照明装置、图像显示装置及用于这些装置的光扩散板的制作方法

专利名称：照明装置、图像显示装置及用于这些装置的光扩散板的制作方法
技术领域：
本发明涉及正下型的照明装置及采用其的图像显示装置，以及用于这些装置的光扩散板，本发明特别是涉及适合用于要求大型、高亮度、亮度均匀性的照明布告板装置、液晶显示装置等的正下型的照明装置，以及采用其的图像显示装置，以及用于这些装置的光扩散板。
背景技术：
如果以图像显示装置用的照明装置为例，则例举有通过导光板，沿正面方向引导设置于导光板的侧端的光源的光，通过扩散片使其均匀的边缘照光型，与在照明面的内侧设置光源，通过扩散板使光均匀的正下型。
由于正下型将光源设置于装置的背面，故具有厚度增加的倾向，由此，在要求便携电话、移动式个人计算机等的厚度减小的领域，最好将光源设置于侧端的边缘照光型成为主流。
另一方面，近年，以电视机、个人计算机监视器等的市场为中心，显示装置的大型化和高亮度化的要求增加。特别是伴随显示装置的大型化，在上述边缘照光型的场合，可设置光源的周边部的长度相对显示面积的比例减少，光量不足，故无法获得充分的亮度。
因此，人们提出有在面光源上设置多个亮度提高用的薄膜，提高光的利用效率的方法(比如，参考专利文献1)。
但是，由于亮度提高薄膜涉及到成本的增加，另外所采用的薄膜的数量增加，故从生产性、厚度减小的观点来说，未必是有利的。另外，在边缘照光型的场合，还具有伴随显示装置的大型化，导光板的重量增加的问题。象这样，在边缘照光型的场合，难于应对近年的显示装置的大型化、高亮度化的市场的要求。
因此，以大型电视机、个人计算机监视器等代表的、与便携电话、移动式个人计算机等相比较，薄型化的要求不严的用途为中心，正下型受到人们注意。对于该正下型，从光源辐射的光的利用效率，即从光源辐射的光束中的、从发光面辐射的光束的比例较高，并且可自由地增加光源的数量。
即，由于可自由地增加光量，故可容易获得所要求的高亮度，另外，没有大型化造成的亮度降低，亮度不均匀的降低。另外，由于不需要使光朝向正面的导光板，故可谋求轻量化。
另外，作为另一照明装置，比如，在照明布告板等中，结构简单，不采用亮度提高用的薄膜等，容易获得高亮度，由此，正下型成为主流。
但是，在正下型中，必须解决灯映像(lamp image)的消除、薄型化、节能的特殊的课题。特别是，与边缘照光型相比较，上述灯映像呈现很显著的亮度不均匀。另外，为了改善比边缘照光型差的薄型化的课题，则减小厚度方向的部件的尺寸，缩小部件的配置间距等的结构的要求也较高，灯映像的消除成为更加困难的课题。由此，在过去，通过该边缘照光型所采用的方案，即，通过在薄膜表面上涂敷光扩散料的扩散薄膜等的方案，难于消除灯映像。
因此，广泛地使用包含光扩散料的光扩散板。在该方式的场合，比如，象图23所示的那样，在于背面侧设置反射板2的光源1的前面侧，设置包含微小颗粒的光扩散板20。另外，为了获得良好的扩散性和光利用效率，研制了采用在甲基丙烯系树脂、聚碳酸酯系树脂、苯乙烯系树脂、氯乙烯系树脂等的基材树脂中，混合作为光扩散料的无机微小颗粒、交联有机微小颗粒的包含微小颗粒的光扩散板的方法(比如，参照专利文献2)。
但是，在采用这些光扩散料的方法中，由于光扩散料的光的吸收、不需要的方向的光的扩散，故光的利用效率降低，从节能的观点来说，这是不好的。另外，通过按照接近的方式设置多个光源，灯映像可减轻，但是，具有耗电量增加的问题。
另一方面，人们还提出一种使反射板具有独特的形状，消除灯映像的方法(比如，参照专利文献3)。但是，从必须要求进行反射板形状和光源的位置对准的方面来说，最好不采用该方式，另外，从由于反射板的形状，具有妨碍减小厚度的情况来说，最好也不采用该方式。
另外，人们还提出按照与光源对置的方式，设置反射性部件的方法(比如，参照专利文献4)，针对每个光源，比如，设置菲涅尔透镜这样的光线方向转换元件的方法等(比如，参照专利文献5)，但是与专利文献3所述的方法相同，必须要求上述部件和光源的正确的位置对准，由此，产生生产性差的课题。
此外，人们还提出采用棱镜片分散光的方法(比如，参照专利文献6)。但是，对于这些方法，通常，只将光源光分散为2个相同的像，无法获得充分的亮度均匀性。
在大型照明装置中，由于与便携电话、移动式个人计算机等相比较，薄型化的要求不严，故可通过光学薄膜的张数的减少，应对缩短光源和光扩散板之间的距离的情况。
还有，为了节能，必须要求提高光利用效率。正下型可象上述那样，增加光源数量，容易获得高亮度，但是，从节能的观点来说，为了消除灯映像，必须避免采用大量的光扩散料等的大大降低光利用效率的方案的情况。
专利文献1JP特开平2-17号文献；专利文献2JP特开昭54-155244号文献；专利文献3JP2852424号专利；专利文献4JP特开2000-338895号文献；专利文献5JP特开2002-352611号文献；专利文献6US5161041号专利发明内容因此，本发明的目的在于提供多个光源正下型的照明装置和采用它的图像显示装置，其中，射出面的亮度高，并且光利用效率高，没有伴随大型化的部件的光学设计变更、亮度降低、亮度均匀性降低，由此，可容易应对整体尺寸的增加，不进行光源与其它的部件的严密的位置对准，消除灯映像，还可应对使光源与其它的部件接近，简化薄膜结构的整体厚度减小的情况，另外本发明的目的在于提供光扩散板，其可适合用作在主面的正下方设置光源的正下型的照明装置以及采用该照明装置的图像显示装置的部件，亮度均匀性较高。
本发明人针对上述课题，进行了下述的研讨，得出了本发明。
在正下型的照明装置中，所射出的光的能量在与各光源对置的位置较大，伴随与该位置的离开而变小。在采用多个光源的场合，在与邻接的光源之间对置的位置较小。因此，从与光源对置的位置而射出的光因光控制部件(比如，光扩散板)的适合的反射而变弱，通过反射板将反射光作为扩散光，将其再次返回到光控制部件，将其射出。
由此，不使光的利用效率大大降低，从与光源对置的位置与其以外的位置射出的光的能量相等，将灯映像消除，另外，为了实现该目的，发现了下述的方案，其中，将与光控制部件中的与光源对置的位置与和邻接的2个光源的中间点对置的位置的全光线透射率的比控制在适合的范围，即，将垂直地射入光控制部件的入射面的光，与从规定的角度射入的光的全光线透射率的比控制在适合的范围内。
另外，可通过单独设置的反射板等，再次利用向光源侧反射的光。由此，不大大降低光的利用效率，另外，由于再次利用的光的指向性通常低于来自光源的光，故还具有可更加有效地消除作为课题之一的灯映像的效果。
本发明人更具体地进行了分析，发现了适合的全光线透射率的比的范围。另外发现，通过该方法，可避免或大幅度地减少降低光利用效率的光扩散料的使用，实现较高的光利用效率。
此外，为了实现不需要光源和光控制部件的位置对准，在光控制部件的入射面上的任意的点，对于全光线透射率，必须要求相同的性质。即，必须在入射面的任意的点，具有均匀的光学性质。在这里，“点”指至少不对视觉造成影响的微小的区域。
另外发现，作为控制全光线透射率的比的方案，在光控制部件的主面的至少一个面上，形成多个凸部。此外，还发现了凸部的优选的形状。
还有，为了实现不需要光源和光控制部件的位置对准，在光控制部件的入射面上的任意的点，对于全光线透射率，必须要求相同的性质。即，其结论是，必须要求在入射面上的任意的点，具有均匀的光学性质。在这里，“点”指为了灵活地使用作为本发明的特征的凸部的光学性质，比如，不是仅仅包括凸部的一个斜面这样的微小区域，而是至少相当于凸部的单位的宽度的区域，同时，不对视觉造成影响的微小区域。不对视觉造成影响的微小的区域指在区域内，实际上未辨认出不均匀的发生的程度的区域，其伴随用途而不同，但是，在家庭用大型电视机等中，通常为直径500μm以内的区域。
另外，同样对于按照本发明提供的光扩散板，针对避免或大幅度地避免光扩散料的使用，同时不进行与光源的位置对准，消除正下型的照明装置的灯映像的目的，上述光控制部件是共同的，同样作为实现该目的的方案，在控制上述全光线透射率的比例，以及使在入射面的任意点的全光线透射率的光学性质相同等的方面也是共同的。另一方面，由于光扩散板可与更大的幅度尺寸的结构相对应，故可以较大的幅度调整全光线透射率的比。其结果是，该光扩散板不仅可用作本发明提供的光控制部件，而且还可用于仅仅采用单一的光源的照明装置、由没有反射板的结构形成的照明装置、双面照明装置等。
根据上述分析结果而形成的本发明涉及一种正下型的照明装置，该照明装置至少包括规则地设置的多个光源；反射板；在来自上述光源和反射板的光实现透射时，控制射出方向的光控制部件，从光入射侧朝向光射出侧，依次设置上述反射板光源和光控制部件，上述光控制部件包括主要感光的入射面，以及主要射出光的射出面，在任意的光源(X1)与位于其最近处的另一光源(Y1)之间的距离由D表示，上述光源(X1)与上述光控制部件的距离由H表示的场合，相对上述入射面的法线方向，以α＝Tan-1{(D/2)/H}的角度射入上述入射面上的任意点的光的全光线透射率在50％以上，并且该全光线透射率为光从法线方向射入上述射入面上的点的场合的光全光线透射率的1.05～3倍。
按照该方案，相对上述光控制部件的入射面的法线方向，以规定角度α＝Tan-1{(D/2)/H}的角度射入的光的全光线透射率在50％以上，并且该全光线透射率为光从上述法线方向射入的场合的全光线透射率的1.05～3倍，即，适当地高于射入与上述光源对置的正上位置的光的全光线透射率。因此，使从上述光控制部件射出的光能量的射出面内分布均匀。另外，在入射面上的任意的点，获得优良的光学性质。
本发明提供的照明装置，其中，在上述光控制部件的射出面上，形成多个凸部。
按照该方案，由于在射出面上，形成多个凸部，故射入光控制部件，朝向射出面的光从多个凸部，沿多个方向扩散而射出。
本发明提供的照明装置，其特征在于形成于上述光控制部件中的射出面上的凸部的斜面斜率的绝对值在50°～70°的范围为U，U在光控制部件上的投影面积相对单位凸部在光控制部件上的投影面积的比例在0.2～0.8的范围。
按照该方案，由于射入相当于光源之间的位置的光控制部件的光中的、射入区域U的光沿基本正面方向射出，故可获得面内的亮度均匀性。
本发明提供的照明装置，其中，在与上述光控制部件中的上述射出面垂直，并且包括上述凸部的顶部、沿至少规定的一个方向的截面的光射出部分的轮廓线包括延长线交叉的角度θ为锐角的2条基本直线，以及连接该2条基本直线的各一端的凸状的曲线。
按照该方案，由于上述凸部的轮廓线呈包括沿锐角θ的交叉方向延伸的2条基本直线，以及连接它们的各一端的凸状的曲线的形状，故在上述基本直线的部分和曲线的部分，聚光效率和扩散效率相互不同。因此，通过适当地选择直线部和曲线部的比例，可同时实现聚光性能和扩散性能。
本发明提供的照明装置，其中，相对上述光控制部件的入射面的法线方向，以角度α射入的光的10～50％按照与射出面的法线方向所形成的角度在-15°～+15°的范围内的方式射出。
按照该方案，由于以角度α射入的光的10～50％按照-15°～+15°的范围内的射出角度射出，故在上述光控制部件的射出面，从光控制部件的正面方向，即，入射面的法线方向射出的成分的比例显著地增加。
本发明提供的照明装置，其中，在上述光控制部件中，在上述入射面上，形成多个凸部，包括上述凸部的顶部，并且沿与上述入射面相垂直的方向剖开的轮廓线包括夹持上述凸部的顶部的2个基本直线，从上述光源向上述光控制部件照射的光在上述入射面，按照多个角度发生偏转。
按照该方案，由于在上述射入面，光按照多个角度偏转，故在沿垂直方向射入该入射面的光，与沿倾斜方向射入的光中，后者的全光线透射率高于前者的全光线透射率。另外，沿倾斜方向射入的光的一部分在形成于入射面上的凸部内部全反射，由此，按照接近与光控制部件相垂直的角度射出。即，光源之间的法线方向的亮度可提高，可提高面内的亮度分布的均匀性。
本发明提供的照明装置，其中，上述光源为线状光源，在上述光控制部件的射出面上形成多个凸部，与该射出面相垂直，并且包括该射出面上的凸部的顶部、沿与上述线状光源平行的方向剖开的光射出部分的棱线为沿与上述线状光源平行的方向延伸的直线。
按照该方案，由于形成于射出面的棱线的直线方向与线状光源的纵向平行，故特别是在线状光源的正上方行进，射入光控制部件的光的一部分通过射出面侧的凸部全反射。
本发明提供的照明装置，其中，在上述光控制部件的入射面和射出面中的至少任意面上，形成至少1个下述的层，该层由其折射率低于该光控制部件的基材的折射率的材质形成，厚度在1μm以下。
按照该方案，由于在上述光控制部件的入射面或射出面，形成由其折射率低于该光控制部件的材质形成的较薄(在1μm以下)层，故可通过光的干涉作用，使倾斜射入的光线的透射率大于垂直射入的光线的透射率。
本发明提供的照明装置，其中，上述光源为点状光源。
按照该方案，即使在多个光源为点状光源的情况下，与上述线状光源相同，亮度仍均匀。
本发明提供一种图像显示装置，其特征在于在本发明所述的照明装置上设置透射型显示元件。
按照该方案，由于在照明装置上，设置液晶板等的透射型显示元件，故通过上述光控制部件，有效地聚集和扩散的光线在透射型显示元件中实现透射。
本发明提供一种具有基本平行的2个主面的光扩散板，其特征在于在上述主面的至少一个面上周期性地形成多个凸部，上述主面的一个面为主要感光的入射面，另一面为主要射出光的射出面，光相对该入射面的法线方向，以规定的角度α射入时的全光线透射率在50％以上，并且为垂直地射入时的1.05～5倍。
按照该方案，由于上述光扩散板具有平行的主面，故其还适合于挤压成形等的连续成型的场合。另外，相对入射面的法线方向，以规定的角度α射入的光的全光线透射率为50％以上，并且该全光线透射率为光从上述法线方向射入的场合的全光线透射率的1.05～5倍，即，适当地高于射入与上述光源对置的正上位置的光的全光线透射率。因此，使从上述光扩散板射出的光能量的射出面内分布均匀。另外，通过周期地形成上述凸部，则在入射面上的任意的点，获得优良的光学性质。即，由于上述光扩散板的全光线透射率仅仅依赖于入射角度，而不依赖于入射位置，故不需要进行光扩散板与光源等的其它的部件之间的位置的细微调整。即，在照明装置组装时，不必严格地设定光扩散板的面内方向位置。因此，在本发明的光扩散板中，由于采用在制作大面积的板状件后，根据必要的尺寸，从任意的位置切制的板，故还适合于挤压成型等的连续生产，由于不必进行照明装置的尺寸变更的切换，故可提高生产性。根据以上的理由，上述光扩散板可适合用于在光扩散板的背后，设置1个或多个光源的正下型的照明装置，比如，可用于在单面或内外两面，具有照明面的照明布告板、大型照明装置、采用它的图像显示装置。还可用作由上述那样的方案形成的照明装置，以及上述那样的图像显示装置的光控制部件。
本发明提供的光扩散板，其特征在于相对上述光扩散板的入射面的法线方向，按照上述角度α射入的光的10～50％相对射出面的法线方向，按照(-π/12)～(π/12)的范围的角度射出。
按照该方案，将按照规定的角度α射入的光控制在正面附近，将其射出。
本发明提供的光扩散板，其特征在于角度α在30～80度的范围内。
按照该方案，通过调整以相对法线方向，在30～80度以外的角度射入的光和从法线方向射入的光的全光线透射率，获得在较宽范围的均匀的射出分布。
本发明提供所述的光扩散板，其特征在于上述入射面是平坦的，在上述射出面上，形成上述凸部，与上述射出面垂直，具有上述凸部的顶部、至少规定的一个方向的截面的光射出部分的轮廓线包括下述的区域X，在该区域X在光扩散板的折射率为n时，该轮廓线的斜率θ满足0≤|Sin-1(n·sin(θ-Sin-1(1/n)·sinα)))-θ|≤(π/12)，相对上述射出面的斜率的绝对值θ2小于Sin-1(1/n)，该区域X包括上述凸部的顶部，该区域X中的与射出面平行的方向成分的长度x与轮廓线整体中的与射出面平行的方向成分的长度P的比例在0.15～0.80的范围内。
按照该方案，在上述射出面上形成上述凸部，具有上述凸部的顶部，与上述射出面垂直的面剖开的至少规定的一个方向截面的轮廓线的斜率小于上述θ，由此，抑制按照角度α射入的光中的从正面以较大程度离开的、沿不需要的方向的光的射出，按照作为与上述轮廓线上的射出面平行的方向成分，射出面的0.15～0.80的比例包括相对该射出面的斜率θ2的绝对值小于Sin-1(1/n)的区域X，并且区域X为包括顶部，呈现不同的光扩散性的区域，调整区域X的比例，由此，可调整聚光和扩散的平衡，可以适合的角度分布，使入射的光射出。
本发明提供的光扩散板，其特征在于上述入射面是平坦的，在上述射出面上，形成上述凸部，与上述射出面相垂直，包括该凸部的顶部、至少规定的一个方向的截面的光射出部分的轮廓线具有凸部的2条直线部，该2条直线在顶部的射出侧，按照锐角θ1交叉。
按照该方案，上述规定的截面具有在光扩散板的顶部的射出侧，以锐角θ1交叉的2个直线部，由此，可按照角度α射入的光以所希望的角度偏转而射出。
本发明提供一种具有基本平行的2个主面的光扩散板，其特征在于上述主面的一个面为主要感光的入射面，另一面为主要射出光的射出面，光相对入射面的法线方向，以规定角度α射入时的全光线透射率在50％以上，并且为垂直地射入时的1.05～3倍，在上述射入面上周期性地形成凸部，包括凸部的顶部，通过与入射面相垂直的面剖开的至少规定的一个方向的剖面的轮廓线包括凸部的2条直线部，该2条直线部在顶部或顶部的入射侧，以角度(π/9)以上的锐角θ1’交叉。
按照该方案，由于相对上述光扩散板的入射面的法线方向，以规定的角度α射入的光的全光线透射率在50％以上，另外，在上述射入面上形成凸部，由此，在入射面，光以多个角度偏转，故该全光线透射率为光从法线方向射入的场合的全光线透射率的1.05～3倍，即，适当地高于射入与上述光源对置的正上位置的光的全光线透射率。因此，从上述光扩散板射出的光能量的射出面内分布均匀。另外，周期性地形成上述凸部，由此，在入射面上的任意的点，获得优良的光学的性质。
本发明提供的光扩散板，其中，在上述射出面上设置凹凸部。
按照该方案，通过入射面的凸部，面内分布均匀的光的一部分通过形成于射出面上的凹凸部，实现全反射。
本发明提供的光扩散板，其特征在于在上述入射面的凸部之间，具有相对入射面的斜率的绝对值在该光扩散板的折射率为n时，满足0≤Sin-1(n·sin(θ2’-Sin-1(1/n·sinθ2’)))≤(π/12)的角度θ2’的区域Y。
按照该方案，在设于上述入射面的凸部之间的区域Y，从法线方向射入的光的一部分以相对法线，(-π/12)～(π/12)的范围的角度射出。
在上述发明中，由于通过使在与邻接的2个光源的中间点对置的部分，射入光控制部件的光的全光线透射率适当地高于射入与光源对置的位置的光的全光线透射率，可使从光控制部件射出的光能量的射出面内分布均匀，故可获得消除灯映像，亮度较高，并且射出面内的亮度均匀的照明装置。
另外，由于在入射面上的任意的点，获得优良的光学性质，故无需进行光源与光控制部件的位置对准，还可灵活地应对显示装置尺寸，光源的个数，配置的变更，可以良好的生产性，制造照明装置。另外，可避免或大幅度地减少降低光利用效率的扩散料的使用，实现较高的光利用效率。
在上述的发明中，由于在射出面，光通过多个凸部而有效地聚集，并且沿多个方向扩散而射出，故与过去相比较，聚光性能和扩散性能提高，可进一步提高射出面内的亮度的均匀性。
在上述的发明中，由于射出面的凸部的斜面斜率的绝对值在50°～70°的范围内的区域U在凸部的投影面积的0.2～0.8的范围内，故从光源基本垂直地射入的光产生全反射，而不射出，由于在光源之间的位置倾斜地射入的光基本沿正面方向射出，故可获得射出面内的亮度的均匀性。
在上述的发明中，由于在上述基本直线的部分和曲线的部分，光射出面的聚光和扩散的程度相互不同，故射出面的聚光性能和扩散性能进一步提高，因此，可更加有效地提高射出面内亮度的均匀性。
在上述的发明中，由于在上述射出面，从光控制部件的正面方向射出的光线的比例增加，故实现上述正面方向的亮度提高的特别的效果。
在上述的发明中，由于倾斜地射入上述入射面的光的全光线透射率高于垂直地射入上述入射面的光的全光线透射率，故在各光源的正上区域，与各光源的斜上区域(光源之间的正上部分)，可使光控制部件的射出面的光能量均匀。
在上述的发明中，由于垂直地射入光控制部件的光的一部分通过射出面的凸部而全反射，故垂直地射入光控制部件的光的透射率的控制容易。
在上述的发明中，由于沿垂直方向射入上述光控制部件的光的透射率较小，并且沿倾斜方向射入的光的透射率较大，故具有可更加容易地调整光控制部件的透射率的控制。
在上述的发明中，由于通过采用多个点状光源，获得与线状光源相同的亮度均匀性，故可对应于使用条件等，确定点状光源的个数，就光源种类的选择的方面来说，设计的自由度增加。
在上述的发明中，由于通过光控制部件聚集和扩散的光线在透射型显示元件实现透射，故可容易获得下述的图像显示装置，其中，可形成简单的方案，同时，无需光源位置的调整，可消除灯映像，并且具有优良的射出面内的均匀的亮度。
在上述的发明中，由于通过在至少一个主面上周期性地形成的凸部，使按照规定的角度α射入的光的全光线透射率适当地高于从法线方向射入的光的全光线透射率，可使从光扩散板射出的光能量的射出面内分布均匀，故可获得消除正下式照明装置的灯映像，亮度高，并且射出面内的亮度均匀的光扩散板。
此外，由于在入射面的任意的点，获得优良的光学性质，故无需进行光源与光扩散板的位置对准，还可灵活地对应显示装置尺寸、光源的个数、配置的变更，可以良好的生产性制造照明装置。另外，可避免或大幅度减少降低光利用效率的光扩散料的使用，实现较高的光利用效率。
在上述的发明中，由于在上述射出面，从光扩散板的正面方向射出的光线的比例增加，故实现上述正面方向的亮度提高的特别的效果。
在上述的发明中，由于上述规定的角度α在30～80度的范围内，故在比如薄型的正下型照明装置中，即使在从光源朝向光扩散板的光朝向规定的范围时的入射角度较宽的情况下，仍可使射出面内分布均匀，这样可通过1个或少量的光源，获得均匀的射出图像，从薄型化、部件数量的减少、节能等的观点来说，获得特别的效果。
在上述的发明中，由于在射出面侧的区域X和其以外的区域，光射出面的聚光和扩散的程度相互不同，故射出面的聚光性能和扩散性能进一步提高，由此，可更加有效地提高射出面内亮度的均匀性。
在上述的发明中，通过直线部，可将以相同角度射入的光以相同角度射出，容易实现射出光角度分布的控制、容易实现亮度不均匀的消除，并且可根据需要，进一步提高正面附近的亮度。
在上述的发明中，由于倾斜地射入入射面的光的全光线透射率比从法线方向射入入射面的光的全光线透射率高1.05～3倍，故可使从光扩散板射出的光能量的射出面内分布均匀，这样，可获得消除正下型照明装置的灯映像，亮度高，并且射出面内的亮度均匀的光扩散板。
此外，由于在入射面上的任意的点，获得良好的光学性质，故无需光源与光扩散板的位置对准，可灵活地应对显示装置尺寸、光源的个数、配置的变更，可以良好的生产性，制造照明装置。另外，可避免或大幅度地减少降低光利用效率的扩散件的使用，实现较高的光利用效率。
在上述的发明中，由于从法线方向射入光扩散板的光的一部分通过射出面的凸部而全反射，故容易进行垂直地射入光扩散板的光的透射率的控制。
在上述的发明中，由于通过设置于上述入射面的凸部之间的区域Y，从法线方向射入的光的一部分以相对法线，在(-π/12)～(π/12)的范围的角度射出，故从法线方向射入的光的全光线透射率和亮度角度分布的控制容易。
本发明涉及下述的正下式照明装置，其至少包括规则地设置的多个光源；反射板；在来自上述光源和反射板的光实现透射时，控制射出方向的光控制部件，从光入射侧朝向光射出侧，依次设置上述反射板、光源和光控制部件，上述光控制部件包括主要感光的入射面，以及主要射出光的射出面，在与邻接的2个光源的中间点对置的部分，射入光控制部件的光的全光线透射率适当地高于射入与光源对置的位置的光的全光线透射率，可使从光控制部件射出的光能量的射出面内分布均匀，由此，可获得消除灯映像，亮度高，并且射出面内的亮度均匀的照明装置。
由于本发明所采用的光控制部件在入射面的任意的点，获得优良的光学的性质，故无需进行光源与光控制部件的位置对准。另外，射入与光源对置的位置的光和射入与邻接的光源的中间对置的位置的光的全光线透射率的比例与光源之间的距离，以及光源与光控制部件之间的距离相关。
由此，还可灵活地应对响应大型化、薄型化、节能等的要求用的、显示装置尺寸、光源的个数、配置的变更，可以良好的生产性，制造照明装置。另外，由于照明装置可容易获得所需的高亮度、亮度均匀性，亮度角度分布，故可避免或大幅度地减少功能性光学薄膜、光扩散料的使用。
另外，由于在本发明中，通过光控制部件而聚集和扩散的光线在透射型显示元件中实现透射，故可容易获得下述的图像显示装置，其中，形成简单的结构，同时，无需调整光源位置，可消除灯映像，并且具有优良的射出面内均匀的亮度。
此外，由于按照本发明获得的光扩散板不仅可同样用作上述光控制部件，而且可在适合的范围，以较大的幅度控制上述全光线透射率的比例，故可获得下述的照明装置，其中，即使在用于仅仅采用单一的光源的照明装置由没有反射板的结构形成的照明装置的情况下，仍消除灯映像，亮度高，并且光利用效率高，射出面内的亮度均匀。


图1为表示本发明的照明装置的一个实施例的外观结构图；图2为以示意方式说明本发明的射入设置于多个光源上的假想面的光线的入射能量的入射能量分布图；图3为以示意方式说明本发明的射入线状光源正上方的光控制部件(假想面)的光线的亮度(入射能量)的亮度分布图；图4为以示意方式说明射入本发明的多个线状光源之间的光控制部件(假想面)的光线的亮度(射出能量)的亮度分布图；图5为以示意方式说明射入本发明的位于多个光源之间的光控制部件的光线的入射角度的外观结构图；图6为说明测定本发明的光控制部件的全光线透射率的角度依赖性的装置的一个实例的外观结构图；图7为说明可用于本发明的光控制部件的射出面的凸部的剖面形状的外观结构图；图8为说明光沿倾斜方向射入本发明的光控制部件的场合的光线的行进状态的外观结构图；
图9为说明光沿垂直方向射入本发明的光控制部件的场合的光线的行进状态的外观结构图；图10为说明相对本发明的光控制部件，在射出面凸部以折射方式射出的光的光路与角度之间的关系的外观结构图；图11为表示可用于本发明的光控制部件的剖面形状的一个实例的说明图；图12为表示可用于本发明的光控制部件的剖面形状的另一实例的说明图；图13为说明光倾斜地射入本发明的光控制部件的场合的光线的轨迹的外观结构图；图14为说明可用于本发明的光控制部件的截面形状的再一实例的说明图；图15为说明光倾斜地射入本发明的具有平坦部的光控制部件的场合的光线的轨迹的外观结构图；图16为说明本发明的射入设置于入射面上的棱镜的光的光路与角度之间的关系的外观结构图；图17(a)～图17(c)为表示评价本发明的另一实施例的结构和结果的说明图；图18为表示在本发明的光控制部件表面上形成薄膜的本发明的再一实施例的说明图；图19为表示本发明的光源采用点光源的场合的结构实例的说明图；图20为表示可用于本发明的照明装置的结构的一个实例的说明图；图21为表示可用于本发明的照明装置的结构的另一实例的说明图；
图22为表示液晶板放置于本发明的面照明装置上，形成液晶显示装置的结构实例的说明图；图23为过去的照明装置的外观结构图；图24为表示可用于本发明的光控制部件的第3实施例的说明图；图25为说明垂直地射入本发明的具有多个柱状的凸部的光控制部件的光线的轨迹的外观结构图；图26为说明倾斜地射入本发明的具有多个柱状的凸部的光控制部件的光线的轨迹的外观结构图；图27为表示可用于本发明的光控制部件的、实施例1的第1实例的凸部截面形状的说明图；图28为说明在可用于本发明的光控制部件的、实施例1的第1实例的凸部，与射出面相垂直地，包括顶部的、沿规定的一个方向剖开的场合的轮廓线与轮廓线上的各点的斜率之间的关系的图；图29为说明可用于本发明的光控制部件的实施例1的第1实例的、垂直地射入的光线的轨迹的外观结构图；图30为说明可用于本发明的光控制部件的实施例1的第1实例的、倾斜地射入的光线的轨迹的外观结构图；图31为说明从顶角为90°的棱镜形成于射出面的片的垂直方向射入的光线的轨迹的外观结构图；图32为说明从顶角为90°的棱镜形成于射出面的片的倾斜方向射入的光线的轨迹的外观结构图；图33为表示用于本发明的光控制部件的截面形状的还一实例的说明图；图34为说明沿倾斜方向射入本发明的在入射面设置非对称棱镜的光控制部件的光线的轨迹的外观结构图；
图35为对本发明的光控制部件和在专利文献6中所提出的方案进行比较用的照相机的设置状态的说明图；图36为对本发明的光控制部件和在专利文献6中所提出的方案进行比较的照片中的、第1实施例的光控制部件的照片；图37为对本发明的光控制部件和在专利文献6中所提出的方案进行比较的照片中的、在专利文献6中所提出的棱镜片的照片；图38为对本发明的光控制部件和在专利文献6中所提出的方案进行比较的照片中的、对光源直接拍摄的照片；图39(a)～图39(c)为表示具有本发明的一个实施例的光扩散板的照明装置的图；图40为表示本发明的线状光源的正上区域的入射能量的说明图；图41为说明本发明的各线状光源的正上区域的光扩散板的入射光的亮度的亮度分布图；图42为说明本发明的各线状光源的斜上区域的光扩散板的入射光的亮度的亮度分布图；图43为说明射入本发明的多个光源之间的光扩散板的光线的入射角度的外观结构图；图44为说明测定本发明的光扩散板的全光线透射率的角度依赖性的装置的一个实例的外观结构图；图45为说明光沿倾斜方向射入本发明的光扩散板的场合的光线的行进状态的外观结构图；图46为说明光沿垂直方向射入本发明的光扩散板的场合的光线的行进状态的外观结构图；图47为说明可用于本发明的光扩散板的射出面的凸部的截面形状的外观结构图；
图48为说明相对本发明的光扩散板，在射出面凸部折射而射出的光的光路与角度之间的关系的外观结构图；图49为表示可用于本发明的光扩散板的截面形状的一个实例的说明图；图50为表示可用于本发明的光扩散板的剖面形状的一个实例的说明图；图51为表示可用于本发明的光扩散板的截面形状的一个实例的说明图；图52为说明射入本发明的位于多个光源之间的光扩散板的光线的入射角度的外观结构图；图53为说明测定本发明的光扩散板的全光线透射率的角度依赖性的装置的一个实例的外观结构图；图54为说明射入设置于本发明的入射面上的棱镜的光的光路与角度之间的关系的外观结构图；图55为说明本发明的倾斜地射入设置于入射面的棱镜的光的光路与棱镜谷部之间的关系的外观结构图；图56为说明从倾斜方向射入相对本发明的比较实例的棱镜的光的光路的图；图57为表示从垂直方向射入相对本发明的比较实例的棱镜的光的光路的图。
具体实施例方式
首先，在下面对按照本发明提供的照明装置和图像显示装置的优选形式进行描述。本发明通过下述的方案，实现低价格地获得结构简单、生产性提高，无需光源位置的调整，消除灯映像，射出面内的亮度均匀性优良的照明装置和图像显示装置的目的，在该方案中，从光入射侧朝向光射出侧，依次设置上述反射板、光源和光控制部件，上述光控制部件包括主要感光的入射面，以及主要射出光的射出面，在任意的光源(X1)与位于其最近处的另一光源(Y1)之间的距离由D表示，上述光源(X1)与上述光控制部件的距离由H表示的场合，相对上述入射面的法线方向，以α＝Tan-1{(D/2)/H}的角度射入上述入射面上的任意点的光的全光线透射率在50％以上，并且该全光线透射率为光从法线方向射入上述射入面上的点的场合的光全光线透射率的1.05～3倍。
另外，由于上述光控制部件的全光线透射率仅仅依赖于入射角度，不依赖相对光控制部件的入射位置，故无需多个光源的每个与光控制部件的位置调整。即，在装配照明装置时，不必严格地设定光控制部件的面内方向的位置。因此，由于可采用在以较大面积制作本发明的光控制部件后，根据必要的尺寸，从任意的位置，进行切断而制成的板，故可显著地提高照明装置的生产性。
实施例1下面参照图1～图34，对作为实施例1的，由本发明提供的照明装置和图像显示装置进行描述。
象图1所示的那样，从光入射侧朝向光射出侧，依次设置反射板2、多个光源1和光控制部件4，该光控制部4具有规定的多个凸部9。
象图2所示的那样，在按照在反射板2上设置多个光源1的方式构成的照明装置中，对于射入与正面方向(在图中为上方)相垂直的假想面3的光，在各光源1的正上部分，与该正上部分邻接的光源1的相应的正上之间的部分，入射能量是不同的。假想面3相当于图1的光控制部件4的入射面，这意味着该光控制部件4的入射能量在各光源1的正上部分，以及邻接的光源1的相应的正上方之间的部分是不同的。
即，在与各光源1位置相对的正上区域，因接近光源1，入射能量较大，另一方面，在与多个光源1之间的位置相对的非正上区域(各光源1的斜上部分)，因与光源1离开，入射能量较小。
图3为表示射入与图2的光源1的位置相对的正上的假想面3的光线的入射角度与入射能量之间的关系的说明图。在这里，本方案的入射角度指相对假想面3的法线的角度。象图3所示的那样，垂直地射入上述假想面3的光线的亮度最大。另外，光线的行进方向与垂直方向偏离，伴随入射角度的增加，亮度逐渐地降低。
另外，图4为说明射入相当于图2的光源1之间的部分的假想面3的光线的入射角度与入射能量之间的关系的图。象该图所示的那样，垂直地射入假想面3的光线的亮度较低，另外，光线的入射方向与法线方向偏离，瞄准最接近的光源的角度，取峰值。
图5为表示本发明的照明装置的、任意的光源X1，以及位于最接近该光源X1处的另一光源Y1和反射板2、光控制部件4的位置关系的图。在任意的光源X1，以及位于最接近该光源X1处的另一光源Y1之间的距离由D表示，该光源X1与光控制部件4之间的距离由H表示的场合，对于该光控制部件4的入射面上的任意点，以下面给出的α的角度射入该入射面的光与从该光控制部件4的射出面射出的比例的全光线透射率有关，在50％以上～100％的范围内，并且具有下述这样的关系。
即，其特征在于相对该入射面的法线方向，光以α＝Tan-1{(D/2)/H}的角度射入的场合的该光的全光线透射率R1为光沿垂直方向射入该入射面的场合的该光的全光线透射率R2的1.05～3.00倍。另外，从光利用效率的观点来说，最好，该全光线透射率的比例R1/R2为1.05～2.00倍。
上述角度α相当于光源X1或光源Y1发出的光射入该光源X1和光源Y1的中间点的正上位置的光控制部件4的场合的光线的入射角度。对于全光线透射率，从倾斜方向以入射角α(≠0)射入光控制部件4时的光的全光线透射率R1高于从垂直方向射入光控制部件4时的光的全光线透射率R2。由此，可在各光源X1，Y1的正上的部分，以及光源X1和光源Y1之间的部分，从整体上使光控制部件4的射出光能量均匀。
图6表示选择本发明所采用的光控制部件所必需的全光线透射率的测定方法。针对以入射角β射入具有平坦的入射面的测定对象7的平行光8，象图所示的那样，在积分球5的开口部6的底侧，按照将其封闭的方式设置测定对象7，激光或通过透镜准直的平行光8相对测定对象7的法线方向，以β的角度射入。
另外，在测定对象7中实现透射的光在积分球5内实现散射，通过图中未示出的光电倍增管代表的检测器，测定反射能量。在这里，如果象图示的那样设置测定对象7，以角度β，射入平行光8的场合的检测器的输出由V(β)表示，未设置测定对象7的场合的检测器的输出由V0表示，则角度β的全光线透射率由V(β)/V0表示。
在这里，按照本发明，在测定全光线透射率时，测定对象的平行光的光束的宽度在于光控制部件的表面形成凹凸形状的场合，比如，不为仅仅射入凹凸形状的一个斜面的微小区域的程度，必须为射入至少凹凸形状的间距以上的较宽的区域的程度，以便该凹凸形状的特征由全光线透射率反映。
下面对光从垂直方向和倾斜方向射入光控制部件4时的全光线透射率的调整的具体方案的实例进行描述。
首先，作为该具体的方案的第1实例，象图1所示的那样，例举在光控制部件4的射出面，设置多个凸部9的形式。该凸部9为沿光控制部件4的射出面相垂直，包括凸部9的顶部的至少规定的一个方向剖开时的适合的截面形状，列举有下述的这样的形状。
即，轮廓线的倾斜的绝对值在50°～70°的范围由U表示，U在光控制部件上的投影面积与单元凸部在光控制部件上的投影面积的比例在0.2～0.8的范围。
图28为表示在上述光控制部件4的射出面，设置多个凸部9的形式的，沿与射出面相垂直，包括顶部的规定的一个方向剖开的场合的轮廓线与轮廓线上的各点的斜率之间的关系的图。在该轮廓线的斜率的绝对值为50°～70°的范围由U表示的场合，U在光控制部件上的投影面积与单元凸部在光控制部件上的投影面积的比例在0.2～0.8的范围。如果U在光控制部件上的投影面积与单元凸部在光控制部件上的投影面积的比例小于0.2，由于倾斜射入光12中的朝向正面方向射出的光的比例减少，故射出面内的均匀性降低。另外，在该比例超过0.8时，光的分散效果变小，亮度均匀性降低。
在这里，从射出面内的亮度均匀性的观点来说，最好，上述区域U在光控制部件上的投影面积的比例在0.4～0.75的范围，另外，特别是最好在0.5～0.7的范围。另外，上述规定的一个方向为截面形状的光控制性能最显著的方向，其指与从光源X1朝向光源Y1的方向平行的方向。
象图29所示的那样，垂直地射入光控制部件4的光13在不适合上述凸部9的区域U的斜率的绝对值较小的顶部周边，分散射出方向，与相当于区域U的表面接触的光均分散射出方向，与相当于凸部9的区域U的凸部裙部附近的表面接触的光产生全反射，而不射出，可抑制该光的全光线透射率。由此，可容易获得下述照明装置，其中，垂直地射入光控制部件4的垂直光13的全光线透射率变小，亮度均匀性较高，并且亮度高。
为了在区域U，不因全反射，使垂直地射入光控制部件4的光射出，最好，区域U至少不在凸部9的顶部附近，而在裙部附近，顶部附近由其斜率小于区域U的绝对值的区域形成。
但是，在邻接的凸部象图29所示的那样，在裙部接触时，在裙部端部由区域U形成时，用于对其成型的模具为尖锐的凸状，容易产生模具凸部的变形造成的不良。为了防止该情况，最好，将凸部9的谷部较窄的区域的斜率的绝对值设定得较小。
另外，虽然在图中未示出，但是，对于上述凸部的绝对值超过70°的区域，同样全反射，而反射角度相对垂直方向，在40°以下，由此，经常难于抑制从射出面射出的全光线透射率。
象图30所示的那样，倾斜地射入光控制部件4的入射面19的倾斜入射光12可通过折射作用，从光控制部件4的射出面侧，沿基本垂直方向(与入射面19的基本垂直方向相同的方向)射出。
如果凸部斜面与光控制部件4的入射面19的切线的斜率由角度γ表示，则其可由γ＝(π-θ)/2来表示。在这里，如果光控制部件4的入射角度由Φ1表示，光控制部件4的折射率由n表示，则象图10所示的那样，从凸部9中的其中一个凸部9上的点实现透射的光的相对光控制部件4的法线方向的角度Φ5可象下述那样求出Φ2＝Sin-1{(sinΦ1}/n}Φ3＝γ-Φ2Φ4＝Sin-1(n×sinΦ3)Φ5＝Φ4-γ
在这里，必须要求Φ4≤90°，另一方面，0≤γ，由此，0≤γ≤Sin-1(1/n)+Sin-1{(sinΦ1}/n}比如，在光源之间的距离D为33mm，从光源中心到光控制部件4的最短距离H为15mm的场合，如果在光源之间的中间位置，Φ1(＝α)为48°左右，光控制部件4的折射率n为1.54，则0°≤γ≤69°。即，如果γ大于69°，则入射光在于光控制部件内部行进后，以超过临界角的角度射入射出面，由此，在光控制部件中实现全反射，沿倾斜方向射出。
根据本发明的实质，最好，光线的射出方向为光控制部件4的尽可能正面方向。因此，在Φ1＝α的场合，最好-15°≤Φ5≤15°。另外，特别是最好-10°≤Φ5≤10°。另外，尤其是最好按照-5°≤Φ5≤5°的方式选择γ。另外，从亮度均匀性的观点来说，最好射入按照-15°≤Φ5≤15°的方式选择γ的区域的光在全射入光的10～50％的范围内。
比如，象上述那样，如果光源之间的距离D为33mm，从光源中心到光控制部件4的最短距离H为15mm，光控制部件4的折射率n为1.54，γ的优选的范围满足51°≤γ≤69°(42°≤θ≤78°)，更优选的范围满足57°≤γ≤68°(44°≤θ≤66°)，特别更优选的范围满足62°≤γ≤67°(46°≤θ≤56°)。
根据以上的入射角度Φ1与凸部斜率的绝对值γ和射出角度Φ5之间的关系，在本发明的优选的照明装置中，射入与光控制部件的光源之间相对的点的光中的，在区域U的斜面折射而射出的光在正面附近射出，另外，倾斜入射光在区域U以外的斜面折射而射出，在此场合，相对光控制部件的法线方向倾斜地射出。为了避免该射出光再次射入邻接的凸部，朝向光源侧返回的情况，最好，区域U的中心设置于凸部一侧的中心的外侧。
象图4所示的那样，分布对称的光入射相当于光源之间的位置。因此，通过使凸部截面形状为对称形状，可具有相对光控制部件的垂直方向，保持对称的射出光分布。
图7表示凸部9呈条带状的适合的截面形状的实例。由于上述凸部9的立体形状由呈锐角θ的2个基本倾斜部(相当于截面的基本直线10)与曲面部(相当于截面曲线11)构成，故在上述基本直线的部分和曲线的部分，光射出面的聚光和扩散的程度相互不同，这样，射出面的聚光性能和扩散性能进一步提高，由此，可更加有效地提高射出面内亮度的均匀性。
另外，象图8，图9所示的那样，在这样的形状的场合，从相同方向射入，与基本直线部10接触的光沿相同方向折射或反射，由此，射出光方向的控制容易，容易进行用于获得所需的亮度角度分布的光学设计。象图8所示的那样，倾斜地射入光控制部件4的入射面19的倾斜入射光12可在截面的基本直线10的部分，通过折射作用，从光控制部件4的射出面侧，沿基本垂直方向(与入射面19的基本垂直方向相同的方向)射出。构成轮廓线的顶部的曲线的曲率半径也可为无限大，即为直线。
作为凸部9的形状，2个截面的基本直线10与截面曲线11也可呈在全部方向具有基本为圆锥状或基本台锥状的立体形状。
图11表示可按照本发明实施的凸部9的另一形状。在该场合，在凸部9的谷部分，设置谷部14。可获得通过截面曲线部14，沿多个方向分散光的射出方向，亮度均匀性较高的照明装置。另外，作为在光控制部件4的内部，沿各个方向，传送光，提高分散效果用的方案，也可采用按照多个角度使平行光在光控制部件4的入射面偏振的方案。具体来说，例举在光控制部件4的入射面，形成任意的或具有周期性的凹凸结构。
另外，由于用于对谷部14成型的模具的凸部的前端呈曲线状的平缓的形状，故通过该谷部14，与尖锐的形状的场合相比较，难于产生模具凸部的变形造成的成型不良。另外，形成轮廓线的顶部的曲线的曲率半径也可为无限大，此时，构成顶部的曲线为直线。
此外，在光源为线状光源的场合，可通过射出面侧的多个凸部9平行地排列的条带状透镜形成，透镜的纵向与线状光源的纵向平行。由此，更容易进行光控制部件4的射出面的射出光的角度分布调整。
图12表示全光线透射率调整方案的另一光控制部件4的结构实例。在本方案中，在具有多个线状光源15、反射该线状光源15的光的反射板(图中未示出)、与扩散透射来自上述线状光源15和反射板的光的光控制部件4的正下型的照明装置中，在上述光控制部件4中的与线状光源15对置的一侧的入射面，多个条带状棱镜16按照与上述线状光源15的纵向平行的方式形成。
还有，上述条带状棱镜16的、面临上述线状光源15的一侧的棱线部的顶角在30°～60°的范围内。另外，在上述光控制部件4的光射出面，形成多个凹凸部17。该射出面凹凸部17也呈条带状，条带状凹凸部17的纵向具有与上述光入射面侧条带状棱镜16的纵向平行的关系。
象图12所示的那样，沿线状光源15的正上方向射入的垂直入射光13通过形成于入射面的棱镜16的斜面折射，在折射后，通过形成于射出面的凹凸部17，将光的一部分全反射。由此，由于垂直地射入光控制部件4的光的透射比例变小，故可对光控制部件4的全光线透射率进行控制。
象图13所示的那样，在线状光源15之间射入的光，即，相对光控制部件14的倾斜入射光12通过形成于上述入射面的棱镜16而折射，实现全反射，沿基本正面方向向光控制部件4射出。由此，可提高各线状光源15之间的正面方向附近的亮度。
图14表示可用于本发明的再一光控制部件4的结构实例。在本发明中，在使从多个线状光源15射出的光线扩散透射的光控制部件4中，在该光控制部件4中的与上述线状光源15对置的入射面上，形成与该线状光源15的纵向平行地延伸的多个条带状棱镜16，并且在多个棱镜16之间，设置规定长度的平坦部18。另外，在上述光控制部件4的光射出面，形成与上述条带状棱镜16的纵向平行地延伸的多个射出面凹凸部17，该射出面凹凸部17具有由棱镜形状等形成的截面形状。由此，使射出面内亮度的均匀。
象图14所示的那样，射入线状光源15的正上方的垂直入射光13在形成于入射面的棱镜16折射，通过形成于射出面的凹凸部17，对一部分的光进行全反射。由此，可控制垂直地射入光控制部件4的垂直光13的透射率。另外，通过形成于入射面侧的多个棱镜16之间的平坦部18，容易调整光控制部件4的光的透射率。最好，该平坦部18相对入射面整体的比例在40％以下。
象图15所示的那样，射入线状光源15之间的倾斜入射光12在形成于入射面的棱镜16折射，实现全反射，沿基本正面方向射出。由此，可提高线状光源15之间的正面方向的亮度。
图16表示在形成于光控制部件4的入射面的棱镜16的内部产生全反射的场合的光行进方向。如果入射光100相对光控制部件4的入射面的法线方向的入射角度由ε1表示，则通过形成于入射面的棱镜16而全反射，然后，该行进光25相对光控制部件4的内部的法线方向的角度ε5可象下述那样计算。
ε2＝δ1-ε1
ε3＝Sin-1{(sinε2)/n}ε4＝δ1-ε3+δ2-90°ε5＝90°-(ε4+δ2)根据本发明的实质，最好，光线的射出方向为光控制部件4的正面方向，即，与法线方向相同的方向。为此，最好，在光控制部件4的内部，行进光25沿射出面的法线方向行进。因此，在ε1＝α的场合，最好-20°≤ε5≤20°。另外，特别是最好-10°≤ε5≤10°。另外，最好按照-5°≤ε5≤5°的方式，选择δ1，δ2。
比如，如果光源之间的距离D为33mm，光源中心与光控制部件14之间的间距H为15mm，光控制部件4的折射率n为1.54，则最好55°≤δ1≤72°。另外，特别是最好59°≤δ1≤67°。另外，适合按照61°≤δ1≤65°的方式选择。
最好，形成于上述射出面侧的凹凸部17的高度或深度在1～1000μm的范围内。如果超过1000μm，因观察到凹凸部，导致品质降低。另外，如果小于1μm，则因光的衍射现象，发生着色，产生品质的降低。另外，最好在10μm～500μm。此外，特别是最好在30μm～300μm。
另外，对于形成于入射面的棱镜，象图33所示的那样，可具有多个斜率。在图33中，设置左右对称的入射面棱镜区域U1、相对U1的中心而对称的1对非对称棱镜U2、以及在U1与U2之间，设置微小的间隙U3，以便容易制作模具。棱镜组U1和U2可由3个以上的组形成，但是，最好，在从整体观看时，保持对称。象图34所示的那样，在入射面呈图33的形状的光控制部件4中，最好来自光源(图中未示出)的倾斜入射光12沿更宽的方向扩散射出，消除灯映像。
在设置上述的棱镜等的表面图案的场合，可采用挤压成型、注射成型、使用紫外线硬化树脂的2P成型等的任何成型方式。可考虑棱镜的尺寸、必要形状、批量生产性，适当地采用成型方法，该成型方法不特别地限定。
在全光线透射率调整机构的另一光控制部件4的结构实例中，在光控制部件4的入射面和射出面的至少一个面上，设置至少1个由其折射率低于光控制部件4的基材的材质形成的厚度在1μm以下的较薄的层。如果象这样构成，则通过光的干涉作用，则相对光控制部件4的垂直入射时的全光线透射率变小，倾斜入射时的全光透射率增加。
另外，通过在本发明的照明装置上设置透射型的显示元件，可容易获得显示面的亮度均匀性优良的图像显示装置。
图27表示本实施例的第1实例。在本实施例中，数学公式1H(x)=0.139-cx21+1-(k+1)c2x2]]>c＝8.33k＝-0.44通过切削加工制作具有按照上述公式表示的条带状的槽的凹模。在这里，x表示距单位形状的中心的距离。另外，在上述k的场合，其表示椭圆形状。1个槽的宽度为0.3mm。即，-0.15≤x≤0.15(mm)。
接着，通过模具，通过紫外线硬化树脂在聚碳酸酯薄膜表面上形成凸形状。另外，将聚碳酸酯薄膜中的未形成棱镜的面贴合于厚度为2mm的透明的丙烯酸板上，获得光控制部件。按照30mm的间距，设置作为线状光源的冷阴极管，在距冷阴极管18mm的位置，上述丙烯酸板中的具有凸部的面按照构成射出面的方式设置。在此场合，α＝40°。另外，在冷阴极管中的与丙烯酸板对置的一侧设置反射片。
作为在该状态观察的结果，可获得消除灯映像，射出面的亮度均匀的照明装置。光以与入射面的法线方向成α＝40°的角度，射入在这里所采用的入射光控制部件的入射面的场合的透射率为66％，沿该法线方向照射光的场合的透射率为52％，该透射率的比为1.27。
下面对本发明的第2实例进行具体描述。首先，通过切削加工制作具有图7的2个基本直线10的延长线之间的夹角θ＝50°，P1＝260μm，A1＝182μm的条带状的槽的凹模具。
接着，采用该凹模具，通过紫外线硬化树脂，在聚碳酸酯薄膜表面上形成凸形状的棱镜。另外，将该聚碳酸酯薄膜中的未形成棱镜的一侧的面贴合于厚度为2mm的透明的丙烯酸板上，由此，获得形成凸形状的棱镜的光控制部件。
然后，在光控制部件与反射板之间设置多个线状光源。在此场合，按照33mm的间距设置作为线状光源的多个冷阴极管，在距冷阴极管15mm的位置，按照形成射出面的方式设置具有上述丙烯酸板的凸形状部的一侧的面。在此场合，按照上述角度α＝48°的方式设置。另外，在冷阴极管中的与丙烯酸板对置的一侧的面上设置反射片。
在该状态，通过冷阴极管的点亮，对光控制部件照射光，观察该光控制部件。其结果是，可获得消除灯映像，射出面内的亮度均匀的照明装置。在这里所采用的光控制部件的入射面，相对入射面的法线方向，以入射角度α＝48°，照射光的场合的该光的全光线透射率R1为75％，沿该法线方向照射光的场合的该光的全光线透射率R2为51％，它们的全光线透射率的比R1/R2为1.47。
图24表示本实施例的第3实例。在本实施例中，通过切削加工制作具有作为2条直线之间的角度θa＝40°，P1a＝0.113mm，A1a＝0.045mm的S1，以及作为θb＝70°，P1b＝0.113mm，A1b＝0.045mm的S2的条带状的槽的凹模。接着，通过该模具，采用紫外线硬化树脂，在聚碳酸酯薄膜表面上形成凸部。另外，将该聚碳酸酯薄膜中的未形成棱镜的面贴合于厚度为2mm的透明的丙烯酸板上，获得光控制部件。按照33mm的间距设置作为线状光源的多个冷阴极管，在距冷阴极管16.5mm的位置，按照形成射出面的方式设置具有上述丙烯酸板的凸部的面。在此场合，上述角度α＝45°。另外，在冷阴极管中的与丙烯酸板对置的一侧的面上，设置反射片。
作为在该状态观察的结果，可获得消除灯映像，射出面的亮度均匀的照明装置。光以与入射面的法线方向成角度α＝45°的夹角，射入在这里所采用的入射光控制部件的入射面的场合的透射率为76％，沿法线方向照射光的场合的透射率为52％，它们的透射率的比为1.46。
通过象这样，具有2种条带状凸部，则可象图25所示的那样，光控制部件的垂直入射光13获得因形状S1，S2而不同的射出光特性L1，L2。另外，象图26所示的那样倾斜入射光12也可获得与S1，S2相对应的射出光特性L3，L4。由于象这样，可分散光的射出方向，故可进一步减小面内的亮度不均匀。即，由于相对1种条带状凸部的射出光控制，形状设定的自由增加，故更加容易控制射出光的特性。另外，显然，条带状凸部不限于2种，即使在3种以上，也没有问题。
下面对本实施例的第4实例进行具体描述。首先，为了分别形成由在具有顶角40°的棱镜部与在各棱镜部之间，按照面整体的30％的比率以等间距设置的平坦部形成的棱镜部面，和具有顶角140°的呈棱镜形状的凹凸面，通过切削加工，制作具有与各棱镜形状相对应的多个槽部的模具。在此场合，上述多个槽部按照50μm的间距设置。另外，通过切削加工制作的模具的表面形状呈与上述棱镜形状相对应的对称形状，该对称形状的槽的深度也在面内一定。
另外，在模具内设置聚碳酸薄膜，注入紫外线硬化树脂，由此，分别在该聚碳酸薄膜的一个面上形成与上述各棱镜形状相对应的形状部。另外，将各聚碳酸薄膜的棱镜中的未形成棱镜部的一侧的面贴合于厚度为2mm的透明的丙烯酸板上。在此场合，按照顶角为40度的入射侧棱镜部的棱线，以及顶角为140度的射出侧凹凸面的棱线相互平行的方式贴合，由此，获得在内外两面形成凸形部的光控制部件。
接着，按照33mm的间距设置作为线状光源的多个冷阴极管，在距冷阴极管16.5mm的位置，设置上述光控制部件。在此场合，按照光控制部件的棱镜部与冷阴极管的纵向平行，上述凹凸面构成光控制部件的射出面侧的方式设置。在此场合，按照上述角度α＝45°的方式设置。另外，在冷阴极管中的与丙烯酸板对置的一侧的面上设置反射片。
在该状态，通过冷阴极管的点亮，对光控制部件照射光，观察该光控制部件。其结果是，可获得消除灯映像，射出面内的亮度均匀的照明装置。在这里所采用的光控制部件的入射面，相对入射面的法线方向，以入射角度α＝45°，照射光的场合的该光的全光线透射率R1为79％，沿该法线方向照射光的场合的该光的全光线透射率R2为66％，它们的全光线透射率的比R1/R2为1.19。
下面在将本发明的光控制部件用于照明装置的场合，与代替该光控制部件，采用普通的包含微小颗粒的光扩散板的场合，进行对亮度均匀性等比较用的实验。首先，象图17(a)所示的那样，在未形成上述棱镜形状部的包含微小颗粒的光扩散板20上，形成宽度B的开口部20a。接着，在包含微小颗粒的光扩散板20和反射板2之间，设置作为线状光源15的冷阴极管，将其点亮。在此场合，在该光扩散板20的开口部20a处未设置任何的冷阴极管。
在点亮冷阴极管的状态，从正面方向测定上述光扩散板20的亮度。图17(b)表示该测定结果。象根据该结果而知道的那样，在冷阴极管的正上区域，亮度增加，在相邻的冷阴极管之间(斜上区域)，亮度较低。由此，由于在冷阴极管的正上区域和斜上区域，两者的亮度差较大，故图像显示面的亮度均匀性等的品质大大降低。
接着，对应于上述开口部20a的尺寸，切制两面粘贴上述聚碳酸薄膜的丙烯酸板，即，形成有上述入射面棱镜部和射出面凹凸部的光控制部件4，将其设置于上述开口部20a的内部。在此场合，上述光控制部件4的入射面棱镜部侧的表面面临上述冷阴极管，并且，上述入射面棱镜的棱线方向与冷阴极管的纵向一致。
然后，将扩散片重合于上述光控制部件4上。接着，点亮上述冷阴极管15，在该状态，从正面方向测定上述扩散片面上的亮度。图17(c)表示该测定结果。象根据该结果判断的那样，在采用在上述入射面上形成棱镜部的光控制部件4时，消除线状光源15的映像，在该线状光源15的正上的部分，与多个线状光源15之间的部分，获得几乎均匀的亮度。
如果对图17(c)中的与光控制部件4相对应的位置范围的B部的亮度，以及和包含微小颗粒的扩散板20相对应的位置范围的C部的亮度进行比较，则B部的亮度比C部的亮度高10％左右。即，在采用本发明的光控制部件4的场合，与采用过去的包含微小颗粒的光扩散板20的场合相比较，可获得较亮的照明装置。
另外，在采用包含微小颗粒的光扩散板，获得与光控制部件4的亮度相同程度的亮度的场合，由于呈现在冷阴极管的正上方，亮度较高，在多个冷阴极管之间，亮度较低的现象，故难于获得与光控制部件4的亮度相同程度的亮度。
此外，图18表示本实施例的第5实例。在本实施例中，在由折射率为1.54的甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯的共聚物形成的厚度为2mm的基材的入射射出面上，分别按照0.1μm、0.078μm和0.179μm的厚度叠置折射率分别为1.48、1.62和1.38的透明材料制薄膜N1、N2和N3，由此，形成光控制部件4。另外，标号26表示反射光。
向光控制部件4照射光的线状光源采用多个冷阴极管。在此场合，按照33mm的间距，设置多个冷阴极管，在距冷阴极管16.5mm的位置，设置上述光控制部件4。在此场合，按照上述角度α＝45°的方式设置。另外，在冷阴极管中的与丙烯酸板对置的一侧，设置反射片。
在该状态，通过冷阴极管的点亮，对光控制部件4照射光，观察该光控制部件4。其结果是，可获得消除灯映像，射出面内的亮度均匀的照明装置。在这里所采用的光控制部件的入射面上，相对入射面的法线方向，以入射角度α＝45°，照射光的场合的该光的全光线透射率R1为90％，沿该法线方向照射光的场合的光的全光线透射率R2为85％，它们的全光线透射率的比R1/R2为1.09。
本发明的光源不限于线状光源，可采用多个点光源。图19表示在反射板2和光控制部件4之间，设置点光源21的场合的结构实例。即使在采用点光源21的情况下，仍可期待与采用线状光源的场合相同的作用效果。
图20表示本发明可采用的另一结构实例。在本方案中，将扩散片22重合于光控制部件4的射出面上。在该场合，由于通过扩散片22，在射出面内，使射出光的亮度角度分布均匀，故可获得更高质量的照明装置。
图21表示本发明可采用的还一结构实例。在本方案中，将偏振光分离膜23重合于扩散片22上。在偏振光分离膜23分离垂直的直线偏振光的场合，在发光面上放置液晶板，使偏振光分离膜23的透射偏振光轴与液晶面入射面的偏振膜的透射轴一致，由此，获得更高亮度的液晶显示装置。
另外，在偏振光分离膜23分离右旋和左旋的圆偏振光的场合，在偏振光分离膜23的射出面，重合1/4波长板，在1/4波长透射后，将其变换为直线偏振光，其直线偏振方向可为与液晶板入射面的偏振膜的透射轴一致的方向。
接着，就液晶显示装置(图像显示装置)的基本结构实例来说，在光控制部件4上放置液晶板，由此，可获得在液晶显示面内，亮度均匀的液晶显示装置。通过在本发明的照明装置上采用透射型显示元件，可容易获得结构简单的图像显示装置。作为透射型显示元件的代表实例，例举液晶板。
在这里，图像显示装置指将照明装置和显示元件组合而形成的显示组件，以及采用该显示组件的电视机、个人计算机监视器等的至少具有图像显示功能的设备。图22表示将照明装置和显示元件组合而形成的图像显示装置的结构实例。在本方案中，在光控制部件4上，重合光扩散薄膜片22，在其上重合偏振光分离膜23，接着，在其上，重合液晶板24。在此场合，使偏振光分离膜23的透射偏振轴和液晶板24的入射面的偏振膜的透射轴相互一致。
(比较实例1)
在专利文献6中，提出通过将光源分离为2个像，获得均匀的面光源元件。为了对在专利文献6中提出的方案和本发明的光控制部件进行比较，作为专利文献6中给出的、将光源分离为2个像的方案，按照棱镜与线光源平行的方式，设置在射出面形成顶角为90°的棱镜的片。但是，象图32所示的那样，该片沿正面方向射出来自倾斜方向的入射光。但是，象图31所示的那样，相对片，垂直地射入的光通过全反射，沿正面方向射出的光大幅度地降低。作为从正面方向观察的结果，在光源的正上部分，亮度大大降低，面内的亮度不均匀增加。另外，在片的入射面，光以相对入射面的法线方向成α＝45°的角度射入的场合的透射率为90％，沿法线方向照射光的场合的透射率为5％。即，透射率的比为18。如果象这样，透射率比增加，则因光源正上方的亮度降低，无法控制面内亮度不均匀。
图31，图32表示该片的光控制的原理。象图31所示的那样，由于从法线方向射入光控制部件的入射面的光实现全反射，向入射侧返回，故该区域的全光线透射率从原理上说为0，实测值也非常低，而为5％。另一方面，象图32所示的那样，从倾斜方向射入的光在凸部折射朝向正面附近，故呈现较高的全光线透射率。在实施的方案中为90％。即，与本发明相比较，从倾斜方向射入的光的全光线透射率的比例非常高。
为了具体对这样的从倾斜方向射入的光和从法线方向射入的光的全光线透射率的比例不同造成的亮度不均匀的差异进行比较，象图35所示的那样，在距冷阴极管之间55mm的位置，分别设置图27所示的实施例1的第1实例的光控制部件或比较实例的棱镜片，通过照相机拍摄在点亮冷阴极管之间的状态产生的像。
其结果是，在实施例1的第1实例的光控制部件中，象图36的照片所示的那样，确认来自光源的光从较宽的范围射出，由此，可预想到，相对可通过面内的亮度均匀性，获得优良的面光源的情况，在专利文献6中提出的比较实例的棱镜片中，象图37的照片所示的那样，将光源明确地分割为2个像，在相应的位置，形成高亮度的区域，产生亮度不均匀。在这里，图38的照片为直接拍摄光源的照片。
下面对通过本发明提供的光扩散板的优选形式进行具体描述。在具有基本平行的2个主面的光扩散板，在上述主面的至少一个面上周期性地形成多个凸部，上述主面的一个面主要为感光的入射面，另一面主要为射出光的射出面，光相对入射面的法线方向，以规定的角度α射入时的全光线透射率在50％以上，并且为垂直地射入时的1.05～5倍，由此，提供下述的光扩散板，其中，在用作正下型照明装置的部件时，提供下述的光扩散片，其可使结构简单，减小厚度，生产性提高，不需要光源和光扩散板的位置的细微调整，消除灯映像，可实现射出面内的优良的亮度均匀性。
另外，相对法线，以角度α射入入射面的光在具有普通的基本平行的2个主面的光扩散板中，呈现以角度α为中心的亮度角度分布，但是在本发明的光扩散板中，可通过凸部，相对射出面的法线，在(-π/12)～(π/12)的角度范围，入射光的10～50％以射出的方式发生偏转，由此，可获得以通常希望的正面附近为中心的亮度角度分布。
角度α可在0度＜α＜90度的范围内任意地设定，但是，角度α越宽，越可使较宽范围的射出能量均匀。通常，角度α在30～80度的范围内，另外，最好在40～70度的范围内。当角度α窄于30度时，如果与光源的距离相同，由于光源光的均匀的照射范围较窄，故在用于大型的照明装置的场合，必须要求多个光源，这是不希望的。在这里，从减小厚度等的要求来说，最好不扩大与光源的距离。另外，在角度α变窄时，由于射出光能量的差异较小，故比如，即使通过过去人们知道的扩散片，仍可按照某种程度解决，可用于一部分不要求特别高品质的场合。另一方面，在角度α大于80度时，由于从光源，以角度α射入的光较弱，故高亮度用途不充分。
通常，如果向透明的平板的主面照射光，由于即便是透明板，仍在平板内部，产生能量损失，故与入射能量相比较，射出能量降低。此时，射出能量和入射能量的比由全光线透射率表示，取小于100％的值。在法线方向和倾斜方向中，在倾斜方向的场合，从平板内部，即，入射面射入，到从射出面射出的光路长度变长。由此，倾斜方向的能量损失增加，在倾斜方向的场合，全光线透射率降低。在光源正上方附近，板厚增加，伴随与光源的离开，厚度减小，由此，倾斜方向的入射光的全光线透射率可高于法线方向的入射光的全光线透射率，但是，必须要求光源与板的正确的位置对准，这对于生产是不利的。
由于无需光源和光扩散板的位置对准，故在光扩散板的入射面上的任意点上，对于全光线透射率，必须具有相同的性质。因此，按照本发明，以此方面作为1个特征。即，本发明的特征在于通过周期性地在光扩散板的至少一个面上设置多个凸部，从入射面上的任意点射入的光就全光线透射率来说，呈现相同的光学性质，并且通过选择适合的角度α，具有在于该入射面上的任意点，从与法线方向成α角度的倾斜方向射入的光，以及在入射面从法线方向射入的光中，从倾斜方向射入的光的场合呈现较高的值的特别的光学性质，在至少1个点，具有相互的全光线透射率与按照本发明规定的全光线透射率的比的角度α。
反之，通过本发明公开的方法，设计光扩散板的表面形状，调整全光线透射率的比，由此自由地调整角度α，由此，可获得符合目的的照明装置。通常，最好，角度α为照明装置的观察面中的最暗的区域附近的入射面上的点与光源之间的夹角。最好，比如在以光源为中心而设置的正下型照明装置中，为由光扩散板的距离和光扩散板的尺寸确定的光源与光扩散板的周边附近之间的夹角。另外，最好，在设置多个光源的正下型照明装置中，为与和光源邻接的光源的中心对置的入射面和光源之间的夹角。
如果本发明的光扩散板为用作普通光扩散板的基材的材料，则最好能采用该板，通常，采用透光性树脂。比如，例举甲基丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚碳酸树脂、环烯树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯的共聚物树脂、环烯-链烯的共聚物树脂等。
本扩散板的特征在于至少在一个面上具有周期性的凸部。也可在两个面上形成周期性的凸部，但是，仅仅在一个面上形成周期性的凸部的场合对于生产是有利的。在本发明的光扩散板呈具有平坦的入射面和设置凸部的射出面的形状的场合，通过使凸部为以下的那样，可实现本发明。与射出面相垂直，包括该凸部的顶部在内的、至少规定的一个方向的截面的光射出部分的轮廓线包括该光扩散板的折射率为n时，相对该射出面的斜率的绝对值小于Sin-1(1/n)的区域X，该区域X中的与射出面平行的方向成分的长度x与轮廓线整体中的与该射出面平行的方向成分的长度P的比例在0.15～0.80的范围内。另外，上述凸部的顶部包括在区域X中。
从法线方向射入平坦的入射面的光不折射，而在光扩散板内部行进，朝向射出面。在射出面相对入射面的斜率为θ时，射出面的法线方向，以及从上述法线方向射入，在光扩散板内部行进，朝向射出面的光线之间的夹角也为θ，如果光扩散板的折射率为n，空气的折射率为1，则在射出面的斜率的绝对值小于Sin-1(1/n)时，从上述法线射入，在光扩散板内部行进，朝向射出面的光在射出面透射，向观测面射出。另一方面，在斜率的绝对值在Sin-1(1/n)以上时，从上述法线方向射入，在光扩散板内部行进，朝向射出面的光在射出面实现全反射。
由于该原因，故在未从法线方向射入入射面而折射，而是射入上述区域X的光象图46所示的那样，按照与区域X219的斜率相对应的角度在射出面折射，同时实现透射，形成射出光213。由于通过使区域X219的角度呈曲线状，在射出面折射的角度连续地变化，故可均匀地分散来自法线方向的较强的透射光。区域X219也可形成于1个凸部中的多个部位。
从容易进行形状设计的方面来说，最好上述凸部的截面呈以光扩散板的法线方向为轴的线对称形状。
从法线方向射入区域X以外的区域的光象图46所示的那样，在射出面实现全反射。全反射的光包括再次在光扩散板的内部行进，朝向另一射出面，通常，再次实现全反射，作为反射光16而向入射侧返回的光，以及实现透射的光。实现透射的光通常较多，但是再次射入另一射出面，作为反射光16而向入射侧返回。另外，因凸部形状的作用，该透射光在观察面侧射出，但是，由于比例较少，故没有难于调整全光线透射率的比例等的影响。
将射入区域X以外的区域的光向入射侧返回是用于调整全光线透射率的比率的重要的功能，换言之，通过调整区域X的比例，可按照从角度α射入的光相对全光线透射率的比率的优选的比率，调整全光线透射率的比率。该区域X中的与射出面平行的方向成分的长度x与轮廓线整体中的与该射出面平行的方向成分的长度P的比例最好在0.15～0.80的范围内，特别是最好在0.25～0.60的范围内。如果x/P小于0.15，则灯正上方的亮度过低，变暗。最好通过使x/P在0.25以上，还进一步提高分散性。如果x/P大于0.80，由于按照角度α射入的光中，朝向正面方向的光减少，故面内的均匀性降低。
在沿入射面方向将射入区域X以外的区域的光返回的场合，相对射出面的斜率是重要的，优选的斜率伴随基材的折射率而不同，但是通常，在以透明树脂用作基材的场合，最好，该斜率在45～80度的范围内。特别是最好在50～70度的范围内，尤其是最好在55～65度的范围内。
另一方面，按照角度α，射入区域X以外的区域的光象图45所示的那样，在正面附近偏转，实现透射。射出光角度由角度α和凸部的斜率θ与基材的折射率确定，但是，为了在正面附近聚光，比如，在折射率为1.54、α为50度的场合，最好射出光角度在54～70度的范围内，特别是最好在61～69度的范围内，尤其是最好在64～68度的范围内。
按照角度α射入区域X的光在稍稍离开正面附近的区域扩散。射出光角度由角度α和凸部的斜率θ与基材的折射率确定，但是，为了在正面附近聚光，比如，在折射率为1.54、α为50度的场合，从法线方向，在24～50度的范围内射出光。由此，可提高面内亮度的均匀性，并且获得适合的射出光角度分布。
凸部的斜率的绝对值在满足0≤|sin-1(n·sin(θ-Sin-1((1/n·sinα)))-θ|≤(π/12)的关系的θ以下。如果斜率的绝对值高于该范围，则按照角度α射入的光的倾斜方向的射出光较强，难于按照所需的射出光角度分布调整。
如果象这样，调整凸部的区域X以外的区域的斜率，与区域X的比例，则可获得所需的全光线透射率与射出光角度分布。
通过使区域X以外的区域的至少一部分呈与上述规定角度相垂直的平面状，可在平面上沿相同方向，射出从一定的角度射入的光。由于可对应于入射光角度，调整射出光角度，故容易进行射出光角度分布的调整，容易消除亮度不均匀。从亮度角度分布控制的观点来说，特别是最好按照构成顶部，形成锐角的方式设置2个面。此时，2个平面在凸部顶部的射出面侧交叉。特别是最好，按照与法线保持线对称的方式设置。由于2个面之间的夹角为上述区域X以外的区域所形成的角度，故可对应于同样必要的全光线透射率、亮度角度分布而进行调整。
另外，形成于射出面的凸部在线状光源的正上方的部分和线状光源之间，采用相同的结构。通过该方案，容易制作棱镜形状，可谋求成本的降低。
射出面的凸部可采用挤压成型、注射成型、采用了紫外线硬化树脂的2P成型等的任何方式。可考虑凸部的尺寸、必要形状、批量生产性，适当地采用成型方法。在此场合，必须要求凸部的形状反转的凹模。
另一方面，按照本发明，通过在光扩散板的入射面上周期性地设置凸部，可获得下述的光扩散板，其中，光相对该入射面的法线方向，以规定的角度射入时的全光线透射率在50％以上，并且为从法线方向射入时的1.05～3倍。
在此场合，其特征在于在上述入射面上，周期性地形成凸部，通过包括凸部的顶部，与入射面垂直的面剖开的至少规定的一个方向的截面的轮廓线具有凸部的2个直线部，该2个直线部在顶部或该顶部的入射侧，以角度(π/9)以上的锐角θ1’交叉。由于以下的理由，实质上该角度指凸部的顶角。
如果以角度α射入入射面的光射入上述入射面的凸部，则象图53所示的那样，在凸部的相反的面，实现全反射，沿正面方向偏转而射出。由此，使光扩散板的射出光能量在面内均匀。比如，由于射入与排列多个线状光源的照明装置的线状光源之间对置的入射面的光也基本垂直地向光扩散板射出，故可获得较高的亮度。
由于在凸部所具有的2条直线在顶部交叉的前端呈尖锐的形状时，与该2条直线在顶部之外交叉的前端呈平缓的形状时相比较，射入凸部，产生上述偏转的光增加，故有效地提高正面亮度。但是，从成型的容易性和凸部前端的机械强度等的观点来说，最好，前端呈平缓的形状。因此，通常，凸部相对入射面的高度最好在2条直线在顶部交叉的前端呈尖锐的形状时的高度的85％以上，特别是最好为90％以上，尤其是最好在95％以上。
此外，在此场合，最好，与在射出面设置上述凸部的场合相比较，难于从观察面辨认造成质量降低的原因的凹凸图案。
从法线方向射入在入射面上设置凸部的本发明的光扩散板的入射面的凸部的光局部地反射，朝向入射面方向行进。由此，可使法线方向的全光线透射率降低，可调整上述全光线透射率的比例。同时，通过在射出面上设置凹凸部，可调整来自法线方向的光朝向入射面方向反射的光的角度。
在入射面侧的凸部之间，设置相对入射面的斜率的绝对值在光扩散板的折射率为n时，满足0≤Sin-1(n·sin(θ2’-Sin-1(1/n·sinθ2’)))≤(π/12)的角度θ2’的区域Y，由此，可调整从法线方向使光实现透射的比例。即，从法线方向射入区域Y的光取不同于射入上述凸部的性能，在区域Y折射，相对法线，以控制(π/12)以内的角度的方式射出。象这样，全光线透射率控制用的自由度较高，由此，可以较大宽度选择入射面的凸部形状，其结果是，可沿正面方向控制来自较宽范围的角度α的光。
在此场合，特别是最好，射出面的凹凸部按照与入射面的凸部相同的方向的斜率形成，其截面形状由双凸透镜、正弦波状中的任何一种或它们的组合体形成。另外，也可采用按照任意方式，以2维坐标方式排列的凹凸花纹状。
通过该入射面凸部和射出面凹凸部，从法线方向射入入射面的光的一部分实现透射，但是，一部分的光因全反射，未实现透射，向光源侧返回。
另外，在入射面侧的凸部之间，设置相对入射面的斜率的绝对值在光扩散板的折射率为n时，满足0≤Sin-1(n·sin(θ2’-Sin-1(1/n·sinθ2’)))≤(π/12)的角度θ2’的区域Y，由此，可调整从法线方向射入入射面的入射光的透射、反射率的比率。区域Y也可与入射面平行，即，为入射面上的平坦部。
象图54所示的那样，从法线方向，射入入射面和满足角度的上述条件的θ2’的面的光沿相对法线，在(π/12)以内的正面附近的方向射出。即，由于通过在入射面凸部之间，设置区域Y，在没有区域Y的状态，还使实现全反射的光透射，故可提高光透射率。象图55所示的那样，由于按照角度α射入的倾斜入射光12未射入凸部的谷部17，故该谷部17与角度α的倾斜入射光12的方向控制无关。由于该原因，在该谷部设置区域Y，调整来自法线方向的入射光的全光线透射率的场合，有利于不对角度α的倾斜入射光的方向控制造成不利影响。
另一方面，虽然在图中未示出，但是在于凸部顶部上设置区域Y的场合，由于从角度α射入的光射入区域Y，沿不同的方向射出，故沿正面方向的射出光减少。另外，按照控制来自本来法线方向的全光线透射率的目的而设置的区域Y也对亮度角度分布造成影响，故难于设计。即，与设置于入射面凸部顶部的场合相比较，在区域Y设置于入射面凸部之间的场合，可较容易地控制透射、反射率。此场合也与在先描述的最好凸部呈尖锐的形状，以便沿正面方向控制角度α的光的场合一致，由此，不降低设计的自由度。
另外，形成于入射面上的凸部在线状光源正上方的部分和线状光源之间，采用相同的结构。通过该结构，可容易制作棱镜形状，谋求成本的降低。
入射面的凸部和射出面的凹凸部可采用挤压成型、注射成型、使用紫外线硬化树脂的2P成型等的任何成形方式。可考虑凸部的尺寸、必要形状、批量生产性，适当地采用成型方法。在此场合，必须要求凸部的形状反转的凹模。本发明所采用的入射面凸部的顶角为(π/9)以上的锐角，特别是最好为在(π/6)～(π/3)的范围内的锐角。在于凹模的凸部顶部，没有形成区域Y用的区域的场合，容易产生凹模顶部歪倒，成型不良等的不利情况。因此，通过在入射面凸部之间设置区域Y，可减轻模具的歪倒，这样可提高生产性。
由于在入射面上周期性地形成凸部的结构的光扩散板中，光以相对该入射面的法线方向，以规定的角度α射入时的全光线透射率为从法线方向射入时的1.05～3倍，故特别是最好能够采用按照等间距排列多个光源的多个光源正下型的照明装置。
本发明的凸部的顶部位于相应的凸部中的最突出的射出面侧，其通常，由在1个凸部，单点或连续地形成的一部分形成。由于本发明的特征在于射入任意点的光呈现相同的光学性能，故凸部通常由基本相同的形状形成，在此场合，相应的顶部的高度基本相同。但是，象图50所示的那样，还具有由不同的多种的形状形成的凸部规则地排列的情况，在此场合，具有顶部的高度也不同的情况。
此外，本发明的规定的一个方向按照打算使光偏转的方向确定。由于在比如线状光源中，沿与光源的纵向相垂直的方向，产生亮度不均匀，故必须要求对与光源的纵向相垂直的方向的光线方向进行控制，这样，凸部的形状必须为适合在与光源的纵向相垂直的方向的截面，最大程度地控制光的形状。在此场合，如果凸部为纯的楔形状，则相当于顶角为最窄的形状的截面方向。在排列多个光源的场合，规定的一个方向指沿与和光源邻接的另一光源的方向相平行的方向。
另外，最好，在线状光源中，凸部按照呈与线状光源的纵向相垂直的方向的截面为相同形状的条带状平行地排列的方式形成。
另外，由于点状光源通常沿全部方向产生亮度不均匀，故最好，凸部为在与射出面垂直的全部的截面，可对光进行控制的形状，但是，在排列多个光源的场合，凸部的形状伴随光源间距等的排列方法而不同。
由于本发明的光扩散板呈现在射入的光在射入面上的任意点，获得优选的光学性质的相同的光学指向性，故最好，全部的凸部的形状、尺寸基本相同，朝向、周期也相同。由于相同的理由，在用于采用多个光源的正下型照明装置的场合，最好同样对于光源的设置，按照相等的间距设置基本相同的性能的光源。
本发明的光扩散板也可根据需要，采用不同的多种材料而制作。比如，也可在凸部形成于薄膜上后，将支承板与未形成凸部的薄膜面对准，形成光扩散板。在此场合，比如，在于形成凸部时，采用紫外线硬化树脂的场合，凸部附近以外的部分采用通用的透光性树脂，由此，可削减高价的紫外线硬化树脂的使用量。另外，也可在内部分散少量的光扩散料，或在表面涂敷光扩散料。由于采用光扩散料，提高射出光的扩散性，亮度均匀性也提高。在涂敷光扩散料的场合，特别是最好将其涂敷于射出面侧。光扩散料采用过去的光扩散板、扩散片所使用的无机微小颗粒、交联有机微小颗粒。
如果采用多种材料，则作为确定凸部的形状时的重要的因素的光扩散板的折射率的值分别不同，但是，可以形成凸部的材料的值代替。
实施例2下面根据图39(a)至图39(c)～图57，对作为实施例2的、由本发明提供的光扩散板进行描述。
图39(a)～图39(c)表示具有本发明的光扩散板的照明装置的实例。在图39(a)中，在由冷阴极管放电灯等形成的长筒的线状光源、白炽灯泡等的点光源等中选择的光源204的观察面侧，设置在射出面侧设有凸部202的光扩散板201，在覆盖光源和光扩散板的外壳的内侧，设置反射板205。在图39(b)中，在按照等间距多根(在图示的实例中为3根)相互平行地设置的线上的光源204的观察面侧，设置光扩散板201，在该光扩散板201中，在入射面侧，设置凸部202和基本平坦部218，设置射出面凹凸部203，按照夹持该光扩散板201和光源204的方式，在相反侧，即，从观察面观看的里侧设置反射板205。该方案适合用于薄型的大型电视机、PC监视器等的场合。在图39(c)中，按照等间距在多个(在图示实例中为3个)假想面内，设置光源204，按照夹持上述假想面的方式，在两侧分别与假想面平行地在射出面侧设置凸部202的光扩散板201。该方案适合于在两面具有观察面的照明布告板等的场合。
图40为表示上述光源204的正上区域的光线的入射能量的说明图。象该图所示的那样，与各正上区域之间或两侧的区域，即各光源204的斜上区域相比较，各光源204的正上区域的、射入上述光扩散板201的光线的入射能量较高。
图41为表示在上述光源204的正上区域，射入上述光扩散板201的光线的入射角度β和亮度之间的关系的说明图。在这里，该光线的入射角度β指光线相对上述光扩散板201的法线方向的行进方向的角度。象图41所示的那样，从垂直方向射入上述光扩散板201的入射角度β＝0°的光线的亮度最高。另外，伴随光线的行进方向与该垂直方向偏离、入射角度β的增加，光线的亮度逐渐地降低。
图42为表示在光源204的斜上区域，射入上述光扩散板201的光线的入射角度β与亮度之间的关系的说明图。象该图所示的那样，从法线方向射入该光扩散板201的光线的亮度最低，沿倾斜方向，亮度最高。
象根据上面所述而知道的那样，在上述各光源204的正上区域和斜上区域，相对入射角度β的入射能量分布和亮度分布之间的关系不同。
象图43所示的那样，最好，在采用多个光源的照明装置中，角度α为从光源204发出的光的朝向光源204和与光源204相邻的另一光源204的中间点正上的光扩散板201的入射角度。由于倾斜入射角α的全光线透射率高于从法线方向射入的光的全光线透射率，故可在光源204的正上的部分和光源之间的部分，使光扩散板201的射出能量均匀。
图44表示入射角β的全光线透射率测定方法。在积分球206的开口部208，设置测定对象207，按照相对测定对象207的法线方向，以β的角度射入激光或通过透镜准直的平行光209。在测定对象207中实现透射的光在积分球206的内部发生散射，通过以图中未示出的光电倍增管为代表的检测器测定其能量。如果设置测定对象207，按照角度β射入平行光209的场合的检测器的输出由V(β)表示，没有测定对象207的场合的检测器的输出由V0表示，则角度β的全光线透射率由V(β)/V0表示。
图45，图46表示在射出面形成截面基本呈椭圆形状的凸部202的场合的光线的性能。按照基本椭圆形状形成凸部202，由此，凸部裙部211的斜率的绝对值在满足0≤|Sin-1(n·sin(θ-Sin-1((1/n)·sinα)))-θ|≤(π/12)的θ以下。在图45中，相对法线，以角度α射入的倾斜入射光212可通过凸部裙部211的折射作用，从光扩散板201，沿基本正面方向射出。其原因如下。
如果凸部裙部211的斜率由γ表示，光扩散板201的入射角度由Φ1表示，光扩散板201的折射率由n表示，则象图47所示的那样，从光扩散板凸部202中的其中一个裙部透射的光相对光扩散板法线方向的角度Φ5可通过下述方式求出。
Φ2＝Sin-1{(sinΦ1)/n}Φ3＝γ-Φ2Φ4＝Sin-1(n×sinΦ3)Φ5＝Φ4-γ即，Φ5＝Sin-1(n·sin(γ-Sin-1((1/n)·sinΦ1)))-γ根据本发明的主要内容，最好，光线的射出方向为正面方向。因此，在Φ1＝α的场合，最好-15°≤Φ5≤15°。另外，特别是最好-10°≤Φ5≤10°。此外，尤其是最好按照-5°≤Φ5≤5°的方式选择γ。
凸部顶部210具有相对射出面的斜率的绝对值θ2小于Sin-1(1/n)的区域X219。象这样，区域X的斜率θ2可取多个值。由于为曲线部，θ2连续地变化，由此，可连续地改变分散方向，获得更高的亮度均匀性。另外，最好，凸部顶部210的任意点的斜率在凸部裙部211的射出面的斜率的绝对值以下。从成型的容易性、光的方向控制的容易性来说，最好采用该方式。
另外，象图46所示的那样，对于垂直地射入光扩散板201的光214，一边使其一部分的方向分散，一边使其射出，同时，射入凸部表面的光的一部分作为反射光216，返回到入射侧，由此，可抑制全光线透射率。这样，可获得亮度均匀性高、亮度高的照明装置。
图48表示凸部202呈条带状的场合的适合的凸部202的截面形状的实例。该条带状的凸部202由2个基本直线状的凸部裙部211与凸部顶部210构成，凸部裙部211与光扩散板201的射出面垂直，包括凸部顶部210的、至少规定的一个方向的截面的轮廓线的延长线交叉的角度θ1为锐角，该凸部顶部210由连接2个凸部裙部211的各一端的曲线形成。
由于通过直线部，按照相同角度射入的光可以相同角度射出，故容易进行射出光角度分布的控制，容易消除亮度不均匀，并且可按照所需的程度，进一步提高正面附近的亮度。
图49表示可按照本发明实施的凸部202的另一形状。在此场合，在凸部202的谷部217，设置凹状的曲线部。同样，可获得曲线部包括区域X219，通过该区域X219，分散光的射出方向，亮度均匀性较高的照明装置。
图50表示可按照本发明实施的凸部202的还一形状。在此场合，交替地设置形状不同的2种凸部202。即，图中的θ1a与θ1b、A1a与A2b、P1a与P1b的至少1个不同。由此，由于相对1种凸部形状的射出光控制，形状设定的自由度增加，故更加容易对射出光的特性进行控制。形状不限于2种，也可为3种以上。
图51为表示可按照本发明实施的凸部202的又一形状。此场合，通过位于凸部202的凸部裙部211的直线部相对射出面的斜率的绝对值为2种的直线部形成。由此，由于在图50中，同样，相对射出光控制，形状设定的自由度增加，故更加容易控制射出光的特性。斜率不限于2种，即使在3种以上，仍没有问题。另外的特征在于与图50的形状相比较，凸部的图案难于显眼，即使在为大于图50的形状的凸部的情况下，仍可获得充分的高品质，由此，即使从生产性的观点仍是有利的。
图52，图53表示在入射面侧，设置具有以(π/9)以上的锐角交叉的直线部的凸部202和基本平坦部218，在射出面侧设置射出面凹凸部203的本发明的光扩散板的截面以及光线的性能。即使在未设置基本平坦部218的情况下，对于射入凸部202的光，仍是同样的。即，象图52所示的那样，沿法线方向的入射光214的一部分全反射，作为反射光216，返回到入射面侧。另外，象图53所示的那样，从倾斜方向射入的光212沿正面方向偏振，作为射出光213而射出。
凸部202的顶角θ1’为(π/9)以上的锐角，最好设定在(π/6)～(π/3)的范围内。通过使该顶角θ1’在上述范围内，可容易形成上述凸部202。另外，在象图53所示的那样，倾斜地射入上述光扩散板201，在上述凸部202处实现全反射的光线从上述射出面凹凸部203射出时，沿基本垂直方向在该凹凸部3射出的光线的比例增加，亮度增加。另外，还具有上述顶角θ1’指延长上述直线部，在顶部的入射面侧交叉而形成的角度的情况。
基本平坦部218由相对入射面的斜率的绝对值满足0≤Sin-1(n·sin(θ2’-Sin-1(1/n·sinθ2’)))≤(π/12)的角度θ2’的区域Y220形成。在此场合，作为区域Y220的长度y，与凸部202和基本平坦部218的长度的和的周期P的比例y/P最好限定在0.1～0.5的范围内。
采用该范围的原因在于如果上述比例y/P小于0.1，则在上述入射面棱镜部5的成型时，在模具的棱镜成型面产生歪倒，容易产生成型不良，与此相反，如果上述比例y/P超过0.5，则入射面棱镜部5相对入射面的控制性能显著降低。
另外，区域Y相对入射面的斜率的绝对值为满足0≤Sin-1(n·sin(θ2’-Sin-1(1/n·sinθ2’)))≤(π/12)的角度θ2’。其原因如下。
象图54所示的那样，在光线从折射率1的空气中，由法线方向射入折射率n的光扩散板的区域Y的场合，当区域Y相对入射面的斜率为θ2’时，入射角为相对法线的θ2’的角度。该光在光扩散板的内部，按照θ2”的角度偏转，接着，以θ2的角度射入射出面，再次折射，按照θ2’的角度射出。此时，θ2”＝Sin-1((1/n)·sin(θ2’))θ2＝θ2’-θ2”θ2’＝Sin-1(n·sin(θ2))由此，θ2’＝Sin-1(n·sin(θ2’-Sin-1(1/n·sinθ2’)))因此，在0≤Sin-1(n·sin(θ2’-Sin-1(1/n·sinθ2’)))≤(π/12)时，射出光角度在相对射出面的法线方向，(-π/12)～(π/12)的优选范围内。在射出面上设置凹凸部的场合，沿不同的方向偏转，但是，通过使凹凸部为比如下述那样的形状，可形成以(-π/12)～(π/12)为中心的优选的分布。
象图55所示的那样，在于入射面设置凸部202的场合，由于按照角度α射入的倾斜入射光212不射入凸部的谷部217，故该谷部217与角度α的倾斜入射光212的方向控制无关。由此，在该谷部设置区域Y，调整来自法线方向的入射光的全光线透射率，对于不对角度α的倾斜入射光的方向控制造成不利影响的方面是有利的。另一方面，虽然在图中未示出，在凸部顶部设置区域Y，从角度α射入的光射入区域Y，沿不同的方向射出，由此，沿正面方向的射出光降低。另外，按照沿本来法线方向的全光线透射率的目的而设置的区域Y也对亮度角度分布造成影响，故难于设计。即，与设置于入射面凸部顶部的场合相比较，在区域Y设置于入射面凸部之间的场合，可较容易地控制透射、反射率。
另一方面，在设置于上述光扩散板201的光射出面的射出面凹凸部203具有沿上述入射面棱镜部5的纵向平行地延伸的多个凸条或凹槽。在此场合，上述射出面凹凸部203的截面形状可适当地采用各种形状，比如，可呈棱镜形状(三角形状)、双凸形状(圆弧形状)、基本正弦波形状、柱状透镜形状或它们的组合的形状。也可根据需要，采用凹部或凸部以2维方式任意地排列的凹凸花纹状。
凸部202和射出面凹凸部203可选择挤压成型、注射成型、或使用紫外线硬化树脂的2P(Photo replication Process)法混合成型等的任何成型方式。此时，可考虑上述入射面棱镜部5和射出面凹凸部203的尺寸、必要形状、批量生产性等，适当地选择成型方法。
下面对本实施例的第1实例进行具体描述。
首先，通过切削加工，制作图45的具有P1＝300μm的椭圆弧状截面的槽的凹模。该椭圆为由下述式表示的形状
y＝0.139-8.33×2/(1+(1-38.9×2)1/2)(-0.15≤x≤0.15(mm))。
接着，采用凹模，通过紫外线硬化树脂，在聚碳酸酯薄膜表面上形成凸形状的棱镜。另外，将该聚碳酸酯薄膜中的未形成棱镜的一侧的面贴合于厚度为2mm的透明的丙烯酸板上，由此，获得在一个面上具有凸部的光扩散板。该光扩散板的主面的尺寸沿上述P1方向为55mm，沿与P1相垂直的方向为500mm。另外，θ1＝(0.27π)。光扩散板的折射率在丙烯酸板部分和聚碳酸酯部分与紫外线硬化树脂部分是不同的，但是，由于形成凸部的材料决定特性，故如果采用紫外线硬化树脂的折射率1.54，则形成A1之间的区域X的部分的P1方向成分的长度x针对1个凸部为174μm，作为表示区域X的比例的指标的比x/P1＝0.58。
下面，在光扩散板中的与设置凸部的面相反的一侧，按照与由上述丙烯酸板形成的主面以15mm的间距间隔开，与光扩散板平行，纵向与P1方向相垂直的方式设置线状光源，另外，在线状光源中的与光扩散板相反的一侧，设置反射板。此时，线状光源按照位于光扩散板的基本中间处的方式设置。在此场合，如果上述角度α＝60°，则按照角度α射入的点为距光扩散板的中心26mm的位置。
可获得下述的照明装置，其中，如果在该状态，通过点亮冷阴极管的点亮，对光扩散板照射光，观察该光扩散板，则消除灯映像。在这里所采用的光扩散板的入射面上，相对入射面的法线方向，以入射角度α＝60°照射光的场合的该光的全光线透射率R1为72％，沿该法线方向照射光的场合的该光的全光线透射率R2为52％，它们的全光线透射率的比R1/R2为1.38。
下面对本实施例的第2实例进行具体描述。首先，通过切削加工，制作图48的2个基本直线状的裙部的延长线所形成的夹角θ1＝(0.27π)，具有P1＝260μm，A1＝182μm的截面的槽的凹模。
接着，采用该凹模，通过紫外线硬化树脂，在聚碳酸薄膜表面上形成凸形状的棱镜。另外，该聚碳酸薄膜中的未形成棱镜的一侧的面与厚度为2mm的透明的丙烯酸板贴合，由此，获得在一个面上具有凸部的光扩散板。光扩散板的主面的尺寸沿P1方向为55mm，沿与P1相垂直的方向为500mm。光扩散板的折射率在丙烯酸板部分和聚碳酸薄膜部分与紫外线硬化树脂部分是不同的，但是，由于形成凸部的材料决定特性，故如果采用紫外线硬化树脂的折射率为1.54，则形成A1之间的区域X的部分的P1方向成分的长度x针对每个凸部为133μm，作为表示区域X的比例的指标的比x/P1＝0.51。
然后，在光扩散板中的与设置凸部的面相反的一侧，按照与由上述丙烯酸板形成的主面，以15mm的间距间隔开，与光扩散板平行，纵向与P1方向相垂直的方式设置线状光源，另外，在线状光源中的与光扩散板相反的一侧，设置反射板。此时，线状光源按照位于光扩散板的基本中间处的方式设置。在此场合，如果上述角度α＝60°，则按照角度α射入的点为距光扩散板的中心26mm的位置。
可获得下述的照明装置，其中，如果在该状态通过点亮冷阴极管，对光扩散板照射光，观察该光扩散板，则消除灯映像。在这里所采用的光扩散板的入射面上，相对入射面的法线方向，以入射角度α＝60°照射光的场合的该光的全光线透射率R1为77％，沿该法线方向照射光的场合的该光的全光线透射率R2为51％，它们的全光线透射率的比R1/R2为1.51。
在本实施例的第3实例的光扩散板中，除了通过在凸部之间的谷部设置宽度为19μm的圆弧状的凹状曲面形成图49所示的形状的方面，其它的结构为与本实施例的第2实例相同的形状。通过在谷部设置凹状曲面，在谷部区域X针对每个凸部，x＝14μm，与凸部顶部的区域X对准，x＝147μm，P1＝279μm，x/P1为0.53。
接着，在光扩散板中的与设置凸部的面相反的一侧，按照与由上述丙烯酸板形成的主面以15mm的间距间隔开，与光扩散板平行，纵向与P1方向相垂直的方式设置线状光源，另外，在线状光源中的与光扩散板相反的一侧设置反射板。此时，线状光源按照位于光扩散板的基本中间处的方式设置。在此场合，如果上述角度α＝60°，则按照角度α射入的点为距光扩散板的中心26mm的位置。
可获得下述的照明装置，其中，如果在该状态，通过点亮冷阴极管对光扩散板照射光，观察该光扩散板，则消除灯映像。在这里所采用的光扩散板的入射面上，相对入射面的法线方向，以入射角度α＝60°照射光的场合的光的全光线透射率R1为73％，沿该法线方向照射光的场合的该光的全光线透射率R2为52％，它们的全光线透射率的比R1/R2为1.40。
在本实施例的第4实例中，凸部的直线部的斜率的绝对值为2种，由此，形成图51所示的形状。顶部为斜率在(0.005π)以下的基本平坦部，A＝52μm，P1a＝130μm，P1b＝260μm，另外，θa＝(0.26π)，θb＝(0.44π)，在区域X，针对每个凸部，x＝52μm。x/P1b为0.20。其它的制造方法与本实施例的第1～3的实例相同，主面的尺寸也沿P1方向为55mm，沿与P1相垂直的方向为500mm。
接着，在光扩散板中的与设置凸部的面相反的一侧，按照与由上述丙烯酸板形成的主面，以15mm的间距间隔开，与光扩散板平行，纵向与P1方向相垂直的方式设置线状光源，另外，在线状光源中的与光扩散板相反的一侧设置反射板。此时，线状光源按照位于光扩散板的基本中间处的方式设置。在此场合，按照33mm的间距设置作为线状光源的多个冷阴极管，在距冷阴极管15mm的位置，按照形成射出面的方式设置具有上述丙烯酸板的凸部的一侧的面。在此场合，如果上述角度α＝60°，则按照角度α射入的点为距光扩散板的中心26mm的位置。
可获得下述的照明装置，其中，如果在该状态，通过点亮冷阴极管，对光扩散板照射光，观察该光扩散板，则消除灯映像。在这里所采用的光扩散板的入射面上，相对入射面的法线方向，以入射角度α＝60°照射光的场合的光的全光线透射率R1为70％，沿该法线方向照射光的场合的该光的全光线透射率R2为22％，它们的全光线透射率的比R1/R2为3.26。
在本实施例的第5实例中，通过使凸部的直线部的斜率的绝对值为2种，形成图51所示的形状。顶部为斜率在(0.005π)以下的基本平坦部，A＝42μm，P1a＝94μm，P1b＝260μm，另外，θa＝(0.26π)，θb＝(0.44π)，在区域X，针对每个凸部，x＝42μm，x/P1b为0.16。其它的制造方法与本实施例的第1～第4实例相同，主面的尺寸也沿P1方向为55mm，沿与P1相垂直的方向为500mm。
接着，在光扩散板中的与设置凸部的面相反的一侧，按照与由上述丙烯酸板形成的主面以15mm的间距间隔开，与光扩散板平行，纵向与P1方向相垂直的方式设置线状光源，另外，在线状光源中的与光扩散板相反的一侧设置反射板。此时，线状光源按照位于光扩散板的基本中间处的方式设置。在此场合，按照33mm的间距设置作为线状光源的多个冷阴极管，在距冷阴极管15mm的位置，按照形成射出面的方式设置具有上述丙烯酸板的凸部的一侧的面。在此场合，如果上述角度α＝60°，则按照角度α射入的点为距光扩散板的中心26mm的位置。
可获得下述的照明装置，其中，如果在该状态，通过点亮冷阴极管，对光扩散板照射光，观察该光扩散板，则消除灯映像。在这里所采用的光扩散板的入射面上，相对入射面的法线方向，以入射角度α＝60°照射光的场合的该光的全光线透射率R1为74％，沿该法线方向照射光的场合的该光的全光线透射率R2为16％，它们的全光线透射率的比R1/R2为4.63。
下面对本实施例的第6实例进行具体描述。首先，为了分别形成包括由具有顶角(0.22π)的棱镜部形成的棱镜面的模具、以及包括呈具有顶角(0.78π)的棱镜形状的凹凸面的模具，通过切削加工，制作与各形状相对应的具有多个槽部的模具。
接着，在模具内设置聚碳酸薄膜，注入紫外线硬化树脂，由此，在聚碳酸酯薄膜的一个面上分别形成与上述槽形状相对应的形状。另外，将聚碳酯薄膜的未成型的内面分别贴合于厚度为2mm的透明的丙烯酸板的两个面上，获得由高度为69μm、宽度为50μm的条带状棱镜形成的入射面，以及由高度为5.5μm、宽度为30μm的与棱镜平行的条带状凹凸部形成的射出面的光扩散板。
光扩散板的主面的尺寸沿上述截面方向为30mm，沿与截面相垂直的方向为500mm。
接着，在该光扩散板中的设置顶角(0.22π)的凸部的面上，按照与由上述丙烯酸板形成的主面，以15mm的间距间隔开，与光扩散板平行，纵向与P1方向相垂直的方式设置线状光源，另外，在线状光源中的与光扩散板相反的一侧设置反射板。此时，线状光源按照位于光扩散板的基本中间处的方式设置。在此场合，如果上述角度α＝45°，则按照角度α射入的点为距光扩散板的中心15mm的位置。
可获得下述的照明装置，其中，如果在该状态，通过点亮冷阴极管，对光扩散板照射光，观察该光扩散板，则消除灯映像。在这里所采用的光扩散板的入射面上，相对入射面的法线方向，以入射角度α＝45°照射光的场合的该光的全光线透射率R1为89％，沿该法线方向照射光的场合的该光的全光线透射率R2为57％，它们的全光线透射率的比R1/R2为1.56。
下面对本实施例的第7实例进行具体描述。通过与本实施例的第1实例相同的方法，制作具有与本实施例的第1实例相同的表面形状的、长度为500mm、宽度为500mm的光扩散板。
对该光扩散板照射光的线状光源采用15个冷阴极管。在此场合，多个冷阴极管按照33mm的间距平行地设置，冷阴极管并排，在距假想面16.5mm的位置，设置上述光控制部件4。此时，具有光扩散板的凸部的主面按照形成位于与光源对置的面的内侧的射出面侧的方式设置。在此场合，上述角度α＝45°。另外，在冷阴极管中的与丙烯酸板对置的一侧设置反射片。
在该状态，通过冷阴极管的点亮，对光控制部件201照射光，进行观察。其结果是，可获得消除灯映像的照明装置。在这里所采用的光扩散板的入射面，相对入射面的法线方向，以入射角度α＝45°照射光的场合的该光的全光线透射率R1为67％，沿该法线方向照射光的场合的该光的全光线透射率R2为52％，它们的全光线透射率的比R1/R2为1.29。
下面对本实施例的第8实例进行具体描述。首先，分别通过切削加工，制作包括由具有顶角(0.22π)的棱镜部、以及呈凹状连接棱镜部之间的主面所形成的角度的绝对值在0～(1/9π)的基本平坦部形成的槽的模具、以及包括呈具有顶角(0.78π)的条带状凹凸形状的凹凸面的模具。相应的槽的形状是一定的。
接着，在这些模具内设置聚碳酸薄膜，注入紫外线硬化树脂，由此，在聚碳酸酯薄膜的一个面上，分别形成与上述槽形状相对应的形状。另外，将聚碳酯薄膜中的未成型的内面分别贴合于厚度为2mm的透明的丙烯酸板的两个面上，按照50μm的间距设置由高度为48μm、宽度为35μm的条带状棱镜，获得在该棱镜之间，包括具有作为凹状的主面的夹角的绝对值在0～(1/9π)的基本平坦部的入射面，与由高度为5.5μm、宽度为30μm的与棱镜平行的条带状凹凸部形成的射出面的光扩散板。光扩散板的主面的尺寸沿上述截面方向为500mm，沿与截面相垂直的方向为500mm。
由于光扩散板的折射率在丙烯酸板与聚碳酸酯部分和紫外线硬化树脂部分是不同的，形成凸部的材料决定特性，故如果紫外线硬化树脂的折射率为1.54，在基本平坦部的斜率为θ2’的场合，满足0≤Sin-1(n·sin(θ2’-Sin-1(1/n·sinθ2’)))≤((0.94)/12)π，相当于区域Y。
对该光扩散板照射光的线状光源采用15个冷阴极管。在此场合，多个冷阴极管按照33mm的间距平行地设置，冷阴极管并排，在距假想面16.5mm的位置，设置上述光控制部件4。此时，设置光扩散板的顶角(0.22π)的凸部的面上，由上述丙烯酸板形成的主面按照朝向设置上述凸部的面的方式设置。在此场合，上述角度α＝45°。另外，在冷阴极管中的有丙烯酸板对置的一侧，设置反射片。
可获得下述的照明装置，其中，如果在该状态，通过点亮冷阴极管，对光扩散板照射光，观察该光扩散板，则消除灯映像。在这里所采用的光扩散板的入射面上，相对入射面的法线方向，以入射角度α＝45°照射光的场合的该光的全光线透射率R1为79％，沿该法线方向照射光的场合的该光的全光线透射率R2为66％，它们的全光线透射率的比R1/R2为1.20。
(比较实例2)作为本实施例的第1实例，顶角为(π/2)的棱镜形成于射出面的片按照与线光源平行的方式设置。象图56所示的那样，该片沿正面方向使沿倾斜方向的入射光射出。但是，象图57所示的那样，在垂直地射入片的光中，通过全反射，沿正面方向射出的光大幅度地降低。作为从正面方向观察的结果，光源的正上部分，亮度大大降低，面内的亮度不均匀增加。另外，在光以相对入射面的法线方向成α＝45°的角度射入片的入射面的场合的透射率为90％，沿法线方向照射光的场合的透射率为5％。即，透射率的比为18。如果象这样，透射率比增加，则因光源正上的亮度降低，无法控制面内亮度不均匀。
作为本比较实例的第2实例，制作在分布有光扩散料微小颗粒的表面上不具有凸部的光扩散板。
对该光扩散板照射光的线状光源采用多个冷阴极管。在此场合，多个冷阴极管按照33mm的间距平行地设置，在距冷阴极管16.5mm的位置，设置上述光控制部件4。在此场合，按照上述角度α＝45°的方式设置。另外，在冷阴极管中的有丙烯酸板对置的一侧设置反射片。
在该状态，通过点亮冷阴极管，对光扩散板照射光，进行观察。其结果是确认射出面的亮度不均匀，可在观察面侧清楚地识别到灯的位置。在这里所采用的光扩散板的入射面上，相对入射面的法线方向，以入射角度α＝45°照射光的场合的该光的全光线透射率R1为46％，沿该法线方向照射光的场合的该光的全光线透射率R2为65％，它们的全光线透射率的比R1/R2为0.71。
另外，只要不脱离本发明的精神，本发明可采用各种改变形式，另外，显然，可采0用对本发明进行改进的形式。
权利要求
1.一种正下型的照明装置，该照明装置至少包括规则地设置的多个光源；反射板；在来自上述光源和反射板的光实现透射时，控制射出方向的光控制部件，其特征在于从光入射侧朝向光射出侧，依次设置上述反射板、光源和光控制部件，上述光控制部件包括主要感光的入射面，以及主要射出光的射出面，在任意的光源(X1)与位于其最近处的另一光源(Y1)之间的距离由D表示，上述光源(X1)与上述光控制部件的距离为H的场合，相对上述入射面的法线方向，以α＝Tan-1{(D/2)/H}的角度射入上述入射面上的任意点的光的全光线透射率在50％以上，并且该全光线透射率为光从法线方向射入上述射入面上的点的场合的光全光线透射率的1.05～3倍。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于在上述光控制部件的射出面上，形成多个凸部。
3.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于形成于上述光控制部件中的射出面上的凸部的斜面斜率的绝对值在50°～70°的范围为U，U在光控制部件上的投影面积相对单位凸部在光控制部件上的投影面积的比例在0.2～0.8的范围。
4.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于与在上述光控制部件中的上述射出面垂直，并且包括上述凸部的顶部、沿至少规定的一个方向的截面的光射出部分的轮廓线包括延长线交叉的角度θ为锐角的2条基本直线，以及连接该2条基本直线的各一端的凸状的曲线。
5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于相对上述光控制部件的入射面的法线方向，以角度α射入的光的10～50％按照与射出面的法线方向所形成的角度在-15°～+15°的范围内的方式射出。
6.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于在上述光控制部件中，在上述入射面上形成多个凸部，包括上述凸部的顶部，并且沿与上述入射面相垂直的方向剖开的轮廓线包括夹持上述凸部的顶部的2个基本直线，从上述光源向上述光控制部件照射的光在上述入射面，按照多个角度发生偏转。
7.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于上述光源为线状光源，在上述光控制部件的射出面上形成多个凸部，与该射出面相垂直，并且包括该射出面上的上述凸部的顶部、沿与上述线状光源平行的方向剖开的光射出部分的棱线为沿与上述线状光源平行的方向延伸的直线。
8.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于在上述光控制部件的入射面和射出面中的至少任意面上，形成至少1个下述的层，该层由其折射率低于该光控制部件的基材的折射率的材质形成，厚度在1μm以下。
9.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于上述光源为点状光源。
10.一种图像显示装置，其特征在于在权利要求1所述的照明装置上，设置透射型显示元件。
11.一种具有基本平行的2个主面的光扩散板，其特征在于在上述主面的至少一个面上周期性地形成多个凸部，上述主面的一个面为主要感光的入射面，另一面为主要射出光的射出面，光相对入射面的法线方向，以规定的角度α射入时的全光线透射率在50％以上，并且为垂直地射入时的1.05～5倍。
12.根据权利要求11所述的光扩散板，其特征在于相对上述光扩散板的入射面的法线方向，按照上述角度α射入的光的10～50％，相对射出面的法线方向，按照(-π/12)～(π/12)的范围的角度射出。
13.根据权利要求11所述的光扩散板，其特征在于角度α在30～80度的范围内。
14.根据权利要求11所述的光扩散板，其特征在于上述入射面是平坦的，在上述射出面上，形成上述凸部，与上述射出面垂直，具有上述凸部的顶部，至少规定的一个方向的截面的光射出部分的轮廓线包括下述的区域X，在该区域X，在该光扩散板的折射率为n时，该轮廓线的斜率θ满足0≤|Sin-1(n·sin(θ-Sin-1((l/n)·sinα)))-θ|≤(π/12)，相对上述射出面的斜率的绝对值θ2小于Sin-1(l/n)，该区域X包括上述凸部的顶部，该区域X中的与射出面平行的方向成分的长度x与轮廓线整体中的与射出面平行的方向成分的长度P的比例在0.15～0.80的范围内。
15.根据权利要求14所述的光扩散板，其特征在于上述入射面是平坦的，在上述射出面上，形成上述凸部，与上述射出面相垂直，包括该凸部的顶部，至少规定的一个方向的截面的光射出部分的轮廓线具有2条直线部，该2条直线在顶部的射出侧，按照锐角θ1交叉。
16.一种具有基本平行的2个主面的光扩散板，其特征在于上述主面的一个面为主要感光的入射面，另一面为主要射出光的射出面，光相对该入射面的法线方向，以规定角度α射入时的全光线透射率在50％以上，并且为垂直地射入时的1.05～3倍，在上述射入面上周期性地形成凸部，包括凸部的顶部，通过与入射面相垂直的面剖开的至少规定的一个方向的剖面的轮廓线包括凸部的2条直线部，该2条直线部在顶部或顶部的入射侧，以角度(π/9)以上的锐角θ1’交叉。
17.根据权利要求16所述的光扩散板，其特征在于在上述射出面上设置凹凸部。
18.根据权利要求16所述的光扩散板，其特征在于在上述入射面的凸部之间，具有相对该入射面的斜率的绝对值在该光扩散板的折射率为n时，满足0≤Sin-1(n·sin(θ2’-Sin-1(l/n·sinθ2’)))≤(π/12)的角度θ2’的区域Y。
全文摘要
一种照明装置，其中从光入射侧朝射出侧依次设置反射板(2)、光源(1)和光控制部件(4)，光控制部件(4)包括入射面和射出面，任意光源(X1)与其最近处的另一光源(Y1)间的距离为D，光源(X1)与光控制部件(4)的距离为H时，相对入射面的法线方向，以α＝Tan
文档编号G02F1/1335GK1683968SQ200510063488
公开日2005年10月19日 申请日期2005年4月11日 优先权日2004年4月12日
发明者大西伊久雄, 堀越理子, 伊藤敏幸, 菊山茂树 申请人:株式会社可乐丽