(57)【要約】      （修正有）【課題】点状光源からの光を十分に均一に分散させることが可能な光制御板ユニット、面光源装置及び透過型画像表示装置を提供する。【解決手段】第１及び第２の光制御板備え、第２の光制御板はその下面が第１の光制御板の上面側に位置するように設けられ、第１及び第２の光制御板の上面には一方向に延びる複数の凸状部が並列配置されており、凸状部の延在方向は略直交しており、凸状部の各断面での両端を通る軸線をｕ軸、両端間の中心をとおりｕ軸に直交する軸線をｖ軸としたとき、上記断面での輪郭形状ｖ（ｕ）が０．９５ｖ０（ｕ）≦ｖ（ｕ）≦１．０５ｖ０（ｕ）を満たす。ただし、ｖ０(ｕ)は、下記式（１）を満たす。2011138691.tif 000009【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面から入射された光を前記第１の面と反対側に位置する第２の面から出射可能であり、且つ、一方向に延在しており前記一方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸状部が前記第２の面に形成されている第１及び第２の光制御板を備え、
前記第２の光制御板は前記第１の光制御板上に設けられ、
前記第２の光制御板の前記第１の面は、前記第１の光制御板の前記第２の面側に位置しており、
前記第１の光制御板が有する前記凸状部の延在方向と前記第２の光制御板が有する前記凸状部の延在方向とは略直交しており、
前記第１及び第２の光制御板が有する前記凸状部の各々は、前記第１及び第２の光制御板が有する前記凸状部のそれぞれの延在方向に直交する断面において両端を通る軸線をｕ軸とし、前記ｕ軸上において前記両端間の中心をとおり前記ｕ軸に直交する軸線をｖ軸とし、前記第１及び第２の光制御板の凸状部の各々に対して前記ｕ軸方向の長さをそれぞれｗａとしたとき、前記断面において前記第１及び第２の光制御板が有する前記凸状部の各々の輪郭形状が−０．４７５ｗａ≦ｕ≦０．４７５ｗａにおいて下記式（１）を満たすｖ（ｕ）で表されることを特徴とする光制御板ユニット。
【数１】
2011138691.tif 000007
ただし、前記式（１）において、
【数２】
2011138691.tif 000008
（式（２）中、ｈａは、０．４０ｗａ以上１．６０ｗａ以下を満たす定数であり、ｋａは−１．００以上且つ−０．１５以下を満たす定数である）
【請求項２】
前記第１及び第２の光制御板の各々が有する前記第１の面は略平坦である、請求項１記載の光制御板ユニット。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光制御板ユニットと、
前記光制御板ユニットの前記第１の光制御板側に設けられており、前記第１の光制御板の前記第１の面に光を供給する複数の点状光源と、
を備えることを特徴とする面光源装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の光制御板ユニットと、
前記光制御板ユニットに光を供給する複数の点状光源と、
前記光制御板ユニットの第２の光制御板上に設けられており、前記光制御板ユニットから出射された光によって照射されて画像を表示する透過型画像表示部と、
を備えることを特徴とする透過型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光制御板ユニット、面光源装置及び透過型画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
透過型画像表示装置の一例である直下型画像表示装置４０として、例えば図８に示すように、透過型画像表示部１０の背面側に光源４３が配置されたものが広く用いられている。透過型画像表示部１０としては、例えば液晶セル１１の両面に直線偏光板１２，１３が配置された液晶表示パネルが挙げられる。光源４３としては、直管型の冷陰極線管などのような線状光源が複数本、互いに平行に配置されて用いられている。
【０００３】
かかる直下型画像表示装置４０としては、光源４３からの光を均一に分散させて透過型画像表示部１０を均一に照明できることが望ましく、このため光源４３と透過型画像表示部１０との間には、光源４３側から入射した光を、その向きを変えて反対側の透過型画像表示部１０側から出射させる機能を有する一枚の光拡散板といった光制御板４２が配置されて用いられている（例えば特許文献１：特開平７−１９８９１３号公報参照）。なお、光源４３から出力された光は光制御板４２により面状の光として出射されるため、光源４３と光制御板４２は面光源装置４１を構成していることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１９８９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、直管型冷陰極線管に代えて、省エネルギーの観点から、発光ダイオードを光源として用いることが検討されている。発光ダイオードは通常、点状光源であり、これを離散的に配置して用いられる。
【０００６】
しかし、従来の光制御板は、発光ダイオードのような点状光源と組み合わせて直下型画像表示装置に用いると、点状光源からの光を十分に均一なものとすることができず、透過型画像表示部により表示される画像は、点状光源の近傍と、これから離れた位置とで明るさが異なるものになるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、点状光源からの光を十分に均一に分散させることが可能な光制御板ユニット、面光源装置及び透過型画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る光制御板ユニットは、第１の面から入射された光を第１の面と反対側に位置する第２の面から出射可能であり、且つ、一方向に延在しておりその一方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸状部が第２の面に形成されている第１及び第２の光制御板を備える。上記第２の光制御板は第１の光制御板上に設けられ、第２の光制御板の第１の面は、第１の光制御板の第２の面側に位置しており、第１の光制御板が有する凸状部の延在方向と第２の光制御板が有する凸状部の延在方向とは略直交しており、第１及び第２の光制御板が有する凸状部の各々は、第１及び第２の光制御板が有する凸状部のそれぞれの延在方向に直交する断面において両端を通る軸線をｕ軸とし、ｕ軸上において両端間の中心をとおりｕ軸に直交する軸線をｖ軸とし、第１及び第２の光制御板の凸状部の各々に対してｕ軸方向の長さをそれぞれｗａとしたとき、上記断面において第１及び第２の光制御板が有する凸状部の各々の輪郭形状が−０．４７５ｗａ≦ｕ≦０．４７５ｗａにおいて下記式（１）を満たすｖ（ｕ）で表されることを特徴とする。
【数１】
2011138691.tif 000002
ただし、前記式（１）において、
【数２】
2011138691.tif 000003
（式（２）中、ｈａは、０．４０ｗａ以上１．６０ｗａ以下を満たす定数であり、ｋａは−１．００以上且つ−０．１５以下を満たす定数である）
【０００９】
この構成では、第１の光制御板の第１の面から入射された光は第２の面から出射される。そして、第１の光制御板の第２の面から出射された光は第２の光制御板の第１の面に入射され、第２の光制御板の第２の面から出射される。光拡散板ユニットが有する第１及び第２の光制御板の各々は、第２の面に上記凸状部が複数形成されている。第１及び第２の光制御板の各々が有する凸状部が上記式（１）を満たすｖ（ｕ）で表される断面形状を有することから、第１及び第２の光制御板は、点状光源からの光を、線状の光であってその延在方向に輝度がほぼ均一な光に変換することができる。そして、第１及び第２の光制御板は、第１及び第２の光制御板の各々が有する凸状部の延在方向が略直交するように配置されている。そのため、光制御板ユニットは、第１の光制御板の第１の面側に配置された点状光源からの光を、均一に分散させて面状の光とすることが可能である。
【００１０】
本発明に係る光制御板ユニットでは、第１及び第２の光制御板の各々が有する第１の面は略平坦である、とすることができる。
【００１１】
また、本発明に係る面光源装置は、本発明に係る光制御板ユニットと、光制御板ユニットの第１の光制御板側に設けられており、第１の光制御板の第１の面に光を供給する複数の点状光源と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
この面光源装置は、複数の点状光源から出力された光が本発明に係る光制御板ユニットを通して出射されることになる。そのため、複数の点状光源からの光を、均一に分散させて面状の光とすることが可能である。
【００１３】
本発明に係る透過型画像表示装置は、本発明に係る光制御板ユニットと、光制御板ユニットに光を供給する複数の点状光源と、光制御板ユニットの第２の光制御板上に設けられており、光制御板ユニットから出射された光によって照射され画像を表示する透過型画像表示部と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
この透過型画像表示装置では、複数の点状光源から出力され本発明に係る光制御ユニットを通して出射された光によって透過型画像表示部が照明される。その結果、点状光源からの光がより均一に分散された面状の光で透過型画像表示部が照明されるので、より良質な画像を表示することが可能である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、点状光源からの光を十分に均一に分散させることが可能な光制御板ユニット及びその光制御ユニットを備えた面光源装置及び透過型画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る透過型画像表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】点状光源の配置の一例を示す図面である。
【図３】点状光源の配置の他の例を示す図面である。
【図４】図１に示した透過型画像表示に用いられる点状光源の配光分布の一例を示す図面である。
【図５】本発明に係る光制御板ユニットの一例を示す斜視図である。
【図６】図５に示した光制御板ユニットの第１及び第２の光制御板が有する凸状部の断面形状の例を示す図面である。
【図７】凸状部の断面形状が満たす条件を示す図面である。
【図８】従来の透過型画像表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、同一または相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００１８】
図１は、本発明に係る透過型画像表示装置の一実施形態の構成を模式的に示す断面図である。図１は、透過型画像表示装置１を分解して示している。
【００１９】
透過型画像表示装置１は、透過型画像表示部１０と、図１において透過型画像表示部１０の背面側に配置された面光源装置２０とを備えている。以下の説明では、図１に示すように、面光源装置２０と透過型画像表示部１０の配列方向をｚ方向（板厚方向）と称し、ｚ方向に直交する２方向であって互いに直交する２方向をｘ方向及びｙ方向と称す。
【００２０】
透過型画像表示部１０としては、例えば液晶セル１１の両面に直線偏光板１２，１３が配置された液晶表示パネルが挙げられる。この場合、透過型画像表示装置１は液晶表示装置（又は液晶テレビ）である。液晶セル１１，偏光板１２，１３は、従来の液晶表示装置等の透過型画像表示装置１で用いられているものを用いることができる。液晶セル１１としてはＴＦＴ型、ＳＴＮ型等の公知の液晶セルが例示される。
【００２１】
面光源装置２０は、いわゆる直下型の面光源装置である。面光源装置２０は、光拡散板ユニット（光制御板ユニット）２１と、図１においてその背面側に配置された複数の点状光源２２とを含む。
【００２２】
光拡散板ユニット２１は、第１及び第２の光拡散板３０１，３０２を備える。第１及び第２の光拡散板３０１，３０２は、第１の光拡散板３０１、第２の光拡散板３０２の順に板厚方向（ｚ方向）に設けられている。光拡散板ユニット２１を構成する第１及び第２の光拡散板３０１，３０２の平面視形状（ｚ方向からみた形状）はほぼ同一であり、通常、長方形である。第１及び第２の光拡散板３０１，３０２の平面視形状、換言すれば、光拡散板ユニット２１の平面視形状のサイズは目的とする透過型画像表示装置１の画面サイズに適合するように選択されるが、通常は２５０ｍｍ×４４０ｍｍ以上、好ましくは１０２０ｍｍ×１８００ｍｍ以下である。第１の光拡散板３０１及び第２の光拡散板３０２の平面視形状は、長方形に限らず、正方形としてもよいが、以下では、特に断らない限り、長方形として説明する。
【００２３】
複数の点状光源２２は、光拡散板ユニット２１又は透過型画像表示部１０の平面視形状に応じて配置することができる。
【００２４】
図２は、複数の点状光源の配置関係の一例を示す図面である。図２に示すように、複数の点状光源２２は、ｘ方向に等間隔Ｌｘ及びｙ方向に等間隔Ｌｙで配置することができる。図２では、一例として、ｘ方向の間隔Ｌｘがｙ方向の間隔Ｌｙより大きいとしているが、間隔Ｌｙの方が間隔Ｌｘより大きくてもよいし、間隔Ｌｘ及び間隔Ｌｙが同じでもよい。間隔Ｌｘ及び間隔Ｌｙは、点状光源２２の発光部間の距離とすることができ、通常１０ｍｍ〜１５０ｍｍである。
【００２５】
また、複数の点状光源２２は、図３に示した千鳥格子状に配置してもよい。図３は図２の場合の変形とみなすことができるので、点状光源２２間のｘ方向及びｙ方向の間隔は、図２の場合と同様とすることができる。具体的に説明する。
【００２６】
図２に示した長方形格子は、ｘ方向に配置された複数の点状光源２２からなる点状光源列が、ｙ方向に複数並列されたものとみなすことができる。この場合、図３の千鳥格子状の配置は、ｙ方向に配列された複数の点状光源列のうち隣接する点状光源列をｘ方向に半周期ずらして配置しているものとなる。よって、図３に示した配置においても、ｙ方向の間隔Ｌｙは、図２に示した場合と同様、すなわち、ｙ方向に並列された上記点状光源列の間の間隔とすることができる。図３では、一例として、ｙ方向に並列された上記点状光源列を、隣接する点状光源列がｘ方向に半周期ずらしているとしたが、上記説明においてｘ方向及びｙ方向が反対であってもよい。
【００２７】
点状光源２２としては、例えば発光ダイオードが例示できる。また、発光ダイオードとしては、所謂サイドエミッティングといわれる、ｚ方向に対してある角度方向に対して最大強度が生じるものが例示できる。図４は、発光ダイオードの配光分布の一例として、ＯＳＲＡＭ社「Ｇｏｌｄｅｎ  ＤＲＡＧＯＮ（登録商標）ＡＲＧＵＳ（登録商標）」の配光分布を示す図面である。図４中において横軸はｚ方向に対する角度θ（図１参照）を示しており、縦軸は強度を示している。強度は、最大強度に対して規格化した値である。
【００２８】
図５は、光拡散板ユニット（光制御板ユニット）の構成を示すための斜視図である。図５を参照して、光拡散板ユニット２１を構成する第１及び第２の光拡散板３０１，３０２について説明する。図５では、説明のために、第１及び第２の光拡散板３０１，３０２を離して配置しているが、後述するように、第１の光拡散板３０１に接するように第２の光拡散板３０２を第１の光拡散板３０１上に設けてもよい。
【００２９】
[第１の光拡散板]
第１の光拡散板３０１は、略平坦な下面（第１の光制御板の第１の面）３１１と、第２の光拡散板３０２側に凸である凸状部（第１の光制御板の凸状部）３３１が複数形成された上面（第１の光制御板の第２の面）３２１とを有する板状体である。ただし、厚さに応じてシート状及びフィルム状であってもよい。凸状部３３１は、ｙ方向に略平行なＹ１方向（第１の光制御板の第１の方向）に延びており、Ｙ１方向に略直交するＸ１方向（第１の光制御板の第２の方向）に並列配置されている。Ｘ１方向及びＹ１方向はそれぞれｘ方向及びｙ方向に平行であることが好ましいが、例えば製造誤差等により±１０°程度ずれていてもよい。複数の凸状部３３１の断面形状は、凸状部３３１間でほぼ同一である。また、凸状部３３１の延在方向において、断面形状はほぼ均一である。隣接する２つの凸状部３３１，３３１の端３３ａ１はＸ１方向において同じ位置にある。第１の光拡散板３０１の厚さｄ１は、下面３１１と凸状部３３１の頂部３３ｂ１とのｚ方向の距離であり、通常は０．５ｍｍ〜５ｍｍである。
【００３０】
[第２の光拡散板]
第２の光拡散板３０２は、略平坦な下面（第２の光制御板の第１の面）３１２と、外側に凸である凸状部（第２の光制御板の凸状部）３３２が複数形成された上面（第４の面）３２２とを有する板状体である。ただし、厚さに応じてシート状及びフィルム状であってもよい。凸状部３３２は、ｘ方向に略平行なＸ２方向（第２の光制御板の第１の方向）に延びており、Ｘ２方向に略直交するＹ２方向（第２の光制御板の第２の方向）に並列配置されている。Ｘ２方向及びＹ２方向はそれぞれｘ方向及びｙ方向に平行であることが好ましいが、第１の光拡散板３０１の場合と同様に、例えば製造誤差等により±１０°程度ずれていてもよい。複数の凸状部３３２の断面形状は、凸状部３３２間でほぼ同一である。また、凸状部３３２の延在方向において、断面形状はほぼ均一である。隣接する２つの凸状部３３２，３３２の端３３ａ１，３３ａ２はＹ２方向において同じ位置にある。第２の光拡散板３０２の厚さｄ２は、下面３１２と凸状部３３２の頂部３３ｂ２とのｚ方向の距離であり、通常は０．１ｍｍ〜５ｍｍである。
【００３１】
[凸状部]
第１及び第２の光拡散板３０１，３０２の各々が有する凸状部３３１，３３２の形状について説明する。凸状部３３１，３３２は、点状光源２２上に第１及び第２の光拡散板３０１，３０２をそれぞれ配置した際に、点状光源２２からの光を、輝度が略均一な線状の光に変換可能な断面形状を有する。凸状部３３１，３３２の断面形状について図６を参照して説明する。
【００３２】
ここでは、凸状部３３１，３３２を、特に断らない限り凸状部３３ｉ（ｉは１又は２）と称す。図６では、凸状部３３ｉの延在方向に直交する方向をｕ軸としてｕｖ座標系を設定している。凸状部３３１に対するｕ軸方向はＸ１方向に対応し、ｖ軸方向はｚ方向に対応する。凸状部３３２に対するｕ軸方向はＹ２方向に対応し、ｖ軸方向はｚ方向に対応する。
【００３３】
上記ｕｖ座標系において、凸状部３３ｉの断面形状は、ｕ軸上に両端３３ａｉ，３３ａｉを有し、ｖ軸に対して対称な輪郭線を有する。この輪郭線は、下記式（３）を満足するｖ（ｕ）で表される。
【数３】
2011138691.tif 000004
ただし、前記式（３）において、
【数４】
2011138691.tif 000005
式（４）において、ｗａはｕ軸方向の凸状部３３ｉの長さである。ｈａは、凸状部３３ｉの両端３３ａｉ,３３ａｉ間における最大高さに対応し、ｈａは０４０ｗａ以上１．６０ｗａ以下を満たす定数である。すなわち、ｈａは、ｈａ／ｗａが０．４０以上１．６０以下を満たす定数である。ｋａは−１．００以上且つ−０．１５以下を満たす定数である。凸状部３３ｉの幅ｗaは、凸状部３３ｉの形成が容易であることから、通常４０μｍ以上、好ましくは２５０μｍ以上であり、凸状部３３ｉに起因する模様が肉眼で視認されにくいことから、通常８００μｍ以下、好ましくは４５０μｍ以下である。幅ｗaとして具体的には、ｗa＝４１０μｍ、ｗa＝４００μｍおよびｗa＝３２５μｍが例示できるが、ｗaの値はこれに限定されるものではない。
【００３４】
図６は、凸状部３３ｉの断面形状の一例として、式(３)を満たす範囲内でｖ０（ｕ）をｖ方向に所定倍だけ伸縮した形状を例示している。ただし、凸状部３３ｉの断面形状は、図７に示すように、ある幅ｗａに対してｖ０（ｕ）を決定した際に、０．９５ｖ０（ｕ）で表される輪郭線と、１．０５ｖ０（ｕ）で表される輪郭線の間の領域をとおる輪郭線であればよい。
【００３５】
更に、上記説明では、凸状部３３ｉの断面形状が式（３）を満たすｖ（ｕ）で表されるとした。ただし、凸状部３３ｉの両端部近傍での製造誤差及び強度分布に与える影響を考慮すれば、凸状部３３ｉの断面形状は、−０．４７５ｗａ≦ｕ≦０．４７５ｗａにおいて式（３）を満たすｖ（ｕ）で表されていればよい。
【００３６】
また、ｈａ／ｗａ及びｋａの範囲は上述した範囲を満たしていればよいが、隣接する２つの点状光源２２間の距離をＬとし、点状光源２２の発光部から光拡散板ユニット２１の点状光源２２側の面（図１又は図５では、第１の光拡散板３０１の下面３１１）までの距離をＤとしたとき、Ｌ／Ｄに対して好ましいｈａ／ｗａ及びｋａの範囲は、以下の表１のとおりである。表１に記載のＬは、凸状部３３１の輪郭線形状に対してはＬｘに対応し、凸状部３３２の輪郭線形状に対してＬｙに対応するものとする。
【表１】
2011138691.tif 000006
【００３７】
第１の光拡散板３０１の凸状部３３１及び第２の光拡散板３０２の凸状部３３２に対して、ｗａ、ｈａ、ｋａは同じでもよいし、異なっていてよい。すなわち、第１の光拡散板３０１の凸状部３３１及び第２の光拡散板３０２の凸状部３３２とは、互いに同一の断面形状であってもよいし、それぞれの凸状部３３１，３３２の断面形状の輪郭線が上記式（２）を満たす範囲において、異なる断面形状であってもよい。
【００３８】
〔第１及び第２の光拡散板の層構成〕
第１及び第２の光拡散板３０１，３０２は、単独の透明材料で構成された単層板であってもよいし、互いに異なる透明材料で構成された層が積層された多層構造の多層板であってもよい。第１及び第２の光拡散板３０１，３０２が多層板である場合、第１及び第２の光拡散板３０１，３０２の片面または両面は、通常１０μｍ〜２００μｍ、好ましくは２０μｍ〜１００μｍの厚みのスキン層が形成された構造とし、このスキン層を構成する透明樹脂材料として紫外線吸収剤が添加されたものを用いることが好ましい。かかる構成とすることにより、点状光源２２や外部からの光に含まれることのある紫外線による第１及び第２の光拡散板３０１，３０２の劣化を防止することができ、特に点状光源２２として紫外線の占める割合が比較的大きいものを用いた場合には、紫外線による劣化を防止できることから、下面３１１，３１２にスキン層が形成されていることが好ましく、このとき上面３２１，３２２にはスキン層が形成されていないことが、コストの面でさらに好ましい。スキン層を構成する透明樹脂材料として紫外線吸収剤が添加されたものを用いる場合、その含有量は、透明樹脂材料を基準として通常０．５質量％〜５質量％、好ましくは１質量％〜２．５質量％である。
【００３９】
第１及び第２の光拡散板３０１，３０２は、片面または両面に帯電防止剤が塗布されていてもよい。帯電防止剤を塗布することにより、静電気によるホコリの付着などを防止して、ホコリの付着による光線透過率の低下を防止することができる。
【００４０】
〔構成材料〕
第１及び第２の光拡散板３０１，３０２は透明材料からなる。透明材料の屈折率は通常１．５６〜１．６２である。透明材料としては、透明樹脂材料、透明ガラス材料が例示でき、透明樹脂材料としては、ポリカーボネート樹脂（屈折率：１．５９）、ＭＳ樹脂（メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂）（屈折率：１．５６〜１．５９）、ポリスチレン樹脂（屈折率：１．５９）、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂）（屈折率：１．５６〜１．５９）などが例示され、コストの面および吸湿率が低い点で、好ましくはポリスチレン樹脂である。
【００４１】
透明材料として透明樹脂材料を用いる場合、この透明樹脂材料に紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、加工安定剤、難燃剤、滑剤などの添加剤を添加することもできる。これらの添加剤はそれぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４２】
紫外線吸収剤としては、例えばベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン計紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤、シュウ酸アニリド系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤などが挙げられ、好ましくはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤である。
【００４３】
透明樹脂材料は通常、添加剤として光拡散剤を添加することなく用いられるが、本発明の目的を損なわない僅かな量であれば、光拡散剤を添加して用いてもよい。
【００４４】
光拡散剤として通常は、第１及び第２の光拡散板３０１，３０２を主に構成する上述したような透明材料とは屈折率が異なる粉末が用いられ、これを透明材料中に分散させて用いられる。かかる光拡散剤としては、例えばスチレン樹脂粒子、メタクリル樹脂粒子などの有機粒子、炭酸カリウム粒子、シリカ粒子、シリコーン樹脂粒子などの無機粒子が用いられ、その粒子径は通常０．８μｍ〜５０μｍである。
【００４５】
またモアレ低減のために点状光源２２側の面を、光拡散性を有する面とすることもできる。例えば、マット化剤と呼ばれる微細な粒子を含むスキン層で点状光源２２側の面を構成してもよいし、点状光源２２側の面にエンボス加工、ブラスト加工を施してもよいし、マット化剤およびバインダーを含む塗布液を塗布してマット層を形成してもよい。
【００４６】
[第１及び第２の光拡散板の製造方法]
第１及び第２の光拡散板３０１，３０２は、例えば透明材料から削り出す方法により製造することができる。また、透明材料として透明樹脂材料を用いる場合は、例えば射出成形法、押出成形法、フォトポリマー法、プレス成形法などの通常の方法により製造することができる。
【００４７】
[第１及び第２の光拡散板の配置関係]
第１及び第２の光拡散板３０１，３０２は、ｚ方向に順に設けられている。第１及び第２の光拡散板３０１，３０２は、凸状部３３１の延在方向（Ｙ１方向）と、凸状部３３２の延在方向（Ｘ２方向）とが略直交するように配置されている。凸状部３３１の延在方向と凸状部３３２の延在方向との間のなす角度は、８０°〜１００°が例示され、好ましくは、９０°である。
【００４８】
第１及び第２の光拡散板３０１，３０２の間の距離ｄ１２は、第１の光拡散板３０１の凸状部３３１の頂部３３ｂ１と第２の光拡散板３０２の下面３１２との間のｚ方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。光拡散板ユニット２１をコンパクトなものとする観点から、ｄ１２が０ｍｍであり、第１の光拡散板３０１の凸状部３３１と第２の光拡散板３０２の下面３１２とが接するように配置されていてもよい。このように、第１の光拡散板３０１上に第２の光拡散板３０２を接するように設ける場合には、第２の光拡散板３０２の厚さｄ２を第１の光拡散板３０１の厚さｄ１より薄いものとすることが好適である。例えば、第２の光拡散板３０２をフィルム状といったより薄いものとした場合、第１の光拡散板３０１を第２の光拡散板３０２の支持台として用いることができるからである。
【００４９】
[光拡散板ユニットの配置]
上記構成の第１及び第２の光拡散板３０１,３０２を有する光拡散板ユニット２１は、点状光源２２から第１の光拡散板３０１の下面３１１までの距離Ｄが、通常３ｍｍ〜５０ｍｍとなるように、点状光源２２上に対して配置される。透過型画像表示装置１又は面光源装置２０では、Ｌｘ，Ｌｙ及びＤは、Ｌｘ／Ｄ及びＬｙ／Ｄがそれぞれ２以上、さらには２．５以上である値であることが、面光源装置２０を薄くすることができる点で、好ましい。
【００５０】
また、光拡散板ユニット２１は、透過型画像表示装置１において、凸状部３３１の延在方向が画面の縦方向になるように配置されてもよいし、横方向になるように配置してもよい。
【００５１】
第１の光拡散板３０１の凸状部３３１の延在方向（Ｙ１方向）が画面の横方向になるように光拡散板ユニット２１を配置した場合、第２の光拡散板３０２の凸状部３３２の延在方向（Ｘ２方向）は画面の縦方向となる。このような配置では、斜め横方向から見たときの輝度ムラをより抑制する観点から、凸状部３３２の輪郭形状を示す式（２）におけるｈaとｗaとの比〔Ｒ2＝ｈa／ｗa〕は、凸状部３３１の輪郭形状を示す式（２）におけるｈaとｗaとの比〔Ｒ1＝ｈa／ｗa〕よりも小さいことが好ましく、また、凸状部３３２の輪郭形状を示す式（２）におけるｋaは、凸状部３３１の輪郭形状を示す式（２）におけるｋaよりも小さいことが好ましい。さらに好ましくは、透過型画像表示装置１における点状光源２２の配置において、画面の縦方向の点状光源２２の間隔Ｌｘが、横方向の点状光源２２の間隔Ｌｙと等しいか、これよりも大きいことである。
【００５２】
第１の光拡散板３０１の凸状部３３１の延在方向（Ｙ１方向）が画面の縦方向になるように光拡散板ユニット２１を配置すると、第２の光拡散板３０２の凸状部３３２の延在方向（Ｘ２方向）は画面の横方向となる。このような配置では、斜め横方向から見たときの輝度ムラをより抑制する観点から、凸状部３３１の輪郭形状を示す式（２）におけるｈaとｗaとの比〔Ｒ1＝ｈa／ｗa〕は、凸状部３３２の輪郭形状を示す式（２）におけるｈaとｗaとの比〔Ｒ2＝ｈa／ｗa〕よりも小さいことが好ましく、また、凸状部３３１の輪郭形状を示す式（２）におけるｋaは、凸状部３３２の輪郭形状を示す式（２）におけるｋaよりも小さいことが好ましい。さらに好ましくは、透過型画像表示装置１における点状光源２２の配置において、画面の縦方向の点状光源２２の間隔Ｌｘが、横方向の点状光源２２の間隔Ｌｙと等しいか、これよりも大きいことである。
【００５３】
次に、光拡散板ユニット２１の作用効果について、図１に示したように、光拡散板ユニット２１が透過型画像表示装置１に適用されている場合を例にして説明する。ここでは、Ｘ１方向及びＸ２方向はｘ方向に平行であるとし、Ｙ１方向及びＹ２方向はｙ方向に平行であるとする。
【００５４】
光拡散板ユニット２１が有する第１及び第２の光拡散板３０１，３０２は上面３２１，３２２に凸状部３３１，３３２が形成されているので、点状光源２２からの光を、輝度分布がほぼ均一な線状の光にそれぞれ変換することができる。そして、光拡散板ユニット２１では、第１及び第２の光拡散板３０１，３０２を、凸状部３３１，３３２が略直交するように配置している。その結果、複数の点状光源２２からの光が光拡散板ユニット２１によって面状の光に変換される。また、第１及び第２の光拡散板３０１，３０２は、それぞれ点状光源２２からの光を、線状の光であってその延在方向の輝度がほぼ均一な光に変換するようになっている。そのため、複数の点状光源２２からの光が光拡散板ユニット２１によって均一に分散されるので、ｚ方向に直交する面において輝度均斉度がより高い面状の光を生成することができる。
【００５５】
面光源装置２０は、上記光拡散板ユニット２１を備えているので、複数の点状光源２２からの光が均一に分散されてｚ方向に直交する面における輝度均斉度がより高い面状の光を出射することができる。また、透過型画像表示装置１は、上記光拡散板ユニット２１を備えているので、複数の点状光源２２からの光が均一に分散されてｚ方向に直交する面における輝度均斉度がより高い面状の光によって、透過型画像表示部１０を照射することが可能である。その結果、より高品質な画像を表示することができる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。上記実施形態では、複数の点状光源２２の配置例を図３及び図４に示したが、例えば、正方格子、すなわち、前述したようにｘ方向及びｙ方向に隣接する点状光源２２間の間隔が同じであってもよい。また、隣接する凸状部３３ｉ（ｉは１又は２）の断面形状における端３３ａｉは凸状部３３ａｉの配列方向において重なっているとして説明したが、隣接する凸状部３３ｉ（ｉは１又は２）の端３３ａｉ間に僅かな平坦部（例えば製造誤差により生じる程度のもの）などが生じていてもよい。また、光拡散板ユニット２１は、透過型液晶表示部１０側（例えば、液晶パネル側）に、拡散フィルム又はマイクロレンズフィルム等の光学フィルムを更に有していてもよい。また、透過型画像表示装置１は、光拡散板ユニット２１と、透過型液晶表示部１０との間に、上述した拡散フィルム又はマイクロレンズフィルム等の光学フィルムを更に有する構成とすることもできる。
【００５７】
更に、面光源装置２０や透過型画像表示装置１は、点状光源２２から出力された光を光制御板ユニット２１側に反射する反射板といった反射手段を備えていても良い。反射手段は、図１に示した模式図において、点状光源２２に対して光拡散板ユニット（光制御板ユニット）２１と反対側に設ければよく、例えば、点状光源２２を保持するための保持部材の光源載置面を反射面とすることができる。
【００５８】
また、第１及び第２の光制御板を、一例として第１及び第２の光拡散板３０１，３０２として説明したが、第１及び第２の光制御板は、光を種々の方向に偏向させて光を分散させる凸状部３３１や凸状部３３２が出射面側に形成された偏向構造板ともいえる。第１及び第２の光制御板は、複数の点状光源から出力された光をより均一に分散させて線状の光を生成するために、光の出射側に凸状部３３１や凸状部３３２が賦形された板状の光学部品であればよい。この場合、光制御板ユニットは、２つの上記光学部品を、凸状部３３１や凸状部３３２がそれぞれの延在方向に略直交するように配置したものとすることができる。なお、板状として説明したが、厚さに応じてフィルム状及びシート状のものも含む。
【符号の説明】
【００５９】
１…透過型画像表示装置、１０…透過型画像表示部、２０…面光源装置、２１…光拡散板ユニット（光制御板ユニット）、２２…点状光源、３３ａ１…凸状部の端（第１の光制御板の凸状部の端）、３３ａ２…凸状部の端（第２の光制御板の凸状部の端）、３３ａｉ…凸状部の端（第１及び第２の光制御板の凸状部の端）、３３ｉ…凸状部（第１及び第２の光制御板の凸状部）、３０１…第１の光拡散板（第１の光制御板）、３０２…第２の光拡散板（第２の光制御板）、３１１…第１の光拡散板の下面（第１の光制御板の第１の面）、３１２…第２の光拡散板の下面（第２の光制御板の第１の面）、３２１…第１の光拡散板の上面（第１の光制御板の第２の面）、３２２…第２の光拡散板の上面（第２の光制御板の第２の面）、３３ｉ…凸状部（第１及び第２の光制御板の凸状部）、３３１…第１の光拡散板の凸状部（第１の光制御板の凸状部）、３３２…第２の光拡散板の凸状部（第２の光制御板の凸状部）、Ｙ１…第１の光制御板の凸状部の延在方向、Ｘ１…Ｙ１方向に略直交する方向、Ｘ２…第２の光制御板の凸状部の延在方向、Ｙ２…Ｘ２方向に略直交する方向。
【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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