
(比較例10)
．Lx=0.5mm、Ly=0.6mm以上0.9mm以下
．光偏向要素密度D 0.024以上0.031以下
(比較例11)
．Lx=1.2mm、Ly=0.8mm以上1.0mm以下
．光偏向要素密度D 0.009以上0.011以下
從以上的評估．量測結果，可確認安裝實施例26~31的導光體7之照明裝置3的光偏向要素18之視覺辨識性、暗部S之視覺辨識性、亮度降低率皆為良好。另外，以比較例8~11而言，光偏向要素18的視覺辨識性、亮度降低率之任一者皆呈現不良(×)的結果。
7‧‧‧導光體
7a‧‧‧光偏向面
7b‧‧‧射出面
7L‧‧‧光入射面
16‧‧‧單位透鏡
18‧‧‧光偏向要素

Claims (8)

  1. 一種照明裝置，具備：光源；導光體，具備：入射面，使從該光源射出的光入射；射出面，使入射光往視覺方向射出；及光偏向面，將前述入射光往前述射出面導引；及等向性光擴散構件，配置於該導光體的前述射出面側，其特徵為：前述導光體在前述光偏向面具備複數個光偏向要素，將入射至該導光體的光往前述射出面側導引，且該光偏向要素係包含形成於前述光偏向面的凹部或凸部，且前述導光體在前述導光體的前述射出面形成有往垂直於前述入射面的方向延伸之單位透鏡，且在設平行於前述入射面的方向為X方向，垂直於前述入射面的方向為Y方向時，表示前述光偏向要素每單位存在的個數之光偏向要素密度D係隨著在前述Y方向從前述入射面至配置有前述光偏向要素之位置為止的距離增大而增大，且前述光偏向要素的配置圖案係在前述Y方向被分割為複數個區域，且在前述一區域內，前述X方向的前述光偏向要素之排列間距大致一定，前述光偏向要素各錯開前述X方向之排列間距的1/2而排列在Y方向，且前述Y方向的前述光偏向要素的排列間距以愈遠離前述入射面愈小的方式變化，且 若將以下(式1)所定義的變數設為Gx、Gy、β、γ、θ，則在前述複數個區域中與前述入射面鄰接的區域內，Lx與Ly之值滿足(式2)所定義的數學式： 其中，Lx為前述光偏向要素的前述X軸方向之排列間距；Ly為前述光偏向要素的前述Y軸方向之排列間距；HL為前述導光體的厚度；NL為前述導光體的折射率；Sd為從前述光偏向面側觀看一個前述光偏向要素時的面積； t為將前述單位透鏡的端部設為0而於前述X軸方向量測的位移；f(t)為將前述單位透鏡以垂直於前述射出面且平行於前述X軸方向之面切斷時前述單位透鏡的邊緣部與前述射出面的距離；P為前述單位透鏡的間距；α在準直光往垂直於前述等向性光擴散構件的方向入射時的射出光之角度分布中，前述射出光的強度成為最大強度的1/10之角度；ax為前述光偏向要素的前述X軸方向之寬度；ay為前述光偏向要素的前述Y軸方向之寬度。
  2. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中前述導光板係具備一組入射面，使從前述光源入射的光入射，且該導光板的一組入射面以分別對向的方式配置，前述光偏向要素為最密排列的區域中的Lx與Ly係以滿足(式3)所定義的數學式方式配置：
  3. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其中若將前述單位透鏡的1間距量之平均傾斜角〔deg〕設為以下(式4)所定義的變數，則〔deg〕滿足(式5)的範圍：
  4. 如申請專利範圍第1項之導光體，其中前述f(t)為包含t的4次方之項的多項式函數。
  5. 如申請專利範圍第1項之導光體，其中前述f(t)為包含圓弧之一部分的函數，或包含橢圓弧之一部分的函數。
  6. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其進一步具備至少一片以上的聚光板。
  7. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，其進一步具備反射型偏光分離板。
  8. 一種顯示裝置，其特徵為具有如申請專利範圍第1項的照明裝置及規定顯示影像的影像顯示元件。
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