(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に延在している複数のプリズム部が形成された第１の面と前記第１の面とは反対側の第２の面とを有しており、複数の前記プリズム部が前記プリズム部の延在方向に略直交する方向に並列配置されたプリズム板と、
前記プリズム板における前記第１の面に対向する第３の面と、前記第３の面とは反対側の第４の面と、前記第３及び第４の面に交差しており光が入射される入射面とを含む板状の本体部、及び前記第４の面にドット状に形成されており、前記第３の面と反対側に凸である複数のレンズ部を有する導光板と、を備えており、
複数の前記レンズ部の各々は、
前記導光板における前記入射面から入射され前記第３の面から出射される光の角度分布において最も出射強度が大きい角度であるピーク角度θＰが６０°以上となり、かつ、前記第３の面から出射される光の第１の光束に対する第２の光束の比に、前記第３の面から出射される光の出射効率を乗じた値が１．７７０％より大きくなるような、ドーム状の外形形状を有しており、
前記ピーク角度θＰは、前記プリズム部の延在方向に略直交する面内において前記第１の面の法線に対する角度であり、
前記第１の光束は、前記第３の面上の一点から全方向に出射される光の全光束であり、
前記第２の光束は、前記一点から前記ピーク角度θＰの方向に出射される光の単位立体角あたりの光束であり、
前記出射効率は、前記入射面へ入射する光の量に対する前記第３の面から出射される光の量であり、
前記プリズム部の屈折率をｎとしたとき、前記プリズム部は、下記式（１）を満たす頂角αを有し、
【数１】
0005784428.tif 000009
前記レンズ部の外形形状における幅をＷａ、
前記レンズ部の外形形状における最大高さをｈａ、
前記レンズ部の外形形状におけるアスペクト比をｈａ／ｗａ、
前記レンズ部の外形形状における先端部の曲率半径をｒとしたときの前記幅ｗａに対する前記曲率半径ｒの比をｒ／ｗａ、
前記レンズ部の底部における接平面と前記第４の面とのなす角度をγとしたとき、
前記ｈａ／ｗａ、前記ｒ／ｗａ及び前記γが、以下の組合せ（１）〜（１５）の何れかによって規定される形状である導光板ユニット。
（１）０．０１≦ｈａ／ｗａ＜０．０３の場合、
０．６３≦ｒ／ｗａ≦１２．１９且つ２．４１≦γ≦４７．０９
（２）０．０３≦ｈａ／ｗａ＜０．０５の場合
０．１６≦ｒ／ｗａ≦６．０９且つ４．６８≦γ≦６７．６６
（３）０．０５≦ｈａ／ｗａ＜０．０７の場合
０．１０≦ｒ／ｗａ≦４．０６且つ７．００≦γ≦７５．９７
（４）０．０７≦ｈａ／ｗａ＜０．０９の場合
０．０８≦ｒ／ｗａ≦３．０５且つ９．３０≦γ≦７９．９７
（５）０．０９≦ｈａ／ｗａ＜０．１１の場合
（５Ａ）０．０６≦ｒ／ｗａ≦１．６９且つ１１．５７≦γ≦３１．７２
又は
（５Ｂ）１．９４≦ｒ／ｗａ≦２．４４且つ４１．８３≦γ≦８２．２３
（６）０．１１≦ｈａ／ｗａ＜０．１３の場合
０．５７≦ｒ／ｗａ≦１．２０且つ１８．３３≦γ≦２９．５２
（７）０．１３≦ｈａ／ｗａ＜０．１５の場合
（７Ａ）０．４０≦ｒ／ｗａ≦０．８５且つ１９．８８≦γ≦２８．１１
又は
（７Ｂ）１．４７≦ｒ／ｗａ≦１．５６且つ５８．１４≦γ≦６６．０８
（８）０．１５≦ｈａ／ｗａ＜０．１７の場合
（８Ａ）０．１２≦ｒ／ｗａ≦０．５９且つ１９．０９≦γ≦２７．１４
又は
（８Ｂ）１．２１≦ｒ／ｗａ≦１．３７且つ５５．００≦γ≦６８．７７
（９）０．１７≦ｈａ／ｗａ＜０．１９の場合
（９Ａ）０．０３≦ｒ／ｗａ≦０．３８且つ２０．２３≦γ≦２６．４３
又は
（９Ｂ）１．０１≦ｒ／ｗａ≦１．１５且つ５２．７１≦γ≦６４．１６
（１０）０．１９≦ｈａ／ｗａ＜０．２１の場合
（１０Ａ）０．０３≦ｒ／ｗａ≦０．２８且つ２２．２７≦γ≦２７．３２
又は
（１０Ｂ）０．８４≦ｒ／ｗａ≦１．０３且つ５０．９７≦γ≦６６．４４
（１１）０．２１≦ｈａ／ｗａ＜０．２３の場合
（１１Ａ）０．０３≦ｒ／ｗａ≦０．１４且つ２４．２５≦γ≦２６．７１
又は
（１１Ｂ）０．７７≦ｒ／ｗａ≦０．９４且つ５３．６１≦γ≦６８．３７
（１２）０．２３≦ｈａ／ｗａ＜０．２５の場合
０．６５≦ｒ／ｗａ≦０．８１且つ５２．０５≦γ≦６４．９３
（１３）０．２５≦ｈａ／ｗａ＜０．２７の場合
０．５５≦ｒ／ｗａ≦０．７０且つ５０．７８≦γ≦６２．１７
（１４）０．２７≦ｈａ／ｗａ＜０．２９の場合
０．５１≦ｒ／ｗａ≦０．６０且つ５２．８４≦γ≦５９．９１
（１５）０．２９≦ｈａ／ｗａ＜０．３１の場合
０．４４≦ｒ／ｗａ≦０．５２且つ５１．６６≦γ≦５８．０３
【請求項２】
一方向に延在している複数のプリズム部が形成された第１の面と前記第１の面とは反対側の第２の面とを有しており、複数の前記プリズム部が前記プリズム部の延在方向に略直交する方向に並列配置されたプリズム板と、
前記プリズム板における前記第１の面に対向する第３の面と、前記第３の面とは反対側の第４の面と、前記第３及び第４の面に交差しており光が入射される入射面とを含む板状の本体部、及び前記第４の面にドット状に形成されており、前記第３の面と反対側に凸である複数のレンズ部を有する導光板と、
前記導光板の前記入射面に対向して配置されており前記入射面に光を供給する光源部と、を備えており、
複数の前記レンズ部の各々は、
前記導光板における前記入射面から入射され前記第３の面から出射される光の角度分布において最も出射強度が大きい角度であるピーク角度θＰが６０°以上となり、かつ、前記第３の面から出射される光の第１の光束に対する第２の光束の比に、前記第３の面から出射される光の出射効率を乗じた値が１．７７０％より大きくなるような、ドーム状の外形形状を有しており、
前記ピーク角度θＰは、前記プリズム部の延在方向に略直交する面内において前記第１の面の法線に対する角度であり、
前記第１の光束は、前記第３の面上の一点から全方向に出射される光の全光束であり、
前記第２の光束は、前記一点から前記ピーク角度θＰの方向に出射される光の単位立体角あたりの光束であり、
前記出射効率は、前記入射面へ入射する光の量に対する前記第３の面から出射される光の量であり、
前記プリズム部の屈折率をｎとしたとき、前記プリズム部は、下記式（２）を満たす頂角αを有し、
【数２】
0005784428.tif 000010
前記レンズ部の外形形状における幅をＷａ、
前記レンズ部の外形形状における最大高さをｈａ、
前記レンズ部の外形形状におけるアスペクト比をｈａ／ｗａ、
前記レンズ部の外形形状における先端部の曲率半径をｒとしたときの前記幅ｗａに対する前記曲率半径ｒの比をｒ／ｗａ、
前記レンズ部の底部における接平面と前記第４の面とのなす角度をγとしたとき、
前記ｈａ／ｗａ、前記ｒ／ｗａ及び前記γが、以下の組合せ（１）〜（１５）の何れかによって規定される形状である面光源装置。
（１）０．０１≦ｈａ／ｗａ＜０．０３の場合、
０．６３≦ｒ／ｗａ≦１２．１９且つ２．４１≦γ≦４７．０９
（２）０．０３≦ｈａ／ｗａ＜０．０５の場合
０．１６≦ｒ／ｗａ≦６．０９且つ４．６８≦γ≦６７．６６
（３）０．０５≦ｈａ／ｗａ＜０．０７の場合
０．１０≦ｒ／ｗａ≦４．０６且つ７．００≦γ≦７５．９７
（４）０．０７≦ｈａ／ｗａ＜０．０９の場合
０．０８≦ｒ／ｗａ≦３．０５且つ９．３０≦γ≦７９．９７
（５）０．０９≦ｈａ／ｗａ＜０．１１の場合
（５Ａ）０．０６≦ｒ／ｗａ≦１．６９且つ１１．５７≦γ≦３１．７２
又は
（５Ｂ）１．９４≦ｒ／ｗａ≦２．４４且つ４１．８３≦γ≦８２．２３
（６）０．１１≦ｈａ／ｗａ＜０．１３の場合
０．５７≦ｒ／ｗａ≦１．２０且つ１８．３３≦γ≦２９．５２
（７）０．１３≦ｈａ／ｗａ＜０．１５の場合
（７Ａ）０．４０≦ｒ／ｗａ≦０．８５且つ１９．８８≦γ≦２８．１１
又は
（７Ｂ）１．４７≦ｒ／ｗａ≦１．５６且つ５８．１４≦γ≦６６．０８
（８）０．１５≦ｈａ／ｗａ＜０．１７の場合
（８Ａ）０．１２≦ｒ／ｗａ≦０．５９且つ１９．０９≦γ≦２７．１４
又は
（８Ｂ）１．２１≦ｒ／ｗａ≦１．３７且つ５５．００≦γ≦６８．７７
（９）０．１７≦ｈａ／ｗａ＜０．１９の場合
（９Ａ）０．０３≦ｒ／ｗａ≦０．３８且つ２０．２３≦γ≦２６．４３
又は
（９Ｂ）１．０１≦ｒ／ｗａ≦１．１５且つ５２．７１≦γ≦６４．１６
（１０）０．１９≦ｈａ／ｗａ＜０．２１の場合
（１０Ａ）０．０３≦ｒ／ｗａ≦０．２８且つ２２．２７≦γ≦２７．３２
又は
（１０Ｂ）０．８４≦ｒ／ｗａ≦１．０３且つ５０．９７≦γ≦６６．４４
（１１）０．２１≦ｈａ／ｗａ＜０．２３の場合
（１１Ａ）０．０３≦ｒ／ｗａ≦０．１４且つ２４．２５≦γ≦２６．７１
又は
（１１Ｂ）０．７７≦ｒ／ｗａ≦０．９４且つ５３．６１≦γ≦６８．３７
（１２）０．２３≦ｈａ／ｗａ＜０．２５の場合
０．６５≦ｒ／ｗａ≦０．８１且つ５２．０５≦γ≦６４．９３
（１３）０．２５≦ｈａ／ｗａ＜０．２７の場合
０．５５≦ｒ／ｗａ≦０．７０且つ５０．７８≦γ≦６２．１７
（１４）０．２７≦ｈａ／ｗａ＜０．２９の場合
０．５１≦ｒ／ｗａ≦０．６０且つ５２．８４≦γ≦５９．９１
（１５）０．２９≦ｈａ／ｗａ＜０．３１の場合
０．４４≦ｒ／ｗａ≦０．５２且つ５１．６６≦γ≦５８．０３
【請求項３】
一方向に延在している複数のプリズム部が形成された第１の面と前記第１の面とは反対側の第２の面とを有しており、複数の前記プリズム部が前記プリズム部の延在方向に略直交する方向に並列配置されたプリズム板と、
前記プリズム板における前記第１の面に対向する第３の面と、前記第３の面とは反対側の第４の面と、前記第３及び第４の面に交差しており光が入射される入射面とを含む板状の本体部、及び前記第４の面にドット状に形成されており、前記第３の面と反対側に凸である複数のレンズ部を有する導光板と、
前記導光板の前記入射面に対向して設けられており、前記入射面に光を供給する光源部と、
前記プリズム板の前記第２の面側に設けられており、前記プリズム板から出射される光により照明され画像を表示する透過型画像表示部と、を備えており、
複数の前記レンズ部の各々は、
前記導光板における前記入射面から入射され前記第３の面から出射される光の角度分布において最も出射強度が大きい角度であるピーク角度θＰが６０°以上となり、かつ、前記第３の面から出射される光の第１の光束に対する第２の光束の比に、前記第３の面から出射される光の出射効率を乗じた値が１．７７０％より大きくなるような、ドーム状の外形形状を有しており、
前記ピーク角度θＰは、前記プリズム部の延在方向に略直交する面内において前記第１の面の法線に対する角度であり、
前記第１の光束は、前記第３の面上の一点から全方向に出射される光の全光束であり、
前記第２の光束は、前記一点から前記ピーク角度θＰの方向に出射される光の単位立体角あたりの光束であり、
前記出射効率は、前記入射面へ入射する光の量に対する前記第３の面から出射される光の量であり、
前記プリズム部の屈折率をｎとしたとき、前記プリズム部は、下記式（３）を満たす頂角αを有し、
【数３】
0005784428.tif 000011
前記レンズ部の外形形状における幅をＷａ、
前記レンズ部の外形形状における最大高さをｈａ、
前記レンズ部の外形形状におけるアスペクト比をｈａ／ｗａ、
前記レンズ部の外形形状における先端部の曲率半径をｒとしたときの前記幅ｗａに対する前記曲率半径ｒの比をｒ／ｗａ、
前記レンズ部の底部における接平面と前記第４の面とのなす角度をγとしたとき、
前記ｈａ／ｗａ、前記ｒ／ｗａ及び前記γが、以下の組合せ（１）〜（１５）の何れかによって規定される形状である透過型画像表示装置。
（１）０．０１≦ｈａ／ｗａ＜０．０３の場合、
０．６３≦ｒ／ｗａ≦１２．１９且つ２．４１≦γ≦４７．０９
（２）０．０３≦ｈａ／ｗａ＜０．０５の場合
０．１６≦ｒ／ｗａ≦６．０９且つ４．６８≦γ≦６７．６６
（３）０．０５≦ｈａ／ｗａ＜０．０７の場合
０．１０≦ｒ／ｗａ≦４．０６且つ７．００≦γ≦７５．９７
（４）０．０７≦ｈａ／ｗａ＜０．０９の場合
０．０８≦ｒ／ｗａ≦３．０５且つ９．３０≦γ≦７９．９７
（５）０．０９≦ｈａ／ｗａ＜０．１１の場合
（５Ａ）０．０６≦ｒ／ｗａ≦１．６９且つ１１．５７≦γ≦３１．７２
又は
（５Ｂ）１．９４≦ｒ／ｗａ≦２．４４且つ４１．８３≦γ≦８２．２３
（６）０．１１≦ｈａ／ｗａ＜０．１３の場合
０．５７≦ｒ／ｗａ≦１．２０且つ１８．３３≦γ≦２９．５２
（７）０．１３≦ｈａ／ｗａ＜０．１５の場合
（７Ａ）０．４０≦ｒ／ｗａ≦０．８５且つ１９．８８≦γ≦２８．１１
又は
（７Ｂ）１．４７≦ｒ／ｗａ≦１．５６且つ５８．１４≦γ≦６６．０８
（８）０．１５≦ｈａ／ｗａ＜０．１７の場合
（８Ａ）０．１２≦ｒ／ｗａ≦０．５９且つ１９．０９≦γ≦２７．１４
又は
（８Ｂ）１．２１≦ｒ／ｗａ≦１．３７且つ５５．００≦γ≦６８．７７
（９）０．１７≦ｈａ／ｗａ＜０．１９の場合
（９Ａ）０．０３≦ｒ／ｗａ≦０．３８且つ２０．２３≦γ≦２６．４３
又は
（９Ｂ）１．０１≦ｒ／ｗａ≦１．１５且つ５２．７１≦γ≦６４．１６
（１０）０．１９≦ｈａ／ｗａ＜０．２１の場合
（１０Ａ）０．０３≦ｒ／ｗａ≦０．２８且つ２２．２７≦γ≦２７．３２
又は
（１０Ｂ）０．８４≦ｒ／ｗａ≦１．０３且つ５０．９７≦γ≦６６．４４
（１１）０．２１≦ｈａ／ｗａ＜０．２３の場合
（１１Ａ）０．０３≦ｒ／ｗａ≦０．１４且つ２４．２５≦γ≦２６．７１
又は
（１１Ｂ）０．７７≦ｒ／ｗａ≦０．９４且つ５３．６１≦γ≦６８．３７
（１２）０．２３≦ｈａ／ｗａ＜０．２５の場合
０．６５≦ｒ／ｗａ≦０．８１且つ５２．０５≦γ≦６４．９３
（１３）０．２５≦ｈａ／ｗａ＜０．２７の場合
０．５５≦ｒ／ｗａ≦０．７０且つ５０．７８≦γ≦６２．１７
（１４）０．２７≦ｈａ／ｗａ＜０．２９の場合
０．５１≦ｒ／ｗａ≦０．６０且つ５２．８４≦γ≦５９．９１
（１５）０．２９≦ｈａ／ｗａ＜０．３１の場合
０．４４≦ｒ／ｗａ≦０．５２且つ５１．６６≦γ≦５８．０３
【請求項４】
一方向に延在している複数のプリズム部が形成された第１の面と前記第１の面とは反対側の第２の面とを有しており、複数の前記プリズム部が前記プリズム部の延在方向に略直交する方向に並列配置されると共に、前記プリズム部の屈折率をｎとしたとき、前記プリズム部は、下記式（４）を満たす頂角αを有するプリズム板と対向して配置される導光板であって、
【数４】
0005784428.tif 000012
前記プリズム板における前記第１の面に対向して配置される第３の面、前記第３の面とは反対側の第４の面、及び前記第３及び第４の面に交差しており光が入射される入射面とを含む板状の本体部と、
前記第４の面にドット状に形成されており、前記第３の面と反対側に凸である複数のレンズ部と、を備えており、
複数の前記レンズ部の各々は、
前記入射面から入射され前記第３の面から出射される光の角度分布において最も出射強度が大きい角度であるピーク角度θＰが６０°以上となり、かつ、前記第３の面から出射される光の第１の光束に対する第２の光束の比に、前記第３の面から出射される光の出射効率を乗じた値が１．７７０％より大きくなるような、ドーム状の外形形状を有しており、
前記ピーク角度θＰは、前記プリズム部の延在方向に略直交する面内において前記第１の面の法線に対する角度であり、
前記第１の光束は、前記第３の面上の一点から全方向に出射される光の全光束であり、
前記第２の光束は、前記一点から前記ピーク角度θＰの方向に出射される光の単位立体角あたりの光束であり、
前記出射効率は、前記入射面へ入射する光の量に対する前記第３の面から出射される光の量であり、
前記レンズ部の外形形状における幅をＷａ、
前記レンズ部の外形形状における最大高さをｈａ、
前記レンズ部の外形形状におけるアスペクト比をｈａ／ｗａ、
前記レンズ部の外形形状における先端部の曲率半径をｒとしたときの前記幅ｗａに対する前記曲率半径ｒの比をｒ／ｗａ、
前記レンズ部の底部における接平面と前記第４の面とのなす角度をγとしたとき、
前記ｈａ／ｗａ、前記ｒ／ｗａ及び前記γが、以下の組合せ（１）〜（１５）の何れかによって規定される形状である導光板。
（１）０．０１≦ｈａ／ｗａ＜０．０３の場合、
０．６３≦ｒ／ｗａ≦１２．１９且つ２．４１≦γ≦４７．０９
（２）０．０３≦ｈａ／ｗａ＜０．０５の場合
０．１６≦ｒ／ｗａ≦６．０９且つ４．６８≦γ≦６７．６６
（３）０．０５≦ｈａ／ｗａ＜０．０７の場合
０．１０≦ｒ／ｗａ≦４．０６且つ７．００≦γ≦７５．９７
（４）０．０７≦ｈａ／ｗａ＜０．０９の場合
０．０８≦ｒ／ｗａ≦３．０５且つ９．３０≦γ≦７９．９７
（５）０．０９≦ｈａ／ｗａ＜０．１１の場合
（５Ａ）０．０６≦ｒ／ｗａ≦１．６９且つ１１．５７≦γ≦３１．７２
又は
（５Ｂ）１．９４≦ｒ／ｗａ≦２．４４且つ４１．８３≦γ≦８２．２３
（６）０．１１≦ｈａ／ｗａ＜０．１３の場合
０．５７≦ｒ／ｗａ≦１．２０且つ１８．３３≦γ≦２９．５２
（７）０．１３≦ｈａ／ｗａ＜０．１５の場合
（７Ａ）０．４０≦ｒ／ｗａ≦０．８５且つ１９．８８≦γ≦２８．１１
又は
（７Ｂ）１．４７≦ｒ／ｗａ≦１．５６且つ５８．１４≦γ≦６６．０８
（８）０．１５≦ｈａ／ｗａ＜０．１７の場合
（８Ａ）０．１２≦ｒ／ｗａ≦０．５９且つ１９．０９≦γ≦２７．１４
又は
（８Ｂ）１．２１≦ｒ／ｗａ≦１．３７且つ５５．００≦γ≦６８．７７
（９）０．１７≦ｈａ／ｗａ＜０．１９の場合
（９Ａ）０．０３≦ｒ／ｗａ≦０．３８且つ２０．２３≦γ≦２６．４３
又は
（９Ｂ）１．０１≦ｒ／ｗａ≦１．１５且つ５２．７１≦γ≦６４．１６
（１０）０．１９≦ｈａ／ｗａ＜０．２１の場合
（１０Ａ）０．０３≦ｒ／ｗａ≦０．２８且つ２２．２７≦γ≦２７．３２
又は
（１０Ｂ）０．８４≦ｒ／ｗａ≦１．０３且つ５０．９７≦γ≦６６．４４
（１１）０．２１≦ｈａ／ｗａ＜０．２３の場合
（１１Ａ）０．０３≦ｒ／ｗａ≦０．１４且つ２４．２５≦γ≦２６．７１
又は
（１１Ｂ）０．７７≦ｒ／ｗａ≦０．９４且つ５３．６１≦γ≦６８．３７
（１２）０．２３≦ｈａ／ｗａ＜０．２５の場合
０．６５≦ｒ／ｗａ≦０．８１且つ５２．０５≦γ≦６４．９３
（１３）０．２５≦ｈａ／ｗａ＜０．２７の場合
０．５５≦ｒ／ｗａ≦０．７０且つ５０．７８≦γ≦６２．１７
（１４）０．２７≦ｈａ／ｗａ＜０．２９の場合
０．５１≦ｒ／ｗａ≦０．６０且つ５２．８４≦γ≦５９．９１
（１５）０．２９≦ｈａ／ｗａ＜０．３１の場合
０．４４≦ｒ／ｗａ≦０．５２且つ５１．６６≦γ≦５８．０３
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は導光板ユニット、面光源装置、透過型画像表示装置、及び導光板に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置等の透過型画像表示装置は、一般に、液晶表示パネルといった透過型画像表示部の背面側に配置され、透過型画像表示部にバックライトを供給する面光源装置を有する。このような面光源装置としてエッジライト型の面光源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
エッジライト型の面光源装置は、透光性を有する導光板と、導光板の側方に配置され、導光板の側面に光を供給するための光源とを備える。導光板の背面側には、光を反射させるための白色ドットが設けられている。この構成では、光源から出力された光は、光源と対向する導光板の側面から導光板内に入射され、導光板内を全反射しながら伝搬する。導光板の背面側には、白色ドットが複数形成されている（例えば、特許文献１参照）ので、白色ドットで反射した光は導光板の透過型画像表示部側の出射面から出射される。
【０００４】
従来、透過型画像表示装置では、導光板の出射面から出射された光を正面方向に集光することで透過型画像表示部に効率的に入射させるため、導光板と透過型画像表示部との間にプリズム板を配置している。このようなプリズム板としては、透過型画像表示部側の面に複数のプリズム部が並列配置されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３８７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、白色ドットを有する導光板に対して、上記のように導光板と対向する側の面にプリズム部が形成されたプリズム板を配置した場合、正面方向の輝度の向上を十分に図ることができないことがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、正面方向の輝度の向上を図ることができる導光板ユニット並びにその導光板ユニットを含む面光源装置及び透過型画像表示装置、導光板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】
本発明に係る導光板ユニットは、一方向に延在している複数のプリズム部が形成された第１の面と第１の面と反対側の第２の面とを有しており、複数のプリズム部がプリズム部の延在方向に略直交する方向に並列配置されたプリズム板と、プリズム板における第１の面に対向する第３の面と、第３の面とは反対側の第４の面と、第３及び第４の面に交差しており光が入射される入射面とを含む板状の本体部、及び第４の面に形成されており、第３の面と反対側に凸である複数のレンズ部を有する導光板と、を備えており、複数のレンズ部の各々は、導光板における入射面から入射され第３の面から出射される光の角度分布において最も出射強度が大きい角度であるピーク角度θＰが６０°以上となり、かつ、第３の面から出射される光の第１の光束に対する第２の光束の比に、第３の面から出射される光の出射効率を乗じた値が１．７７０％より大きくなるような外形を有しており、ピーク角度θＰは、プリズム部の延在方向に略直交する面内において第１の面の法線に対する角度であり、第１の光束は、第３の面上の一点から全方向に出射される光の全光束であり、第２の光束は、一点からピーク角度θＰの方向に出射される光の単位立体角あたりの光束であり、出射効率は、入射面へ入射する光の量に対する第３の面から出射される光の量であり、プリズム部の屈折率をｎとしたとき、プリズム部は、下記式（１）を満たす頂角αを有している。
【数１】
0005784428.tif 000002
【０００９】
本発明に係る面光源装置は、一方向に延在している複数のプリズム部が形成された第１の面と第１の面と反対側の第２の面とを有しており、複数のプリズム部がプリズム部の延在方向に略直交する方向に並列配置されたプリズム板と、プリズム板における第１の面に対向する第３の面と、第３の面とは反対側の第４の面と、第３及び第４の面に交差しており光が入射される入射面とを含む板状の本体部、及び第４の面に形成されており、第３の面と反対側に凸である複数のレンズ部を有する導光板と、導光板の入射面に対向して配置されており入射面に光を供給する光源部と、を備えており、複数のレンズ部の各々は、導光板における入射面から入射され第３の面から出射される光の角度分布において最も出射強度が大きい角度であるピーク角度θＰが６０°以上となり、かつ、第３の面から出射される光の第１の光束に対する第２の光束の比に、第３の面から出射される光の出射効率を乗じた値が１．７７０％より大きくなるような外形を有しており、ピーク角度θＰは、プリズム部の延在方向に略直交する面内において第１の面の法線に対する角度であり、第１の光束は、第３の面上の一点から全方向に出射される光の全光束であり、第２の光束は、一点からピーク角度θＰの方向に出射される光の単位立体角あたりの光束であり、出射効率は、入射面へ入射する光の量に対する第３の面から出射される光の量であり、プリズム部の屈折率をｎとしたとき、プリズム部は、下記式（２）を満たす頂角αを有している。
【数２】
0005784428.tif 000003
【００１０】
また、本発明に係る透過型画像表示装置は、一方向に延在している複数のプリズム部が形成された第１の面と第１の面と反対側の第２の面とを有しており、複数のプリズム部がプリズム部の延在方向に略直交する方向に並列配置されたプリズム板と、プリズム板における第１の面に対向する第３の面と、第３の面とは反対側の第４の面と、第３及び第４の面に交差しており光が入射される入射面とを含む板状の本体部、及び第４の面に形成されており、第３の面と反対側に凸である複数のレンズ部を有する導光板と、導光板の入射面に対向して設けられており、入射面に光を供給する光源部と、プリズム板の第２の面側に設けられており、プリズム板から出射される光により照明され画像を表示する透過型画像表示部と、を備えており、複数のレンズ部の各々は、導光板における入射面から入射され第３の面から出射される光の角度分布において最も出射強度が大きい角度であるピーク角度θＰが６０°以上となり、かつ、第３の面から出射される光の第１の光束に対する第２の光束の比に、第３の面から出射される光の出射効率を乗じた値が１．７７０％より大きくなるような外形を有しており、ピーク角度θＰは、プリズム部の延在方向に略直交する面内において第１の面の法線に対する角度であり、第１の光束は、第３の面上の一点から全方向に出射される光の全光束であり、第２の光束は、一点からピーク角度θＰの方向に出射される光の単位立体角あたりの光束であり、出射効率は、入射面へ入射する光の量に対する第３の面から出射される光の量であり、プリズム部の屈折率をｎとしたとき、プリズム部は、下記式（３）を満たす頂角αを有している。
【数３】
0005784428.tif 000004
【００１１】
上記構成の導光板ユニット、面光源装置及び透過型画像表示装置において、導光板の入射面から入射した光は、導光板内を全反射しながら伝搬する。導光板内を伝搬する光が第４の面上に設けられたレンズ部に入射すると、レンズ部により全反射条件と異なる条件で反射する。よって、レンズ部で反射した光は本体部における第３の面から出射され、プリズム板における第１の面から入射して第２の面から出射される。導光板ユニットでは、プリズム部における頂角αが、導光板から出射される光のピーク角度θＰに基づいて、正面方向（板厚方向）に出射される角度に形成されているので、プリズム板から出射される光は、正面方向により多く集光される。また、導光板ユニットでは、導光板から出射される光のピーク角度θＰが６０°以上となるようなレンズ部を有しているので、導光板からプリズム板に入射された光は効率的に出射される。さらに、導光板ユニットでは、導光板の第４の面上に設けられたレンズ部が上記条件を満たす形状に形成されているので、プリズム板における第２の面から正面方向に出射される割合が高い。これらの作用により、正面方向の輝度が向上する。そして、本発明に係る透過型画像表示装置では、導光板ユニット上に透過型画像表示部が設けられているので、正面方向輝度がより高い光で透過型画像表示部が照明される。その結果、透過型画像表示部で表示される画像の輝度向上を図ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る導光板は、一方向に延在している複数のプリズム部が形成された第１の面と第１の面とは反対側の第２の面とを有しており、複数のプリズム部がプリズム部の延在方向に略直交する方向に並列配置されたプリズム板と対向して配置される導光板であって、プリズム板における第１の面に対向して配置される第３の面、第３の面とは反対側の第４の面、及び第３及び第４の面に交差しており光が入射される入射面とを含む板状の本体部と、第４の面に形成されており、第３の面と反対側に凸である複数のレンズ部と、を備えており、複数のレンズ部の各々は、入射面から入射され第３の面から出射される光の角度分布において最も出射強度が大きい角度であるピーク角度θＰが６０°以上となり、かつ、第３の面から出射される光の第１の光束に対する第２の光束の比に、第３の面から出射される光の出射効率を乗じた値が１．７７０％より大きくなるような外形を有しており、ピーク角度θＰは、プリズム部の延在方向に略直交する面内において第１の面の法線に対する角度であり、第１の光束は、第３の面上の一点から全方向に出射される光の全光束であり、第２の光束は、一点からピーク角度θＰの方向に出射される光の単位立体角あたりの光束であり、出射効率は、入射面へ入射する光の量に対する第３の面から出射される光の量である。
【００１３】
上記構成の導光板において、入射面から入射した光は、導光板内を全反射しながら伝搬する。導光板内を伝搬する光が第４の面上に設けられたレンズ部に入射すると、レンズ部により全反射条件と異なる条件で反射する。よって、レンズ部で反射した光は本体部における第３の面から出射される。このとき、導光板から出射される光のピーク角度θＰが６０°以上となるようなレンズ部を有している。このような導光板は、所定の頂角を有するプリズム部が第１の面に形成されたプリズム板に対して当該第１の面と対向して配置したとき、プリズム板から出射させる光を正面方向に多く集光させる。これらの作用により、正面方向の輝度が向上する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、正面方向の輝度の向上を図ることができる導光板ユニット並びにその導光板ユニットを含む面光源装置及び透過型画像表示装置、導光板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る導光板ユニットの一実施形態を適用した透過型画像表示装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１に示した導光板を背面側からみた場合の平面図である。
【図３】レンズ部の形状を説明するための図面であり、出射面上での局所的な座標系の設定状態を示す図面と、この座標系におけるｚ軸及びｘ軸からの角度の規定方法を説明するための図面である。
【図４】レンズ部の外形形状の例を説明するための図面である。
【図５】レンズ部の外形形状を規定する条件を示す図表である。
【図６】図１に示した透過型画像表示装置の一部拡大図である。
【図７】導光板からの光の出射角とプリズム部の頂角とプリズム板からの光の出射角との関係を説明する図面である。
【図８】プリズム板における出射効率を説明する図面である。
【図９】シミュレーションモデルを示す模式図である。
【図１０】シミュレーションに用いたレンズ部の外形形状を示す図面である。
【図１１】シミュレーションに使用したレンズ形状と、ピーク角度との関係を示す図表である。
【図１２】シミュレーションに使用したレンズ形状と、ピーク角度との関係を示す図表である。
【図１３】シミュレーションと比較実験とにおける導光板ユニットの概略構成を示した図面である。
【図１４】シミュレーションに使用したレンズ形状と、光出射効率との関係を示す図表である。
【図１５】シミュレーションに使用したレンズ形状と、光出射効率との関係を示す図表である。
【図１６】シミュレーションに使用したレンズ形状と、所定方向における光出射割合との関係を示す図表である。
【図１７】シミュレーションに使用したレンズ形状と、所定方向における光出射割合との関係を示す図表である。
【図１８】シミュレーションに使用したレンズ形状と、所定方向における有効光出射割合との関係を示す図表である。
【図１９】シミュレーションに使用したレンズ形状と、所定方向における有効光出射割合との関係を示す図表である。
【図２０】図１８に示した、ｋａとアスペクト比[ｈａ／ｗａ]とで決まるレンズ形状の底部角度を示す図表である。
【図２１】図１９に示した、ｋａとアスペクト比[ｈａ／ｗａ]とで決まるレンズ形状の底部角度を示す図表である。
【図２２】図１８に示した、ｋａとアスペクト比[ｈａ／ｗａ]とで決まるレンズ形状の幅ｗａに対する先端部の曲率半径ｒを示す図表である。
【図２３】図１９に示した、ｋａとアスペクト比[ｈａ／ｗａ]とで決まるレンズ形状の幅ｗａに対する先端部の曲率半径ｒを示す図表である。
【図２４】レンズ部の外形形状を規定する条件を示す図表である。
【図２５】レンズ部の外形形状を規定する条件を示す図表である。
【図２６】レンズ部の外形形状を規定する条件を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。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。また、説明中、「上」、「下」等の方向を示す語は、図面に示された状態に基づいた便宜的な語である。
【００１７】
図１は、本発明に係る導光板ユニットの一実施形態を適用した透過型画像表示装置の概略構成を示す模式図である。図１では、透過型画像表示装置１０の断面構成を分解して示している。透過型画像表示装置１０は、携帯電話や各種電子機器の表示装置やテレビ装置として好適に利用することができる。
【００１８】
透過型画像表示装置１０は、透過型画像表示部２０と、透過型画像表示部２０に供給するための面状の光を出力する面光源装置３０とを備える。以下、説明の便宜のため、図１に示すように、面光源装置３０に対して、プリズム板４０及び透過型画像表示部２０が配列されている方向をＺ方向又は正面方向と称する。また、Ｚ方向に直交する２つの方向をＸ方向及びＹ方向と称する。Ｘ方向及びＹ方向は互いに直交する。
【００１９】
透過型画像表示部２０は、面光源装置３０から出射される面状の光で照明されることによって画像を表示する。透過型画像表示部２０の例は、液晶セル２１の両面に直線偏光板２２，２３が配置された偏光板貼合体としての液晶表示パネルである。この場合、透過型画像表示装置１０は、液晶表示装置（又は液晶テレビ）である。液晶セル２１及び偏光板２２，２３は、従来の液晶表示装置等の透過型画像表示装置で用いられているものを用いることができる。液晶セル２１の例は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）型の液晶セルやＳＴＮ（SuperTwisted Nematic）型の液晶セル等である。
【００２０】
面光源装置３０は、透過型画像表示部２０に対するバックライトを供給するエッジライト型のバックライトユニットである。面光源装置３０は、プリズム板４０と導光板５０とを含む導光板ユニット５５と、導光板５０の互いに対向する側面５０ａ，面５０ｂのそれぞれに対向して配置された光源部６０，６０とを備える。
【００２１】
光源部６０，６０は、ライン状に配列（図１では、Ｙ方向に配列）された複数の点状光源６１を有する。点状光源６１の例は、発光ダイオードである。光源部６０は、導光板５０に光を効率的に入射するために、導光板５０と反対側に、光を反射させる反射部としてのリフレクターを備えてもよい。ここでは、複数の点状光源６１を有する光源部６０を例示したが、光源部６０は、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）などの線状光源であってもよい。
【００２２】
プリズム板４０は、導光板５０から出射された光を正面方向に集光するために用いられる。プリズム板４０は、複数のプリズム部４１が透過型画像表示部２０側とは反対側の面である表面（第１の面）４０ａに形成された光学シートである。プリズム板４０の平面視形状の例は、略長方形及び略正方形を含む。
【００２３】
プリズム部４１は、一方向（図１では、Ｙ方向）に延在している。複数のプリズム部４１は、プリズム部４１の延在方向と直交する方向に並列配置されている。プリズム部４１の延在方向に直交する断面の形状は、下記に示す頂角αを有し、二等辺三角形であることが好ましい。頂角αは、導光板５０からの出射角度θｏ（図６参照）に合わせて設定される。具体的には、出射角度θｏを、導光板５０からの出射される光のピーク角度θＰとして下記式（４）を満たすような頂角αに設定される。ピーク角度とは、出射光の角度分布において最も出射強度が大きい角度を示す。また、下記式（４）におけるｎは、プリズム部４１の屈折率を示している。
【数４】
0005784428.tif 000005
【００２４】
プリズム部４１の頂角αは、通常、６０°以上７５°以下に設定されている。プリズム部４１の頂部４１ａの形状は、製造誤差などによって生じる程度の湾曲形状であってもよい。
【００２５】
プリズム板４０は、透光性材料（又は透明材料）からなる。透光性材料の屈折率の例は、１．４６〜１．６２であり、好ましくは、１．４９〜１．５９である。透光性材料の例は、透光性樹脂材料、透光性ガラス材料である。透光性樹脂材料の例は、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）、アクリル系紫外線硬化樹脂（屈折率：１．４６〜１．５８）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）（屈折率：１．４９）などである。なお、プリズム板４０には、本発明の趣旨を逸脱しない程度であれば、拡散剤などが添加されていてもよい。また、プリズム板４０の裏面（第２の面）４０ｂは、通常、平滑な面である。しかしながら、裏面４０ｂは、本発明の趣旨を逸脱しない程度の粗さを有する粗面であってもよい。裏面４０ｂを前述した粗面とすることによって、例えば、プリズム板４０と透過型画像表示部２０との間に他の光学部材を配置した場合に、その光学部材とプリズム板４０との貼り付きを防止できる。
【００２６】
プリズム板４０の厚さｔは、プリズム部４１の頂部４１ａとプリズム板４０の略平坦な裏面４０ｂ（表面４０ａと反対側の面）との間の距離とすることができる。プリズム板４０の厚さの例は、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下の厚さである。
【００２７】
面光源装置３０は、導光板ユニット５５に対して透過型画像表示部２０と反対側に位置する反射部７０を備えてもよい。反射部７０は、導光板５０から反射部７０側に出射された光を導光板５０に再度入射させるためのものである。反射部７０は、図１に示すようにシート状であり得る。また、反射部７０は、導光板５０を収容する面光源装置３０の筐体底面であって、鏡面加工を施された底面であってもよい。
【００２８】
図１及び図２を参照して、導光板５０について説明する。図２は、図１に示した導光板５０を背面側からみた場合の平面図である。導光板５０の平面視形状の例は略長方形及び略正方形を含む。
【００２９】
導光板５０は、板状の本体部５１と本体部５１に形成された複数のレンズ部５２とを有する。本体部５１は透光性材料（又は透明材料）からなる。透光性材料の屈折率の例は、１．４６〜１．６２である。透光性材料の例は、透光性樹脂材料、透光性ガラス材料である。透光性樹脂材料の例は、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）、アクリル系紫外線硬化樹脂（屈折率：１．４６〜１．５８）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）（屈折率：１．４９）などである。透光性樹脂材料としては、透明性の観点からＰＭＭＡがより好ましい。
【００３０】
図１に示すように、本体部５１は、プリズム板４０と互いに対向する出射面（第３の面）５１ａと、出射面５１ａと反対側の背面（第４の面）５１ｂとを有する。出射面５１ａ及び背面５１ｂは略平坦である。本体部５１は、出射面５１ａ及び背面５１ｂに交差する４つの側面５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆを有する（図３参照）。図１では、Ｘ方向において互いに対向している２つの側面５１ｃ及び５１ｄを示している。側面５１ｃ及び側面５１ｄは、光源部６０と対向する上記側面５０ａ及び側面５０ｂでもある。この場合、側面５１ｃ及び側面５１ｄは、光源部６０からの光が入射される入射面である。本体部５１が有する４つの側面５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆのうち残りの２つの側面５１ｅ，５１ｆ（図３参照）はＹ方向において互いに対向している。図１では、側面５１ｃ及び側面５１ｄと出射面５１ａ及び背面５１ｂとの配置関係の一例として、側面５１ｃ及び側面５１ｄは出射面５１ａ及び背面５１ｂに略直交している状態を示している。本実施形態では、本体部５１の他の側面５１ｅ，５１ｆも出射面５１ａ及び背面５１ｂと直交しているとする。
【００３１】
図１及び図２に示すように、複数のレンズ部５２は、背面５１ｂ上に形成されている。レンズ部５２は、透明であり、導光板５０内を伝搬する光を出射面５１ａ側から出射するためのものである。また、各レンズ部５２の外形形状はドーム状である。
【００３２】
各レンズ部５２の形状について説明する。説明の簡略化のため、複数のレンズ部５２の大きさは同じであるとして説明する。
【００３３】
レンズ部５２は、出射面５１ａ上の任意の点（一点）ｐから光が出射される場合、出射位置である点ｐから出射される光の第１の光束に対する第２の光束の比（比率）に出射効率を乗じた値が１．７７０％より大きくなるような外形形状を有する。点ｐは、出射面（第３の面）５１ａの中央部の点（一点）、すなわち、出射面５１ａの中心とすることができる。
【００３４】
「第１の光束」は、点ｐから導光板５０の外側の全方向（全方位）に出射される光（出射光）の全光束である。「第２の光束」は、点ｐから所定方向への出射光の単位立体角あたりの光束である。本実施形態において「単位立体角」は１／４πである。「所定方向」は、Ｙ方向に直交する面内において出射面５１ａの法線に対する角度θであり、点ｐから出射される光のピーク角度θＰの方向である。「出射効率」は、入射面としての側面５１ｃ，５１ｄに入射される光、すなわち、導光板５０に入射される光の量に対する出射面５１ａから出射される全ての光の量の比である。
【００３５】
図３を参照してより具体的に説明する。図３は、レンズ部５２の形状を説明するための図面である。図３の（ａ）は、出射面５１ａ上での局所的な座標系の設定状態を示す図面である。図３の（ｂ）は、図３（ａ）に示した座標系におけるｚ軸及びｘ軸からの角度の規定方法を説明するための図面である。
【００３６】
図３（ａ）に示すように出射面５１ａ上の任意の点ｐを原点とした局所的なｘｙｚ座標系を設定し、原点を中心とした単位球を仮定する。ｘｙｚ座標系においてｚ軸は出射面５１ａに直交している。すなわち、ｚ軸は出射面５１ａの法線に対応する。ｘ軸は、Ｘ方向に略平行である。すなわち、ｘ軸は、入射面である側面５１ｃ，５１ｄに略直交する方向である。この場合、ｙ軸はＹ方向に略一致する。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸が、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に対応していることは、図３（ｂ）においても同様である。
【００３７】
図３（ｂ）に示すように、点ｐからの出射光の方向とｚ軸との間のなす角度（偏角）をθとし、出射光の方向とｘ軸とのなす角度（偏角）をφとする。この設定では、上記所定方向は、ｘｚ平面内においてピーク角度θＰの方向である。換言すれば、所定方向は、θ＝ピーク角度θＰ且つφ＝０°で規定される方向である。ただし、所定方向は、θ及びφがそれぞれθ＝ピーク角度θＰ±５°及びφ＝０±５°を満たす範囲内の方向であればよい。点ｐから全方向への出射光の全光束をΦ１とし、所定方向への出射光の単位立体角あたりの光束をΦ２とする。全光束Φ１に対する光束Φ２の比は、所定方向における光出射割合である。以下では、「所定方向における光出射割合」を、単に「光出射割合」とも称する。この光出射割合をＲとしたとき、Ｒ＝Φ２／Φ１である。導光板５０に入射される光の量をＱ１と、出射面５１ａから出射されるすべての光の量をＱ２とする。光出射効率をＥとしたとき、Ｅ＝Ｑ２／Ｑ１である。
【００３８】
このとき、レンズ部５２の外形形状は、
１．７７０（％）＜Ｒ×Ｅ×１００（＝ＲＥ）
を満たす形状である。以下の説明では、ＲＥを有効光出射割合とも称す。
【００３９】
図４は、レンズ部５２の外形形状の例を説明するための図面であり、レンズ部５２の中心軸線Ｃを含む導光板５０の断面構成の模式図である。
【００４０】
レンズ部５２において、レンズ部５２の頂部をレンズ部５２の先端部５２ａと称し、レンズ部５２の裾部をレンズ部５２の底部５２ｂと称する。本実施形態では、レンズ部５２の形状は、図４に示した断面形状を、中心軸線Ｃを回転軸として回転させた形状であるとする。よって、レンズ部５２の形状は、中心軸線Ｃを含む任意の断面において左右対称となる。また、レンズ部５２は、レンズ部５２に接する接平面と背面５１ｂとのなす角度が、レンズ部５２の底部５２ｂ側から先端部５２ａ側にかけて単調に減少するような外形形状を有している。
【００４１】
図４を参照して、レンズ部５２の外形形状の種々の例について説明する。有効光出射割合ＲＥ（％）が上記範囲を満たすレンズ部５２の外形形状は、図５に示した図表内の組み合わせの何れかによって規定される形状とすることができる。以下、図５に示したアスペクト比〔ｈａ／ｗａ〕、幅に対する曲率半径〔ｒ／ｗａ〕及び底部角度γ（°）について説明する。
【００４２】
(I)アスペクト比〔ｈａ／ｗａ〕
アスペクト比〔ｈａ／ｗａ〕とは、図４において、レンズ部５２の幅をｗａ（μｍ）、レンズ部５２の最大高さをｈａ（μｍ）としたとき、幅ｗａに対する最大高さｈａの比である。
【００４３】
(II)幅に対する曲率半径〔ｒ／ｗａ〕
幅に対する曲率半径〔ｒ／ｗａ〕とは、レンズ部５２の幅をｗａ（μｍ）、レンズ部５２の先端部５２ａの曲率半径をｒ（μｍ）としたとき、幅ｗａに対する曲率半径ｒの比である。先端部５２ａの曲率半径ｒは、レンズ部５２の頂部としての先端部５２ａの曲がり具合を表すものである。例えば、先端部５２ａの曲率半径ｒは、図４に示すように、先端部５２ａに接する円（図４中の破線で示す円）を仮定した場合の円の半径である。
(III)底部角度γ
底部角度γは、中心軸線Ｃをとおる断面でのレンズ部５２の輪郭線と背面５１ｂとの交点の位置でのレンズ部５２の接平面Ｐと背面５１ｂとの間のなす角度である。この底部角度γは、レンズ部５２を液滴とみなした場合の接触角に対応する。また、先端部５２ａに対して底部はレンズ部５２の裾部でもある。よって、底部角度γは裾部角度でもある。
【００４４】
以下、図５の図表に示したアスペクト比[ｈａ／ｗａ]に基づいた場合分けに応じてレンズ部５２が満たす外形形状の条件を具体的に例示する。
【００４５】
（１）０．０１≦ｈａ／ｗａ＜０．０３の場合
レンズ部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件を満たす形状である。
０．６３≦ｒ／ｗａ≦１２．１９且つ２．４１≦γ≦４７．０９
【００４６】
（２）０．０３≦ｈａ／ｗａ＜０．０５の場合
レンズ部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件を満たす形状である。
０．１６≦ｒ／ｗａ≦６．０９且つ４．６８≦γ≦６７．６６
【００４７】
（３）０．０５≦ｈａ／ｗａ＜０．０７の場合
レンズ部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件を満たす形状である。
０．１０≦ｒ／ｗａ≦４．０６且つ７．００≦γ≦７５．９７
【００４８】
（４）０．０７≦ｈａ／ｗａ＜０．０９の場合
レンズ部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件を満たす形状である。
０．０８≦ｒ／ｗａ≦３．０５且つ９．３０≦γ≦７９．９７
【００４９】
（５）０．０９≦ｈａ／ｗａ＜０．１１の場合
レンズ部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件の何れかを満たす形状である。
（５Ａ）０．０６≦ｒ／ｗａ≦１．６９且つ１１．５７≦γ≦３１．７２
（５Ｂ）１．９４≦ｒ／ｗａ≦２．４４且つ４１．８３≦γ≦８２．２３
【００５０】
（６）０．１１≦ｈａ／ｗａ＜０．１３の場合
レンズ部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件を満たす形状である。
０．５７≦ｒ／ｗａ≦１．２０且つ１８．３３≦γ≦２９．５２
【００５１】
（７）０．１３≦ｈａ／ｗａ＜０．１５の場合
レンズ部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件の何れかを満たす形状である。
（７Ａ）０．４０≦ｒ／ｗａ≦０．８５且つ１９．８８≦γ≦２８．１１
（７Ｂ）１．４７≦ｒ／ｗａ≦１．５６且つ５８．１４≦γ≦６６．０８
【００５２】
（８）０．１５≦ｈａ／ｗａ＜０．１７の場合
レンズ部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件の何れかを満たす形状である。
（８Ａ）０．１２≦ｒ／ｗａ≦０．５９且つ１９．０９≦γ≦２７．１４
（８Ｂ）１．２１≦ｒ／ｗａ≦１．３７且つ５５．００≦γ≦６８．７７
【００５３】
（９）０．１７≦ｈａ／ｗａ＜０．１９の場合
レンズ部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件の何れかを満たす形状である。
（９Ａ）０．０３≦ｒ／ｗａ≦０．３８且つ２０．２３≦γ≦２６．４３
（９Ｂ）１．０１≦ｒ／ｗａ≦１．１５且つ５２．７１≦γ≦６４．１６
【００５４】
（１０）０．１９≦ｈａ／ｗａ＜０．２１の場合
レンズ部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件の何れかを満たす形状である。
（１０Ａ）０．０３≦ｒ／ｗａ≦０．２８且つ２２．２７≦γ≦２７．３２
（１０Ｂ）０．８４≦ｒ／ｗａ≦１．０３且つ５０．９７≦γ≦６６．４４
【００５５】
（１１）０．２１≦ｈａ／ｗａ＜０．２３の場合
レンズ部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件の何れかを満たす形状である。
（１１Ａ）０．０３≦ｒ／ｗａ≦０．１４且つ２４．２５≦γ≦２６．７１
（１１Ｂ）０．７７≦ｒ／ｗａ≦０．９４且つ５３．６１≦γ≦６８．３７
【００５６】
（１２）０．２３≦ｈａ／ｗａ＜０．２５の場合
レンズ部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件を満たす形状である。
０．６５≦ｒ／ｗａ≦０．８１且つ５２．０５≦γ≦６４．９３
（１３）０．２５≦ｈａ／ｗａ＜０．２７の場合
レンズ部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件を満たす形状である。
０．５５≦ｒ／ｗａ≦０．７０且つ５０．７８≦γ≦６２．１７
【００５７】
（１４）０．２７≦ｈａ／ｗａ＜０．２９の場合
レンズ部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件を満たす形状である。
０．５１≦ｒ／ｗａ≦０．６０且つ５２．８４≦γ≦５９．９１
【００５８】
（１５）０．２９≦ｈａ／ｗａ＜０．３１の場合
レンズ部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件を満たす形状である。
０．４４≦ｒ／ｗａ≦０．５２且つ５１．６６≦γ≦５８．０３
【００５９】
また、幅ｗａの例は、５μｍ以上１ｍｍ以下であり、好ましくは、１０μｍ以上５００μｍ以下である。このようなサイズのレンズ部５２は、いわゆるマイクロレンズである。
【００６０】
図４は、レンズ部５２の中心軸線Ｃを含む断面の構成を示しているので、幅ｗａはレンズ部５２の最大幅に対応する。また、ｈａはレンズ部５２の先端部５２ａの位置での厚さである。よって、上記アスペクト比［ｈａ／ｗａ］は、レンズ部５２の最大幅に対する先端部５２ａの位置でのレンズ部５２の厚さ（又は高さ）、すなわち、［先端部位置での厚さ］／［レンズ部の最大幅］に対応する。通常、先端部５２ａの位置でのレンズ部５２の厚さは最大であるので、先端部５２ａの位置でのレンズ部５２の厚さはレンズ部５２の最大厚さでもある。また、上記(II)に記載した比は、曲率半径ｒとレンズ部５２の最大幅との比、すなわち、［曲率半径］／［レンズ部の最大幅］に対応する。
【００６１】
レンズ部５２の材料は、本体部５１と同じ材料とすることができる。また、レンズ部５２の材料は、透光性材料であれば、本体部５１の材料と異なっていてもよい。
【００６２】
上記構成の導光板５０の本体部５１は、単独の透光性材料で構成された単層の板状体であってもよいし、互いに異なる透光性材料で構成された層が積層された多層構造の板状体でもよい。なお、レンズ部５２の材料が本体部５１と同じ場合は、導光板５０が単独の透光性材料で構成された板状体となる。
【００６３】
更に、本体部５１及びレンズ部５２を構成する透光性材料として透光性樹脂材料を用いる場合、この透光性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、滑剤等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、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、導光板５０に紫外線吸収剤が添加されていれば、光源部６０から出力される光に紫外線が多く含まれている場合などにおいて、紫外線による導光板５０の劣化を防止できるため好ましい。
【００６４】
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、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、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等が挙げられ、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。
【００６５】
透光性樹脂材料は、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、本発明の趣旨を逸脱し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。
【００６６】
光拡散剤として、通常は、導光板５０、具体的には、本体部５１及びレンズ部５２を主に構成する上述したような透光性材料（又は透明材料）とは屈折率が異なる粉末が用いられ、これを透光性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、シリカ粒子等の無機粒子が用いられ、その粒子径は通常０．８μｍ〜５０μｍである。
【００６７】
また、出射面５１ａは、平坦であることが好ましい。しかしながら、モアレ低減のために出射面５１ａは、僅かに表層拡散を有していてもよい。
【００６８】
上記レンズ部５２を備えた導光板５０は、インクジェット印刷（インクジェット法）、フォトポリマー法、押出成形又は射出成形などにより製造することができる。
【００６９】
インクジェット印刷（インクジェット法）やフォトポリマー法を用いて導光板５０を製造する際には、レンズ部５２の材料として、紫外線硬化樹脂を利用することができ、紫外線硬化樹脂としては、アクリル系紫外線硬化樹脂を用いることができる。
【００７０】
レンズ部５２の材料をアクリル系紫外線硬化樹脂としてインクジェット印刷を利用する場合の導光板５０の製造方法の一例について説明する。この場合、板状体としての本体部５１を押出成形又は射出成形などにより形成する。次に、本体部５１の背面５１ｂとなるべき面に、インクジェットヘッドを操作しながら、紫外線硬化樹脂を滴下（印刷）する。次いで、紫外線を紫外線硬化樹脂に照射して硬化させることでレンズ部５２とする。
【００７１】
レンズ部５２の形成にインクジェット印刷を採用した場合、他の印刷手法であるスクリーン印刷で必須の原版などが不要である。複数のレンズ部５２は、通常、設計工程及び試作工程を適宜繰り返して、出射面５１ａから出射される光の輝度が高くなるように所定のドットパターンで配置される。原版を有しないインクジェット印刷では、上記所定のドットパターンの決定に要する時間を短縮できる。その結果、導光板５０をより効率的に製造し得る。
【００７２】
ここでは、インクジェット印刷による製造方法を例示したが、導光板５０は、前述したように、押出成形や射出成形などによって直接レンズ部５２が形成された導光板５０を製造してもよい。この場合、レンズ部５２の材料は、本体部５１の材料と同じになる。
【００７３】
次に、上記導光板ユニット５５の作用効果について、図１に示したように面光源装置３０の一部として透過型画像表示装置１０に適用した場合を例にして説明する。図６は、図１に示した透過型画像表示装置１０の一部拡大図である。図６では、図１中において側面５０ａ（側面５１ｃ）側を拡大して示している。
【００７４】
光源部６０が有する点状光源６１を発光させると、点状光源６１からの光は、点状光源６１に対向する導光板５０の側面５０ａから導光板５０に入射する。導光板５０に入射した光は、導光板５０内を全反射しながら伝搬する。導光板５０内を伝搬する光が、レンズ部５２に入射すると、レンズ部５２内では光が全反射条件以外の条件で反射する。そのため、レンズ部５２内で反射した光は出射面５１ａから出射角θｏで出射される。
【００７５】
出射面５１ａから出射された光はプリズム板４０におけるプリズム部４１の一方の斜辺４１ｂに入射する。プリズム部４１の一方の斜辺４１ｂに入射した光は、プリズム部４１の他方の斜辺４１ｃにおいて板厚方向（Ｚ方向）に向かって全反射し、プリズム板４０における裏面４０ｂから正面方向に出射されるようにプリズム部４１の頂角αが設定されている。すなわち、プリズム板４０から出射される光の正面方向への輝度が大きくなるようにプリズム部４１の頂角αが設定されている。
【００７６】
具体的には、図７に示すように、導光板５０の出射面５１ａから出射角θｏで出射された場合、プリズム部４１の一方の斜辺４１ｂに対して入射角θｉで入射する。このとき入射角θｉを出射角θｏとプリズム部４１の頂角αとを用いて表すと、θｉ＝θｏ−０．５π＋０．５αとなる。また、図７に示すように、正面方向（Ｚ方向）と斜辺４１ｃとの交角は、プリズム部４１の頂角αとを用いて表すとα／２となる。プリズム部４１の一方の斜辺４１ｂから入射した光が、他方の斜辺４１ｃで全反射してプリズム板４０における正面方向に出射されるためには（すなわち、斜辺４１ｃに対してα／２の角度で出射されるためには）、入射角θｉに対する屈折角θｒが１．５α−０．５πであることが必要となる。これらの条件と、下記式（５）に示すスネルの法則（ｎ：プリズム部４１の屈折率）とに基づけば、設定すべき上記頂角αは、下記式（６）によって導出することができる。
【数５】
0005784428.tif 000006
【数６】
0005784428.tif 000007
【００７７】
導光板ユニット５５では、プリズム板４０のプリズム部４１の頂角αが上述したような角度に設定されているので、プリズム板４０に入射する光を正面方向に出射することができる。
【００７８】
ここで、導光板５０からの出射角θｏが６０°よりも小さい場合、導光板ユニット５５に用いられる、屈折率が１．４６〜１．６２の樹脂材料によって形成されるプリズム部４１の頂角αを上記式（６）により算出される値としても、図８（ａ）に示すように、正面方向に向かわない一部の光（図８（ａ）において点線矢印で示す）が発生するおそれがある。
【００７９】
例えば、導光板５０からの出射角θｏを５０°、プリズム部４１の屈折率ｎを１．５８とすると、上記式（６）により算出される頂角αは５４．７°となる。ところがこの場合、図８（ａ）に示すように、プリズム部４１を構成する一方の斜辺４１ｂから入射した光の一部は、他方の斜辺４１ｃによって反射されないことがある。このため、プリズム板４０に入射した光の一部が正面方向に向かわないこととなり、出射効率が低下してしまうおそれがある。
【００８０】
一方、導光板５０からの出射角θｏが６０°以上である場合、導光板ユニット５５に用いられる、屈折率が１．４６〜１．６２の樹脂材料によって形成されるプリズム板４０の頂角αを上記式（６）により算出される値とすると、図８（ｂ）に示すように、全ての光が正面方向に向かうようになる。
【００８１】
例えば、導光板５０からの出射角θｏを６０°、プリズム板４０の屈折率ｎを１．５８とすると、上記式（６）により、設定される頂角αは６０．０°となる。この場合、図８（ｂ）に示すように、プリズム部４１を構成する一方の斜辺４１ｂから入射した光は、他方の斜辺４１ｃによって確実に反射される。このため、プリズム板４０に入射した光は全て正面方向に向かうこととなり、プリズム板４０の正面方向からの出射効率が高まる。
【００８２】
導光板ユニット５５において、導光板５０は出射面５１ａから出射される光のピーク角度θＰが６０°以上となる外形形状のレンズ部５２を有しているので、プリズム板４０に入射する光を効率的に出射することができる。この結果、プリズム板４０を経て透過型画像表示部２０に入射される光の輝度が向上する。
【００８３】
さらに、有効光出射割合ＲＥ（％）が１．７７０％より大きくなる外形形状をレンズ部５２が有することから、プリズム板４０の出射面から正面方向に出射される光の割合がより高くなる。その結果、プリズム板４０を経て透過型画像表示部２０に入射される光の輝度がより向上する。
【００８４】
次に、レンズ部５２が図５に示す条件を満たす場合に、導光板ユニット５５におけるプリズム板４０の正面方向への出射光がより多くなる点についてシミュレーション結果に基づいて説明する。ただし、本発明はこれらシミュレーションに限定されるものではない。
【００８５】
図９は、シミュレーションモデルを示す模式図である。説明の便宜のため、図１に示した構成要素に対応する構成要素には、導光板５０ＭのようにＭを付して記載する。シミュレーションは、図１０に示したように導光板５０Ｍの側面５０Ｍａ，５０Ｍｂ（５１Ｍｃ，５１Ｍｄ）に対向する位置にそれぞれ点状光源６１Ｍ，６１Ｍを配置すると共に、導光板５０Ｍの下方に反射部７０Ｍとしての反射シートを配置したモデルにおいて、光線追跡法を用いて行った。点状光源６１Ｍ，６１Ｍは、導光板５０Ｍの短辺方向において、短辺方向の中央部に位置している。
【００８６】
シミュレーション条件は、次のとおりである。
・導光板５０Ｍの構成材料：本体部５１Ｍ及びレンズ部５２ＭはいずれもＰＭＭＡ（屈折率：１．４９）を仮定
・導光板５０Ｍの平面視形状（板厚方向からみた形状）：長方形
・導光板５０Ｍの長辺の長さＷ１：５００ｍｍ
・導光板５０Ｍの短辺の長さＷ２：  ２０ｍｍ
・本体部５１Ｍの厚さｔ：４ｍｍ
・導光板５０Ｍのレンズ部５２Ｍの先端部５２Ｍａと反射部７０Ｍとの間の距離：０．１ｍｍ
・反射部７０Ｍ：ミラー（反射率１００％）を仮定
・点状光源６１Ｍの特性：点光源とし、等方出射を仮定
・点状光源６１Ｍから出射される光の波長：５５０ｎｍを仮定
・点状光源６１Ｍと導光板５０Ｍとの距離：０．１ｍｍ
なお、本体部５１Ｍの側面５１Ｍｅ及び側面５１Ｍｆでは周期的境界条件を仮定した。すなわち、側面５１Ｍｅ及び５１Ｍｆでは光はすべて反射し導光板５０Ｍ内に戻るとした。このように、導光板５０Ｍにおける短辺方向（Ｙ方向）に周期的境界条件を設けることによって、短辺方向の長さが実質的に無限の導光板を想定したシミュレーションを実施していることになる。
【００８７】
シミュレーションでは、図４に示したようにレンズ部５２Ｍの中心軸線Ｃを含むレンズ部５２Ｍの断面構成において、レンズ部５２Ｍの輪郭線を円錐曲線で表した。具体的には、図１０に示すように、ｕｖ座標系を設定し、レンズ部５２Ｍの断面形状を下記式（７）で示す円錐曲線ｖ（ｕ）により規定した。ｕｖ座標系のｖ軸は図４におけるレンズ部５２Ｍの中心軸線Ｃに対応する。また、ｕ軸は図４に示すＸ方向に対応する。
【数７】
0005784428.tif 000008
【００８８】
式（７）において、ｋａは、式（７）で表される円錐曲線のとがり方を示すパラメータであり、レンズ部５２Ｍの先端部５２Ｍａのとがり方を表している。例えばｋａが０のとき、レンズ部５２Ｍの外形は放物線形状となり、ｋａが１のとき、レンズ部５２Ｍの外形はプリズム形状となり、ｋａが−１のとき、レンズ部５２Ｍの外形は楕円を半分に切った形状となる。
【００８９】
シミュレーションモデルでは、本体部５１Ｍの背面５１Ｍｂに複数のレンズ部５２Ｍを一定間隔で配置した。具体的には、複数の正方形が配列されてなる正方格子を背面５１Ｍｂに対して設定し、正方格子の構成単位である各正方形に一つのレンズ部５２Ｍを配置した。正方格子の構成単位に対するレンズ部５２Ｍの占有率（構成単位に対するレンズ部５２Ｍの被覆率）は７８．５％とした。また、正方格子の構成単位である正方形の一辺の長さは５００μｍとした。
【００９０】
シミュレーションでは、まず、式（７）で規定される外形を有するレンズ部５２Ｍを設計した。設計したレンズ部５２Ｍを有する導光板５０Ｍに対して、点状光源６１Ｍから光が入射した場合を想定し、導光板５０Ｍの出射面５１Ｍａの中央部に光の出射位置としての点ｐを仮定した。
【００９１】
次に、ｋａ及びｈａ／ｗａを変更することによって、設定される複数のレンズ部５２Ｍの形状に対して導光板５０Ｍから出射される光のピーク角度θＰについてシミュレーションをそれぞれ実施した。シミュレーション結果は、図１１及び図１２に示した図表のとおりである。図１１及び図１２は、式（７）におけるｋａとアスペクト比［ｈａ／ｗａ］とで規定されるレンズ形状と、出射光のピーク角度θＰ（°）の関係を示す図表である。図１１はｋａが０．１以上且つ０．９以下の範囲を示している。図１２は、ｋａが−０．９以上且つ０以下の範囲を示している。図１１及び図１２において着色が施されたセルは、ピーク角度θＰが６０°以上であることを示している。すなわち、着色が施されたセルに対応するｋａとアスペクト比［ｈａ／ｗａ］とで規定される形状のレンズ部５２Ｍを有する導光板５０Ｍから出射される光のピーク角度θＰは６０°以上となる。
【００９２】
次に、図３（ａ）（又は図３（ｂ））に示した局所的なｘｙｚ座標系を設定し、点ｐからの全放射束と、点ｐからピーク角度θＰの方向、且つφ＝０°の方向（以下、所定方向と称す）に出射された出射光の単位立体角あたりの放射束を算出した。具体的には、シミュレーションでは、後述する比較実験と対比するため、０°≦θ≦９０°及び０°≦φ≦３６０°の範囲（図３（ｂ）に示した単位球の球面のうちｚ≧０の領域の半球面に相当）に出射された出射光の放射輝度を半球面上の複数の点で算出した。その後、算出された放射輝度に基づいて、半球面全体の全放射束及び所定方向の単位立体角当たりの放射束を算出した。
【００９３】
放射輝度を算出する上記複数の点は、所定方向の点を含むように、θ方向に５°刻みで設定すると共に、φ方向に１０°刻みで設定した。放射輝度から全放射束及び放射束の算出は次のように実施した。
【００９４】
すなわち、まず、各算出点の放射輝度を、単位立体角あたりの放射束に換算した。単位立体角としては１／４πを設定した。次に、各放射束を単位球面上の面要素あたりの放射束に換算した。その後、単位球面上の面要素あたりの放射束を半球面全体にわたって数値積分することによって全放射束を算出した。所定方向に対する単位立体角あたりの放射束には、所定方向上の算出点における換算値を使用した。シミュレーションでは、物理量として放射束を算出しているが、放射束は、いわゆる心理物理量の光束（単位時間あたりの光量）に対応する。よって、算出した全放射束に対する所定方向の単位立体角当たりの放射束の比、すなわち、[単位立体角当たりの放射束]／[全放射束]は、光出射割合（所定方向への光出射割合）Ｒに対応する。
【００９５】
導光板５０Ｍに入射する光の量に対する出射面５１Ｍａからの全ての出射光の量の比を算出することで光出射効率Ｅが得られる。
【００９６】
ｋａ及びｈａ／ｗａを変更することによって、設定される複数のレンズ部５２Ｍの形状に対して上記シミュレーションをそれぞれ実施し、光出射割合Ｒ及び光出射効率Ｅをそれぞれ算出し、各シミュレーション結果に対する有効光出射割合ＲＥを得た。
【００９７】
比較のために、図１３（ａ）に示すような、白色ドット８１を備えた導光板８０を含む導光板ユニット１５５を用いて実測値に基づく有効光出射割合ＲｆＥを得た。比較のための実験（以下、「比較実験」と称す）では、ソニー株式会社製「ＫＤＬ−４０ＥＸ７００」に使用されているバックライトユニットを取り出し、当該バックライトユニットの導光板ユニットを導光板ユニットとして使用した。当該バックライトの導光板ユニット１５５は、導光板８０、拡散フィルム１４４、プリズムフィルム（頂角９０°）１４０及び反射型偏光フィルム１４５を有していた。比較実験に使用した導光板ユニット１５５に含まれる導光板８０は白色ドット８１を備えていた。そして、バックライトユニットの導光板ユニット１５５と点状光源６１（光源部６０）とを使用して、導光板８０の背面側に白色反射板を設けた。
【００９８】
比較実験では、導光板８０の側面から白色光を導光板８０内に供給して、反射型偏光フィルム１４５上の所定位置（反射型偏光フィルム１４５の中央位置）からの輝度を測定した。測定は、輝度計（TOPCOM社製「色彩輝度計BM-5AS」)を用いて行った。具体的には、反射型偏光フィルム１４５上の一点ｐ１に図３（ｂ）に示すような局所的なｘ１ｙ１ｚ１座標系を設定し、点ｐ１からθ１＝０°の方向（以下、正面方向と称す）に出射された輝度を測定した。
【００９９】
測定した輝度を光度、すなわち、単位立体角あたりの光束に換算した。単位立体角としては、上記輝度計で設定されている１／４πを採用した。次に、各単位立体角あたりの光束（光度）を単位球面上の面要素あたりの光束に換算した。その後、単位球面上の面要素あたりの光束を半球面全体にわたって数値積分することによって全光束を算出した。所定方向への単位立体角あたりの光束としては、所定方向に位置する測定点の輝度に基づいて換算された単位立体角あたりの光束を採用した。所定方向に対する単位立体角あたりの光束Φ１を全光束Φ２で除することによって、比較実験における光出射割合（正面方向における光出射割合）Ｒｆを算出した。その結果、比較実験における光出射割合Ｒｆは４．４３０％であった。
【０１００】
スクリーン印刷で形成された白色ドット８１を有する導光板ユニット５５の出射効率は８０％として知られている。そのため、比較実験において、導光板ユニット５５の出射効率を８０％と仮定した。算出した所定方向への光出射割合Ｒｆに、仮定した光出射効率Ｅである８０％を乗算することによって、比較実験における有効光出射割合ＲｆＥを算出した。その結果、得られた有効光出射割合ＲｆＥの値は３．５４０％であった。
【０１０１】
ここで、この比較実験において算出される有効光出射割合ＲｆＥの値は、図１３（ａ）に示す正面方向（白抜矢印方向）からの実測を元に、反射型偏光フィルム１４５の出射面１４５ａから出射される光出射割合Ｒｆとして算出された値に、後述する光出射効率Ｅを乗じたものである。これに対して、当該シミュレーションにおいて得られる光出射割合Ｒは、導光板５０Ｍの出射面５１Ｍａから出射される光としての値である。そこで、両者が単純に比較できるように検討した。具体的には、当該シミュレーションにおいてプリズム板４０Ｍの出射面４０Ｍａから出射される光は、図１３（ｂ）に示すように、プリズム部４１Ｍにおける一方の斜辺４１Ｍｂから入射する光と、他方の斜辺４１Ｍｃから入射する光があることを考慮して、上記シミュレーションにおいて得られる光出射割合Ｒを２倍した光出射割合Ｒ２に基づいて算出される有効光出射割合Ｒ２Ｅと、比較実験における有効光出射割合ＲｆＥとを比較するようにした。
【０１０２】
シミュレーション結果は、図１４〜図２３に示した図表のとおりである。図１４及び図１５は、式（７）におけるｋａとアスペクト比［ｈａ／ｗａ］とで規定されるレンズ形状と、光出射効率Ｅとの関係を示す図表である。図１４はｋａが０．１以上且つ０．９以下の範囲を示している。図１５は、ｋａが−０．９以上且つ０以下の範囲を示している。図１４及び図１５に示す光出射効率Ｅはパーセンテージ（百分率）で示されている。また、図１４及び図１５に示す図表において着色が施されたセルは、図１１及び図１２に示した図表のセルと同様に、ピーク角度θＰが６０°以上であることを示している。
【０１０３】
図１６及び図１７は、式（７）におけるｋａとアスペクト比［ｈａ／ｗａ］とで規定されるレンズ形状と、所定方向（ピーク角度θｐ方向）に対する光出射割合Ｒ２との関係を示す図表である。図１６は、ｋａが０．１以上且つ０．９以下の範囲を示している。図１７は、ｋａが−０．９以上且つ０以下の範囲を示している。図１６及び図１７では、図１４及び図１６の場合と同様に、光出射割合Ｒ２はパーセンテージで示されている。図１６及び図１７に示す光出射割合Ｒ２は、上述したように２つの光の経路を考慮した数値であるから、所定方向（ピーク角度θｐ方向）に対する光出射割合Ｒを２倍した数値となっている。また、図１６及び図１７に示す図表において着色が施されたセルは、図１１及び図１２に示した図表のセルと同様に、ピーク角度θＰが６０°以上であることを示している。
【０１０４】
図１８及び図１９は、式（７）におけるｋａとアスペクト比［ｈａ／ｗａ］とで規定されるレンズ形状と、有効光出射割合Ｒ２Ｅとの関係を示す図表である。図１８はｋａが０．１以上且つ０．９以下の範囲を示している。図１９は、ｋａが−０．９以上且つ０以下の範囲を示している。図１８に示す図表中の各セルの値は、図１４及び図１６に示した図表の対応するセルの値に基づいている。同様に、図１９に示す図表中の各セルの値は、図１５及び図１７に示した図表の対応するセルの値に基づいている。図１８及び図１９では、図１４及び図１６の場合と同様に、有効光出射割合Ｒ２Ｅはパーセンテージで示されている。また、図１８及び図１９に示す有効光出射割合Ｒ２Ｅは、図１６及び図１７と同様に、上述したように２つの光の経路を考慮した数値であるから、所定方向（ピーク角度θｐ方向）に対する有効光出射割合Ｒ２Ｅを２倍した数値となっている。また、図１８及び図１９に示す図表において着色が施されたセルは、図１１及び図１２に示した図表のセルと同様に、ピーク角度θＰが６０°以上であることを示し、セル内に数値がなく「−」が記載されたセルは、ピーク角度θＰが６０°未満であることを示している。
【０１０５】
図２０及び図２１は、図１８及び図１９に示したｋａとアスペクト比［ｈａ／ｗａ］とで決まるレンズ形状の底部角度γを示す図表である。図２２及び図２３は、図１８及び図１９に示したｋａとアスペクト比［ｈａ／ｗａ］とで決まるレンズ形状の幅ｗａに対する先端部５２Ｍａの曲率半径［ｒ／ｗａ］を示す図表である。
【０１０６】
図１８及び図１９に示した図表では、比較実験における有効光出射割合ＲｆＥの値（３．５４０％）よりも大きい有効光出射割合Ｒ２Ｅにハッチングが付されている。この図表に示される有効光出射割合Ｒ２Ｅは、上述したように２つの光の経路を考慮した数値であるから、上記シミュレーションにより得られる値を２倍した数値となっている。すなわち、ハッチングが付されたセルは、導光板５０Ｍの出射面５１Ｍａから出射される有効光出射割合ＲＥとして１．７７０％よりも大きくなる部分である。有効光出射割合ＲＥ（Ｒ２Ｅ）の大きい方が、プリズム板４０Ｍの正面方向近傍に出射される光が多いことを示している。すなわち、有効光出射割合ＲＥ（Ｒ２Ｅ）が大きい方が、プリズム板４０Ｍと組み合わせた際に、輝度向上が図れる。よって、図１８及び図１９に示した図表において、ハッチングを付した箇所（セル）に対応する形状を有するレンズ部を備える導光板５０Ｍとプリズム板４０Ｍとを備えた導光板ユニット５５Ｍでは、比較実験の導光板ユニット１５５の場合より、プリズム板４０Ｍと組み合わせた際に、輝度向上が図れることになる。
【０１０７】
また、図１８及び図１９に示した図表では、上記ハッチングに加え、有効光出射割合Ｒ２Ｅの値に応じて、以下に示すように、下線なし、波線下線、二重下線、及び太線下線表示をしている。
・比較実験における有効光出射割合ＲｆＥの値（３．５４０％）より大きく１．２倍未満（３．５４０％より大きく４．２５０％未満）となるレンズ部５２Ｍの形状に対応する有効光出射割合Ｒ２Ｅには、ハッチングのみが付され下線は付されていない。
・比較実験における有効光出射割合ＲｆＥの値（３．５４０％）の１．２倍以上１．５倍未満（４．２５０％以上５．３１０％未満）となるレンズ部５２Ｍの形状に対応する有効光出射割合Ｒ２Ｅには、ハッチングに加え波線下線が付されている。
・比較実験における有効光出射割合ＲｆＥの値（３．５４０％）の１．５倍以上２．０倍未満（５．３１０％以上７．０９０％未満）となるレンズ部５２Ｍの形状に対応する有効光出射割合Ｒ２Ｅには、ハッチングに加え二重下線が付されている。
・比較実験における有効光出射割合ＲｆＥの値（３．５４０％）の２．０倍以上（７．０９０％以上）となるレンズ部５２Ｍの形状に対応する有効光出射割合Ｒ２Ｅには、ハッチングに加え太線下線が付されている。
【０１０８】
また、図２０〜図２３においても、図１８及び図１９と対応するセルに同様の処理（ハッチング、下線なし、波線下線、二重下線、及び太線下線表示）を施している。
【０１０９】
図１８〜図２３において、ハッチングが付されたセルについて検討する。これらのセルに対応するレンズ部５２Ｍのアスペクト比[ｈａ／ｗａ]、幅に対する曲率半径[ｒ／ｗａ]及び底部角度γは、図５に示した図表の範囲内である。よって、図５に示したアスペクト比［ｈａ／ｗａ］、幅に対する曲率半径［ｒ／ｗａ］及び底部角度γの組み合わせで規定されるレンズ部５２を有する導光板５０とプリズム板４０とを備える導光板ユニット５５では、導光板５０から出射される光のピーク角度θＰが６０°以上となり、かつ、プリズム板４０の正面方向に出射される光の割合が多い。そのため、本実施形態における導光板ユニット５５を採用することで、透過型画像表示装置１０において、より高い輝度で透過型画像表示部２０を照明することが可能である。その結果、透過型画像表示部２０で表示される画像の輝度向上を図ることができる。
【０１１０】
次に、図１８〜図２３において、ハッチング及び波線下線が付されたセルについて検討する。ハッチング及び波線下線が付されたセルに対応するアスペクト比［ｈａ／ｗａ］、幅に対する曲率半径［ｒ／ｗａ］及び底部角度γの組み合わせで規定されるレンズ部５２Ｍを有する導光板５０Ｍを含む導光板ユニット５５Ｍでは、比較実験における有効光出射割合ＲｆＥの値（３．５４０％）の１．２倍（４．２５０％）以上となり、比較実験の導光板ユニット１５５と比べると、プリズム板４０Ｍの正面方向に出射される光の割合がより多くなる。このため、ハッチング及び波線下線が付されたセルに対応するアスペクト比［ｈａ／ｗａ］、幅に対する曲率半径［ｒ／ｗａ］及び底部角度γの組み合わせは、比較実験における有効光出射割合ＲｆＥの値（３．５４０％）よりも大きくなる図５に示す組み合わせよりも好ましいと言える。これらのセルに対応するレンズ部５２Ｍのアスペクト比[ｈａ／ｗａ]、幅に対する曲率半径[ｒ／ｗａ]及び底部角度γの組み合わせを算出すると、図２４に示した図表の範囲内となる。
【０１１１】
次に、図１８〜図２３において、ハッチング及び二重下線が付されたセルについて検討する。ハッチング及び二重下線が付されたセルに対応するアスペクト比［ｈａ／ｗａ］、幅に対する曲率半径［ｒ／ｗａ］及び底部角度γの組み合わせで規定されるレンズ部５２Ｍを有する導光板５０Ｍを含む導光板ユニット５５Ｍでは、比較実験における有効光出射割合Ｒｆ２Ｅの値（３．５４０％）の１．５倍（５．３１０％）以上となり、比較実験の導光板ユニット１５５と比べると、プリズム板４０Ｍの正面方向に出射される光の割合がより多くなる。このため、ハッチング及び二重下線が付されたセルに対応するアスペクト比［ｈａ／ｗａ］、幅に対する曲率半径［ｒ／ｗａ］及び底部角度γの組み合わせは、比較実験における有効光出射割合ＲｆＥの値（３．５４０％）の１．２倍（４．２５０％）以上となる図２４に示す組み合わせよりも好ましいと言える。これらのセルに対応するレンズ部５２Ｍのアスペクト比[ｈａ／ｗａ]、幅に対する曲率半径[ｒ／ｗａ]及び底部角度γの組み合わせを算出すると、図２５に示した図表の範囲内となる。
【０１１２】
次に、図１８〜図２３において、ハッチング及び太線下線が付されたセルについて検討する。ハッチング及び太線下線が付されたセルに対応するアスペクト比［ｈａ／ｗａ］、幅に対する曲率半径［ｒ／ｗａ］及び底部角度γの組み合わせで規定されるレンズ部５２Ｍを有する導光板５０Ｍを含む導光板ユニット５５Ｍでは、比較実験における有効光出射割合ＲｆＥの値（３．５４０％）の２．０倍（７．０９０％）以上となり、比較実験の導光板ユニット１５５と比べると、プリズム板４０Ｍの正面方向に出射される光の割合がより多くなる。このため、ハッチング及び太線下線が付されたセルに対応するアスペクト比［ｈａ／ｗａ］、幅に対する曲率半径［ｒ／ｗａ］及び底部角度γの組み合わせは、比較実験における有効光出射割合ＲｆＥの値（３．５４０％）の１．５倍（４．２５０％）以上となる図２５に示す組み合わせよりも好ましいと言える。これらのセルに対応するレンズ部５２Ｍのアスペクト比[ｈａ／ｗａ]、幅に対する曲率半径[ｒ／ｗａ]及び底部角度γの組み合わせを算出すると、図２６に示した図表の範囲内となる。
【０１１３】
なお、図５に示した組み合わせで規定されるレンズ部５２を有する導光板５０を含む導光板ユニット５５には、図２４、図２５及び図２６に示した組み合わせで規定されるレンズ部を有する導光板を含む導光板ユニットが含まれることがある。また、図２４に示した組み合わせで規定されるレンズ部を有する導光板を含む導光板ユニットには、図２５及び図２６に示した組み合わせで規定されるレンズ部を有する導光板を含む導光板ユニットが含まれることがある。また、図２５に示した組み合わせで規定されるレンズ部を有する導光板を含む導光板ユニットには、図２６に示した組み合わせで規定されるレンズ部を有する導光板を含む導光板ユニットが含まれることがある。
【０１１４】
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るものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【０１１５】
上記実施形態では、背面５１ｂ上に形成されている複数のレンズ部５２は有効光出射割合Ｒ２Ｅが３．５４０％（有効光出射割合ＲＥとしては１．７７０％）より大きくなるような形状を有するとして説明した。しかしながら、背面５１ｂ上に形成されている複数のレンズ部のうち、少なくも半分以上のレンズ部が上記実施形態で説明したレンズ部５２であればよい。換言すれば、背面５１ｂに形成される複数のレンズ部は、その半分が上記レンズ部５２としての第１のレンズ部と、残りの半分が上記実施形態で説明した条件を満たしていない第２のレンズ部とから構成されていてもよい。レンズ部５２としての第１のレンズ部の数と、上記第２のレンズ部との数の比は、６：４でもよい。
【０１１６】
また、レンズ部５２の形状は、図４に例示したように、レンズ部５２の接平面と背面５１ｂとのなす角度が、レンズ部５２の底部側から先端部側にかけて単調に減少する形状を有することが好ましい。しかしながら、レンズ部５２は、図５に示したｈａ／ｗａ、ｒ／ｗ及びγで示した組み合わせで規定される形状を有するなどにより、有効光出射割合Ｒ２Ｅが３．５４０％（有効光出射割合ＲＥとしては１．７７０％）より大きくなるような形状を有していれば、レンズ部５２の接平面と背面５１ｂとのなす角度との先端部５２ａ側にかけて単調に減少していなくてもよい。
【０１１７】
更に、光源部６０の配置位置は、２つの箇所に限定されない。例えば、光源部６０は、３つ以上の箇所に配置することもできる。この場合、例えば、本体部５１が有する側面５１ｅ，５１ｆのうちの少なくとも一つに対して更に設けることができる。また、光源部６０は一箇所に配置することもできる。この場合、光源部６０は、図１に示した側面５１ｃ及び側面５１ｄのうちの一方に対して配置される。光源部６０からの光が入射される一方の側面と対向する他方の側面には、光漏れを防止するための、ミラーテープや白色拡散テープなどの反射テープが貼付されてもよい。
【０１１８】
また、図１に示した透過型画像表示装置１０において、本発明の趣旨を逸脱しなければ、導光板５０とプリズム板４０との間に他の光学部材を配置したり、プリズム板４０と透過型画像表示部２０との間に他の光学部材を配置したりすることもできる。導光板５０とプリズム板４０との間に設ける他の光学部材の例は、本発明の趣旨を逸脱しない程度の光拡散特性を有する光拡散シート、マイクロレンズシートである。また、プリズム板４０と透過型画像表示部２０との間に設ける他の光学部材の例は、反射型偏光分離シート、光拡散シート、マイクロレンズシート、レンチキュラーレンズシート及びプリズムシートが含まれる。
【符号の説明】
【０１１９】
１０…透過型画像表示装置、２０…透過型画像表示部、２１…液晶セル、２２，２３…偏光板、３０…面光源装置、４０…プリズム板、４０ａ…表面（第１の面）、４０ｂ…裏面（第２の面）、４１…プリズム部、４１ａ…頂部、４１ｂ…斜辺、４１ｃ…斜辺、５０…導光板、５１…本体部、５１ａ…出射面（第３の面）、５１ｂ…背面（第４の面）、５１ｃ，５１ｄ…側面（入射面）、５２…レンズ部、５２ａ…先端部、５２ｂ…底部、５５…導光板ユニット、６０…光源部、６１…点状光源、７０…反射部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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