(57)【要約】【課題】正面方向の輝度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。【解決手段】導光板ユニット55は、光が入射される側面51cと、側面51cと交差する面であり、光を反射させる凸条部52が設けられた背面51bと、背面51bと反対側の面であり、光を出射する出射面51aとを有し、凸条部52は、側面51cの長手方向に延在すると共に、延在する方向と直交する方向に配列されている導光板50と、導光板50の出射面51a側に配置される、マイクロレンズフィルム41、プリズムフィルム43、及び拡散フィルム45を含むフィルム群40と、を備えている。複数の凸条部52の各々は、導光板50における側面51cから入射され出射面51a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θＰ50が20°以上67°以下となるような外形を有している。【選択図】図１
2013254592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が入射される入射面と、前記入射面と交差する面であり、前記光を反射させる凸条部が設けられた反射面と、前記反射面と反対側の面であり、前記光を出射する出射面とを有し、前記凸条部は、前記入射面の長手方向に延在すると共に、前記延在する方向と直交する方向に配列されている導光板と、
前記導光板の前記出射面側に配置される、マイクロレンズフィルム、プリズムフィルム、及び拡散フィルムを含むフィルム群と、
を備えており、
複数の前記凸条部の各々は、前記導光板における前記入射面から入射され前記出射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が２０°以上６７°以下となるような外形を有している、
導光板ユニット。
【請求項２】
前記ピーク角度が、２３°以上４３°以下である、
請求項１に記載の導光板ユニット。
【請求項３】
前記ピーク角度が、２８°以上３８°以下である、
請求項２に記載の導光板ユニット。
【請求項４】
前記ピーク角度が、２８°以上３３°以下である、
請求項３に記載の導光板ユニット。
【請求項５】
前記フィルム群は、前記導光板の前記出射面側から、前記マイクロレンズフィルム、前記プリズムフィルム、前記拡散フィルムの順番で配置される、
請求項１〜４の何れか一項に記載の導光板ユニット。
【請求項６】
前記凸条部は、レンチキュラーレンズである、
請求項１〜５の何れか一項に記載の導光板ユニット。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の導光板ユニットと、
前記導光板ユニットにおける前記導光板の前記入射面に対向して設けられた光源部と、
を備えている面光源装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の導光板ユニットと、
前記導光板ユニットにおける前記導光板の前記入射面に対向して設けられた光源部と、
前記導光板ユニットにおける前記フィルム群の光出射側に設けられており、当該フィルム群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、
を備えている透過型画像表示装置。
【請求項９】
マイクロレンズフィルム、プリズムフィルム、及び拡散フィルムを含むフィルム群の光入射側に対向して配置される導光板であって、
光が入射される入射面と、前記入射面と交差する面であり、前記光を反射させる凸条部が設けられた反射面と、前記反射面と反対側の面であり、前記フィルム群に向けて前記光を出射する出射面とを備えており、
前記凸条部が、前記入射面の長手方向に延在すると共に、前記延在方向と直交する方向に配列され、
複数の前記凸条部の各々は、前記入射面から入射され前記出射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が２０°以上６７°以下となるような外形を有している、
導光板。
【請求項１０】
複数の前記凸条部の各々は、
前記入射面と直交する方向における前記凸条部の長さである幅をｗａ、前記出射面と直交する方向における前記凸条部の最大長さである高さをｈａ、前記凸条部の先端部における曲率半径をｒとしたとき、
前記幅ｗａに対する前記高さｈａの比（ｈａ/ｗａ）と、前記幅ｗａに対する前記曲率半径ｒの比（ｒ／ｗａ）と、前記凸条部の前記延在方向に直交する断面を構成する輪郭線と前記反射面とがなす角度である底部角度γとが、下記の表１で示す各組み合わせの範囲内である、
請求項９に記載の導光板。
【表１】
2013254592.tif 000011
【請求項１１】
前記幅ｗａに対する前記最大高さｈａの比（ｈａ/ｗａ）と、前記幅ｗａに対する前記曲率半径ｒの比（ｒ／ｗａ）と、前記底部角度γとが、下記の表２で示す各組み合わせの範囲内である、
請求項１０に記載の導光板。
【表２】
2013254592.tif 000012
【請求項１２】
前記幅ｗａに対する前記最大高さｈａの比（ｈａ/ｗａ）と、前記幅ｗａに対する前記曲率半径ｒの比（ｒ／ｗａ）と、前記底部角度γとが、下記の表３で示す各組み合わせの範囲内である、
請求項１１に記載の導光板。
【表３】
2013254592.tif 000013
【請求項１３】
前記凸条部は、レンチキュラーレンズである、
請求項９〜１２の何れか一項に記載の導光板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は導光板ユニット、面光源装置及び透過型画像表示装置、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レンチキュラーレンズが、光の入射方向に対し直交する方向に延在すると共に相互に平行に複数設けられている（例えば、特許文献１参照）。この構成では、光源から出射された光は、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、レンチキュラーレンズが複数形成されているので、レンチキュラーレンズ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、マイクロレンズフィルム、プリズムフィルム、及び拡散フィルムが配置される場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３１１３２５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、背面側（反射面側）にレンチキュラーレンズを有する導光板に対して、上記のようにマイクロレンズフィルム、プリズムフィルム、及び拡散フィルムを配置した場合、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、光が入射される入射面と、入射面と交差する面であり、光を反射させる凸条部が設けられた反射面と、反射面と反対側の面であり、光を出射する出射面とを有し、凸条部は、入射面の長手方向に延在すると共に、延在する方向と直交する方向に配列されている導光板と、導光板の出射面側に配置される、マイクロレンズフィルム、プリズムフィルム、及び拡散フィルムを含むフィルム群と、を備えており、複数の凸条部の各々は、導光板における入射面から入射され出射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が２０°以上６７°以下となるような外形を有している。
【０００９】
本発明に係る面光源装置は、上記導光板ユニットと、導光板ユニットにおける導光板の入射面に対向して設けられた光源部と、を備えている。
【００１０】
本発明に係る透過型画像表示装置は、上記導光板ユニットと、導光板ユニットにおける導光板の入射面に対向して設けられた光源部と、導光板ユニットにおけるフィルム群の光出射側に設けられており、当該フィルム群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、を備えている。
【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反射面上に設けられた凸条部に入射すると、凸条部により全反射条件と異なる条件で反射する。よって、凸条部で反射した光は反射面とは反対側の出射面から出射され、フィルム群を透過して出射される。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が２０°以上６７°以下となるような凸条部を有しているので、導光板からフィルム群に入射された光は、フィルム群における出射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、上記構成の導光板ユニットでは、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、当該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ユニット、面光源装置、及び透過型画像表示装置では、本発明に係る導光板ユニットでは、導光板からの出射光のピーク角度を２３°以上４３°以下とすることができる。これにより、更にフィルム群から出射される光を正面方向に集光させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る導光板ユニット、面光源装置、及び透過型画像表示装置では、導光板からの出射光のピーク角度を２８°以上３８°以下とすることができる。これにより、より更にフィルム群から出射される光を正面方向に集光させることができる。
【００１４】
また、本発明に係る導光板ユニット、面光源装置、及び透過型画像表示装置では、導光板からの出射光のピーク角度を２８°以上３３°以下とすることができる。これにより、更に一段とフィルム群から出射される光を正面方向に集光させることができる。
【００１５】
また、本発明に係る導光板ユニット、面光源装置、及び透過型画像表示装置では、フィルム群は、導光板の出射面側から、マイクロレンズフィルム、プリズムフィルム、拡散フィルムの順番で配置することができる。
【００１６】
また、本発明に係る導光板ユニット、面光源装置、及び透過型画像表示装置では、凸条部は、レンチキュラーレンズとすることができる。
【００１７】
本発明に係る導光板は、マイクロレンズフィルム、プリズムフィルム、及び拡散フィルムを含むフィルム群の光入射面と対向して配置される導光板であって、光が入射される入射面と、入射面と交差する面であり、光を反射させる凸条部が設けられた反射面と、反射面と反対側の面であり、フィルム群に向けて光を出射する出射面とを備えており、凸条部が、入射面の長手方向に延在すると共に、延在方向と直交する方向に配列され、複数の凸条部の各々は、入射面から入射され出射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が２０°以上６７°以下となるような外形を有している。
【００１８】
上記構成の導光板において、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反射面上に設けられた凸条部に入射すると、凸条部により全反射条件と異なる条件で反射する。よって、凸条部で反射した光は反射面とは反対側の出射面から出射される。このとき、導光板から出射される光のピーク角度が２０°以上６０°以下となるような凸条部を有している。このような導光板は、フィルム群を出射面に対向して配置したとき、フィルム群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。
【００１９】
本発明に係る導光板では、複数の凸条部の各々は、入射面と直交する方向における凸条部の長さである幅をｗａ、出射面と直交する方向における凸条部の最大長さである高さをｈａ、凸条部の先端部における曲率半径をｒとしたとき、幅ｗａに対する高さｈａの比（ｈａ/ｗａ）と、幅ｗａに対する曲率半径ｒの比（ｒ／ｗａ）と、凸条部の延在方向に直交する断面を構成する輪郭線と反射面とがなす角度である底部角度γとが、下記の表１で示す各組み合わせの範囲内とすることができる。
【表１】
2013254592.tif 000003
【００２０】
本発明に係る導光板では、幅ｗａに対する最大高さｈａの比（ｈａ/ｗａ）と、幅ｗａに対する曲率半径ｒの比（ｒ／ｗａ）と、底部角度γとを、下記の表２で示す各組み合わせの範囲内とすることができる。
【表２】
2013254592.tif 000004
【００２１】
本発明に係る導光板では、幅ｗａに対する最大高さｈａの比（ｈａ/ｗａ）と、幅ｗａに対する曲率半径ｒの比（ｒ／ｗａ）と、底部角度γとを、下記の表３で示す各組み合わせの範囲内とすることができる。
【表３】
2013254592.tif 000005
【００２２】
また、本発明に係る導光板では、凸条部をレンチキュラーレンズとすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
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】
【００２４】
【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】凸条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３】凸条部の外形形状の例を説明するための図面である。
【図４】凸条部の外形形状を規定する条件を示す図表である。
【図５】図１に示す透過型画像表示装置の一部拡大図である。
【図６】実験例において計測した、入射角ごとの出射角分布を示したグラフである。
【図７】シミュレーションモデルを示す模式図である。
【図８】シミュレーションに用いた凸条部の外形形状を示す図面である。
【図９】シミュレーションに使用した凸条部の外形形状と、ピーク角度との関係を示す図表である。
【図１０】シミュレーションに使用した凸条部の外形形状と、ピーク角度との関係を示す図表である。
【図１１】図９に示した、尖り度ｋａとアスペクト比[ｈａ／ｗａ]とで決まる凸条部の外形形状の底部角度を示す図表である。
【図１２】図１０に示した、尖り度ｋａとアスペクト比[ｈａ／ｗａ]とで決まる凸条部の外形形状の底部角度を示す図表である。
【図１３】図９に示した、尖り度ｋａとアスペクト比[ｈａ／ｗａ]とで決まる凸条部の外形形状の幅ｗａに対する先端部の曲率半径ｒを示す図表である。
【図１４】図１０に示した、尖り度ｋａとアスペクト比[ｈａ／ｗａ]とで決まる凸条部の外形形状の幅ｗａに対する先端部の曲率半径ｒを示す図表である。
【図１５】凸条部の外形形状を規定する条件を示す図表である。
【図１６】凸条部の外形形状を規定する条件を示す図表である。
【図１７】凸条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】
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、透過型画像表示部２０が配列されている方向をＺ軸方向又は正面方向と称する。また、Ｚ軸方向に直交する２つの方向をＸ軸方向及びＹ軸方向と称する。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は互いに直交する。
【００２８】
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。
【００２９】
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、フィルム群４０と導光板５０とを含む導光板ユニット５５と、導光板５０の短辺であり互いに対向する側面（入射面）５１ｃ，５１ｄに対向して配置された光源部６０，６０とを備える。
【００３０】
光源部６０は、ライン状に配列（図１では、Ｙ軸方向に配列）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の側面５１ｃ，５１ｄのそれぞれ反対側に、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 FluorescentLamp）などの線状光源であってもよい。
【００３１】
フィルム群４０は、後段にて詳述する導光板５０の出射面５１ａ側に配置され、マイクロレンズフィルム４１、プリズムフィルム４３、及び拡散フィルム４５から構成される。マイクロレンズフィルム４１、プリズムフィルム４３、及び拡散フィルム４５は、光出射方向（図１に示すＺ軸方向）において、導光板５０側から、この順番で配置されている。フィルム群４０は、導光板５０から出射された光を正面方向に集光すると共に、輝度均斉度の高い面状の光として出射するために用いられる。フィルム群４０を構成するそれぞれの部材の平面視形状の例は、略長方形及び略正方形を含む。
【００３２】
マイクロレンズフィルム４１は、一方の面（出射面）４１ａに複数のマイクロレンズ４１ｂが形成されているフィルムである。マイクロレンズ４１ｂは、例えば、ドーム状であり、また、その表面が滑らかなものであり得る。マイクロレンズ４１ｂは、格子状に規則的に配置されていてもよいし、ランダムに配置されていてもよい。互いに隣接するマイクロレンズ４１ｂのピッチは通常１０μｍ〜５００μｍであり、例えば２５．７μｍとすることができる。また、マイクロレンズ４１ｂの高さは、通常１０μｍ〜１０００μｍであり、例えば６１．１μｍとすることができる。マイクロレンズフィルム４１の全光線透過率Ｔｔは、通常４０％〜７０％であり、例えば５６．５％とすることができる。マイクロレンズフィルム４１の拡散透過率Ｔｄは、通常３０％〜７０％であり、例えば５０．７％とすることができる。マイクロレンズフィルム４１のヘイズＨａｚｅは、通常７５％〜１００％であり、例えば８９．７％とすることができる。
【００３３】
プリズムフィルム４３は、一方の面（出射面）４３ａに一方向（図１では、Ｙ軸方向）に延在するプリズム部４３ｂが形成されると共に、この延在方向と直交する方向に並列配置されているフィルムである。プリズムフィルム４３は、このプリズム部４３ｂが形成された面が、透過型画像表示部２０側を向くように、すなわち、光出射側となるよう配置されている。プリズム部４３ｂの延在方向に直交する断面の形状における頂角は、通常８５°〜９５°である。また、例えば頂角を９０°として、二等辺三角形の断面形状とすることができる。また、互いに隣接するプリズム部４３ｂ同士の間隔（ピッチ）は、通常１０μｍ〜５００μｍであり、例えば６０μｍとすることができる。
【００３４】
プリズムフィルム４３は、通常、透光性樹脂からなる。透光性材料の例は、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）樹脂（屈折率：１．４９）、シクロオレフィン系樹脂（屈折率：１．５１〜１．５５）、ポリエチレンテレフタート（ＰＥＴ）（屈折率：１．５８）などである。また、プリズムフィルム４３の屈折率は、通常１．４４〜１．６４であり、例えば１．５４とすることができる。
【００３５】
拡散フィルム４５は、入射する光を拡散して出射することができる拡散性能を有するフィルムである。拡散フィルム４５の全光線透過率Ｔｔは、通常５０％〜８０％であり、例えば６５．８％とすることができる。拡散フィルム４５の拡散透過率Ｔｄは、通常４０％〜８０％であり、例えば６１．８％とすることができる。拡散フィルム４５のヘイズＨａｚｅは、通常８０％〜１００％であり、例えば９３．９％とすることができる。
【００３６】
面光源装置３０は、導光板５０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側に出射した光を導光板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ってもよい。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。
【００３７】
導光板５０は、光源部６０から出射された光を透過型画像表示部２０側に出射するために用いられる。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。
【００３８】
導光板５０は、透光性材料（又は透明材料）を主成分として構成されている。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）、シクロオレフィン系樹脂（屈折率：１．５１〜１．５５）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。
【００３９】
図１に示すように、導光板５０は、フィルム群４０と互いに対向し、略平坦に形成された出射面５１ａと、後述する複数の凸条部５２が形成された背面（反射面）５１ｂと、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２参照）。図１では、Ｘ軸方向において互いに対向している２つの側面５１ｃ及び側面５１ｄを示している。側面５１ｃ，５１ｄは、光源部６０，６０と対向する。この場合、側面５１ｃ，５１ｄは、光源部６０からの光が入射される入射面である。
【００４０】
導光板５０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２参照）はＹ軸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、導光板５０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。
【００４１】
複数の凸条部５２は、図１に示すように、Ｙ軸方向（長手方向）に沿って延在すると共に、Ｘ軸方向において並列配置されている。凸条部５２の延在する方向は、入射面である側面５１ｃ及び出射面５１ａの法線に直交する方向でもある。凸条部５２の延在方向に直交する断面形状はほぼ均一である。隣接する２つの凸条部５２の端である底部５２ｂは、Ｘ軸方向において同じ位置にある。各凸条部５２は透明であり、導光板５０内を伝搬する光を出射面５１ａ側から出射させるためのものである。各凸条部５２の外形形状は、レンチキュラーレンズの形状を有している。
【００４２】
各凸条部５２の外形形状について説明する。凸条部５２は、凸条部５２によって反射された光が出射面５１ａから出射される場合、出射位置である点ｐ（図２参照）から出射される光のピーク角度θＰ５０が２０°以上６７°以下となるような外形形状を有する。点ｐは、例えば、出射面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。ピーク角度θＰ５０とは、入射面である側面５１ｃから入射され出射面５１ａから出射される光の出射強度が最も強くなる方向を示し、出射面５１ａの法線からの傾きをいう。
【００４３】
図２を参照してより具体的に説明する。図２は、凸条部５２の外形形状を説明するための図面である。図２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２の（ｂ）は、図２（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。
【００４４】
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軸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軸方向に略一致する。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸が、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に対応していることは、図２（ｂ）においても同様である。図２（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。ｚ軸との間のなす角度（偏角）θは、ｚ軸（出射面５１ａの法線）に対して側面５１ｄ側への傾きを＋、側面５１ｃ側への傾きを−として示す。この設定において、ピーク角度θＰ５０とは、凸条部５２の延在する方向に直交する平面であるｘｚ平面内におけるｚ軸からの角度θである。換言すれば、ピーク角度θＰ５０は、θ＝θＰ５０、且つφ＝０°で規定される方向である。
【００４５】
図３は、凸条部５２の外形形状の例を説明するための図面であり、凸条部５２を含む導光板５０の断面構成の模式図である。
【００４６】
凸条部５２における頂部を凸条部５２の先端部５２ａと称し、凸条部５２における裾部を凸条部５２の底部５２ｂと称する。本実施形態では、凸条部５２の外形形状は、延在方向に直交する断面形状が図３に示すように、中心線Ｃに対して略対称となる外形形状を有している。また、凸条部５２は、凸条部５２に接する接平面と背面５１ｂとのなす角度が、凸条部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。すなわち、凸条部５２の表面は、滑らかであり得る。
【００４７】
図３を参照して、凸条部５２の外形形状の種々の例について説明する。ここでは、説明の便宜のために、基準面５１を定義する。すなわち基準面５１を、図３に示すように凸条部５２の断面において、底部５２ｂ同士を結ぶ線と平行な面（図３において二点鎖線で示す）、言い換えれば、凸条部５２の底面を形成する平面と定義する。本実施形態では、導光板５０における出射面５１ａ（図１参照）と基準面５１とは互いに平行となっている。
【００４８】
ピーク角度θＰ５０（°）が上記範囲を満たす凸条部５２の外形形状は、図４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４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。
【００４９】
(I)アスペクト比〔ｈａ／ｗａ〕
アスペクト比〔ｈａ／ｗａ〕とは、図３において、凸条部５２の幅をｗａ（μｍ）、凸条部５２の最大高さ（基準面５１と先端部５２ａとの距離）をｈａ（μｍ）としたとき、幅ｗａに対する最大高さｈａの比である。
【００５０】
(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、凸条部５２の幅をｗａ（μｍ）、凸条部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、凸条部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３に示すように、先端部５２ａに接する円（図３中の破線で示す円）を仮定した場合の円の半径である。
【００５１】
(III)底部角度γ
底部角度γは、中心線Ｃをとおる断面での凸条部５２の輪郭線と基準面５１との交点の位置での凸条部５２の接平面Ｐと基準面５１との間のなす角度である。また、先端部５２ａに対して底部は凸条部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。
【００５２】
以下、図４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凸条部５２が満たす外形形状の条件を具体的に例示する。
【００５３】
（１）０．０５≦ｈａ／ｗａ＜０．０７の場合
凸条部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。
０．１０４２≦ｒ／ｗａ≦４．０６２５且つ７．００≦γ≦７５．９７
【００５４】
（２）０．０７≦ｈａ／ｗａ＜０．０９の場合
凸条部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。
０．０７８１≦ｒ／ｗａ≦３．０４６９且つ９．３０≦γ≦７９．９７
【００５５】
（３）０．０９≦ｈａ／ｗａ＜０．１１の場合
凸条部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。
０．０６２５≦ｒ／ｗａ≦２．４３７５且つ１１．５７≦γ≦８２．２３
【００５６】
（４）０．１１≦ｈａ／ｗａ＜０．１３の場合
凸条部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。
（４Ａ）０．０５２１≦ｒ／ｗａ≦１．５１０４且つ１３．８０≦γ≦４１．２５
（４Ｂ）１．７１８８≦ｒ／ｗａ≦２．０３１３且つ５４．０９≦γ≦８３．６６
【００５７】
（５）０．１３≦ｈａ／ｗａ＜０．１５の場合
凸条部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。
（５Ａ）０．０４４６≦ｒ／ｗａ≦１．２０５４且つ１５．９９≦γ≦４０．８４
（５Ｂ）１．４７３２≦ｒ／ｗａ≦１．７４１１且つ５８．１４≦γ≦８４．６４
【００５８】
（６）０．１５≦ｈａ／ｗａ＜０．１７の場合
凸条部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。
（６Ａ）０．０３９１≦ｒ／ｗａ≦０．９７６６且つ１８．１４≦γ≦４０．５５
（６Ｂ）１．２１０９≦ｒ／ｗａ≦１．５２３４且つ５５．５５≦γ≦８５．３６
【００５９】
（７）０．１７≦ｈａ／ｗａ＜０．１９の場合
凸条部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。
（７Ａ）０．０３４７≦ｒ／ｗａ≦０．７９８６且つ２０．２３≦γ≦４０．３２
（７Ｂ）１．００６９≦ｒ／ｗａ≦１．３５４２且つ５２．７１≦γ≦８５．９０
【００６０】
（８）０．１９≦ｈａ／ｗａ＜０．２１の場合
凸条部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。
（８Ａ）０．０３１３≦ｒ／ｗａ≦０．５９３８且つ２２．２７≦γ≦３７．３４
（８Ｂ）０．８４３８≦ｒ／ｗａ≦１．２１８８且つ５０．９７≦γ≦８６．３３
【００６１】
（９）０．２１≦ｈａ／ｗａ＜０．２３の場合
凸条部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。
（９Ａ）０．０２８４≦ｒ／ｗａ≦０．４８３０且つ２４．２５≦γ≦３７．４６
（９Ｂ）０．７１０２≦ｒ／ｗａ≦１．１０８０且つ４９．６１≦γ≦８６．６８
【００６２】
（１０）０．２３≦ｈａ／ｗａ＜０．２５の場合
凸条部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。
（１０Ａ）０．０２６０≦ｒ／ｗａ≦０．３９０６且つ２６．１７≦γ≦３７．５５
（１０Ｂ）０．５９９０≦ｒ／ｗａ≦１．０１５６且つ４８．５２≦γ≦８６．９６
【００６３】
（１１）０．２５≦ｈａ／ｗａ＜０．２７の場合
凸条部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。
（１１Ａ）０．０７２１≦ｒ／ｗａ≦０．３１２５且つ２９．３６≦γ≦３７．６３
（１１Ｂ）０．５０４８≦ｒ／ｗａ≦０．９３７５且つ４７．６３≦γ≦８７．２０
【００６４】
（１２）０．２７≦ｈａ／ｗａ＜０．２９の場合
凸条部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。
（１２Ａ）０．１１１６≦ｒ／ｗａ≦０．２４５５且つ３２．６３≦γ≦３７．７０
（１２Ｂ）０．４２４１≦ｒ／ｗａ≦０．８７０５且つ４６．８８≦γ≦８７．４１
【００６５】
（１３）０．２９≦ｈａ／ｗａ＜０．３１の場合
凸条部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。
０．３９５８≦ｒ／ｗａ≦０．８１２５且つ４８．８４≦γ≦８７．５９
【００６６】
（１４）０．３１≦ｈａ／ｗａ＜０．３３の場合
凸条部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。
（１４Ａ）０．０５８６≦ｒ／ｗａ≦０．０９７７且つ３４．６９≦γ≦３６．２０
（１４Ｂ）０．２５３９≦ｒ／ｗａ≦０．７６１７且つ４３．５０≦γ≦８７．７４
【００６７】
（１５）０．３３≦ｈａ／ｗａ＜０．３５の場合
凸条部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。
０．２０２２≦ｒ／ｗａ≦０．７１６９且つ４３．１８≦γ≦８７．８７
【００６８】
（１６）０．３５≦ｈａ／ｗａ＜０．３７の場合
凸条部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。
（１６Ａ）０．１５６３≦ｒ／ｗａ≦０．２９５１且つ４２．９１≦γ≦５１．４１
（１６Ｂ）０．３２９９≦ｒ／ｗａ≦０．６７７１且つ５３．９２≦γ≦８４．９９
【００６９】
（１７）０．３７≦ｈａ／ｗａ＜０．３９の場合
凸条部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。
（１７Ａ）０．１４８０≦ｒ／ｗａ≦０．２１３８且つ４４．４６≦γ≦４８．４１
（１７Ｂ）０．３１２５≦ｒ／ｗａ≦０．６４１４且つ５５．３８≦γ≦８８．１０
【００７０】
（１８）０．３９≦ｈａ／ｗａ＜０．４１の場合
凸条部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。
（１８Ａ）０．１０９４≦ｒ／ｗａ≦０．１７１９且つ４４．１３≦γ≦４７．８３
（１８Ｂ）０．２９６９≦ｒ／ｗａ≦０．６０９４且つ５６．７４≦γ≦８８．２０
【００７１】
幅ｗａの例は、１０μｍ以上２ｍｍ以下であり、好ましくは、２０μｍ以上１ｍｍ以下であり、更に好ましくは、５０μｍ以上６００μｍ以下である。
【００７２】
上記構成の導光板５０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。
【００７３】
更に、導光板５０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、又は二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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
光拡散剤としては、導光板５０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ることができ、これを透光性材料中に分散させて用いられる。このような光拡散剤としては、例えばスチレン樹脂粒子、メタクリル樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子などの有機粒子、炭酸カリウム粒子、シリカ粒子、酸化チタン粒子、炭酸カルシウム粒子などの無機粒子が用いられ、その粒子径は通常０．８μｍ以上５０μｍ以下である。
【００７７】
また、導光板５０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）と屈折率が同じ粉末を用いることも可能である。例えば、導光板５０が表層を有する多層構成の場合、導光板５０の表層に、当該表層を構成する透光性材料（透明材料）と同じ屈折率の粒子であるマット化剤が添加され得る。表層の表面から突出した状態のマット化剤が存在することにより、表面がマット化（粗面化）され拡散性能が備わる。
【００７８】
例えば、導光板５０の表層は、厚みを１５０μｍ〜２００μｍとし、ＰＭＭＡ樹脂により構成することができる。また、例えば、表層には、マット化剤として粒径１２μｍのＰＭＭＡ樹脂の粒子を、３〜５重量％濃度添加することができる。かかるマット化剤としては、例えばスチレン樹脂粒子、メタクリル樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子などの有機粒子が構成樹脂に応じて用いられ、その粒子径は通常１０μｍ〜５０μｍである。
【００７９】
出射面５１ａは、平坦であることが好ましい。また、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。例えば、上述のマット化剤を添加することにより出射面５１ａの表面に微細な凹凸が形成され、拡散性能を備えることができる。
【００８０】
上記凸条部５２を備えた導光板５０は、例えば透光性材料（又は透明材料）からなる板材を削り出す方法により製造することができる。また、透光性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。また、フォトポリマー法を用いて導光板５０を製造する際には、凸条部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。
【００８１】
（実験例）
次に、導光板５０から出射される光のピーク角度θＰ５０を２０°以上６７°以下とした場合に、正面方向の輝度の向上を図ることができる点について、以下に示す実験例に基づいて説明する。なお、本発明は、この実験例に限定されるものではない。まず、光源部６０から出射された光が導光板５０に入射した後の光の経路について説明する。図５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５では、図１中において側面５１ｃ側を拡大して示している。
【００８２】
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５１ｃ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、凸条部５２に入射すると、凸条部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、凸条部５２内で反射した光は出射面５１ａから角度θｏで出射される。
【００８３】
出射面５１ａから出射された光は、フィルム群４０を構成する部材のうち、最も導光板５０寄りに配置されているマイクロレンズフィルム４１に角度θ１で入射する。このとき、導光板５０における出射面５１ａからの出射角θｏと、マイクロレンズフィルム４１への入射角θ１とは、互いに等しい。マイクロレンズフィルム４１に入射した光は、プリズムフィルム４３を透過して、最も透過型画像表示部２０寄りに配置された拡散フィルム４５に入射する。拡散フィルム４５に入射した光は、拡散フィルム４５から角度θ２で出射される。この光の出射角θ２が０°に近いほど、より正面方向に光が出射されていると言える。
【００８４】
そこで、マイクロレンズフィルム４１、プリズムフィルム４３及び拡散フィルム４５からなるフィルム群４０に対して、様々な角度θ１から光を入射させて、当該フィルム群４０から出射される光の量及び出射角θ２を計測した。当該計測には、変角光度計（日本電色工業株式会社製：型番ＧＣ−５０００Ｌ）を用いた。マイクロレンズフィルム４１、プリズムフィルム４３及び拡散フィルム４５として使用したフィルムは以下のとおりである。
【００８５】
（マイクロレンズフィルム４１）
ＭＮＴｅｃｈ社製のＵＴＥ−２２を使用した。
（プリズムフィルム４３）
ＬＧエレクトロニクス社製のＴＶ（４２ＬＥ５５００）に搭載されているものであり、プリズム部の頂角が略９０°、基材がＰＭＭＡ、プリズム部のピッチが６０μｍ程度のフィルムを使用した。
（拡散フィルム４５）
株式会社東芝製のＴＶ（４２Ｚ２）に搭載されているものであり、全光線透過率Ｔｔが６５．８％、拡散透過率Ｔｄが６１．８％、ヘイズＨａｚｅが９３．９％のフィルムを使用した。
【００８６】
上記計測結果のうち、代表的な角度θ１（１０°毎）でフィルム群４０に入射させた光が出射角の分布を示したものを図６に示す。図６の横軸は、出射角θ２（°）を示し、縦軸は、出射光量（ｃｄ）を示している。
【００８７】
フィルム群４０から出射される光のピーク角度θＰ４０が０°のときに正面方向への輝度が最も高くなり、そのピーク角度θＰ４０が０°に近いほど正面方向の輝度を明るくし得る。例えば、図６に示すように、ピーク角度θＰ４０が１０°以下の範囲であれば、正面方向の輝度向上を図ることができ、ピーク角度θＰ４０が５°以下であれば、更に正面方向の輝度向上を図ることができ、ピーク角度θＰ４０が３°以下の範囲であれば更に一段と正面方向の輝度向上を図ることができ、ピーク角度θＰ４０が１°以下の範囲であれば最も正面方向の輝度向上を図ることができる。
【００８８】
また、フィルム群４０から出射される光のピーク角度θＰ４０方向への出射光量が高いほど輝度を高めることができる。たとえフィルム群４０から出射される光のピーク角度θＰ４０が正面方向に近い方向に向いていたとしても、正面方向に近い方向から出射される光の量が十分になければ、正面輝度の向上を図ることはできないからである。
【００８９】
このように、フィルム群４０から出射される光のピーク角度θＰ４０の観点及びフィルム群４０から出射される光の光量の観点に基づいて定められる、フィルム群に入射すべき角度θ１、すなわち、導光板５０から出射すべき光の角度θ０は、以下の表４に示すとおりである。
【表４】
2013254592.tif 000006
【００９０】
以上、フィルム群４０に２０°〜６７°の角度θ１で光を入射させることにより、すなわち、導光板５０から２０°〜６７°の角度θ０で出射させることにより、フィルム群４０から出射される光のピーク角度θＰ４０が１０°以下となり、正面方向の輝度が向上すると共に、十分な出射光量を確保できることが分かる。したがって、導光板５０から出射される光のピーク角度θＰ５０が２０°〜６７°となるような外形形状の凸条部５２とすれば、正面方向の輝度向上を図ることができる。
【００９１】
また、フィルム群４０に２３°〜４３°の角度θ１で光を入射させることにより、すなわち、導光板５０から２３°〜４３°の角度θ０で出射させることにより、フィルム群４０から出射される光のピーク角度θＰ４０が５°以下となり、更に正面方向の輝度が向上すると共に、十分な出射光量を確保できることが分かる。したがって、導光板５０から出射される光のピーク角度θＰ５０が２３°〜４３°となるような外形形状の凸条部５２とすれば、更に正面方向の輝度向上を図ることができる。
【００９２】
また、フィルム群４０に２８°〜３８°の角度θ１で光を入射させることにより、すなわち、導光板５０から２８°〜３８°の角度θ０で出射させることにより、フィルム群４０から出射される光のピーク角度θＰ４０が３°以下となり、更に一段と正面方向の輝度が向上すると共に、十分な出射光量を確保できることが分かる。したがって、導光板５０から出射される光のピーク角度θＰ５０が２８°〜３８°となるような外形形状の凸条部５２とすれば、更に正面方向の輝度向上を図ることができる。
【００９３】
また、フィルム群４０に２８°〜３３°の角度θ１で光を入射させることにより、すなわち、導光板５０から２８°〜３３°の角度θ０で出射させることにより、フィルム群４０から出射される光のピーク角度θＰ４０が１°以下となり、最も正面方向の輝度が向上すると共に、十分な出射光量を確保できることが分かる。したがって、導光板５０から出射される光のピーク角度θＰ５０が２８°〜３３°となるような外形形状の凸条部５２とすれば、最も正面方向の輝度向上を図ることができる。
【００９４】
なお、上記実験例では、一方の側面から光が入射された場合を想定しているが、互いに対向する両方の側面から光を入射された場合であっても、導かれるピーク角度θＰ５０の結果は同様である。出射光量については、互いの光が重ね合わせた結果となり、より正面方向への出射光量が増える。
【００９５】
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。導光板５０の側面５１ｃから入射した光は、導光板５０内を全反射しながら伝搬する。導光板５０内を伝搬する光が背面５１ｂ上に設けられた凸条部５２に入射すると、凸条部５２により全反射条件と異なる条件で反射する。よって、凸条部５２で反射した光は背面５１ｂとは反対側の出射面５１ａから出射され、フィルム群４０を透過して出射される。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θＰ５０が２０°以上６７°以下となるような凸条部５２を有しているので、導光板５０からフィルム群４０に入射された光は、フィルム群４０の正面方向に出射される割合が高い。これらの作用により、上記構成の導光板ユニット５５では、正面方向の輝度が向上する。そして、本実施形態に係る透過型画像表示装置１０では、当該導光板ユニット５５上に透過型画像表示部２０が設けられているので、正面方向の輝度がより高い光で透過型画像表示部２０が照明される。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。
【００９６】
（シミュレーション例）
次に、複数の凸条部５２の各々は、導光板５０における側面５１ｃから入射され出射面５１ａから出射される光のピーク角度θＰ５０が２０°以上６７°以下となるような外形を有している場合に、すなわち、凸条部５２の外形形状が図４に示す条件を満たす場合に、導光板ユニット５５におけるフィルム群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。
【００９７】
図７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７に示したように導光板５０Ｍの短辺である２つの側面５１Ｍｃ，５１Ｍｄにそれぞれ対向する位置に点状光源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は、導光板５０Ｍの短辺方向において、側面５１Ｍｃの中央部に位置している。
【００９８】
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：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Ｗ１：５４０ｍｍ
・導光板５０Ｍの短辺の長さＷ２：  ２０ｍｍ
・導光板５０Ｍの厚さｔ：４ｍｍ
・導光板５０Ｍの凸条部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、導光板５０Ｍ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軸方向）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。また、導光板５０Ｍの厚さｔは、凸条部５２Ｍの厚みを含まないものとする。
【００９９】
シミュレーションでは、図３に示したように凸条部５２Ｍの中心線Ｃを含む凸条部５２Ｍの断面構成において、凸条部５２Ｍの輪郭線を円錐曲線で表した。具体的には、図８に示すように、ｕｖ座標系を設定し、凸条部５２Ｍの断面形状を式（１）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３における凸条部５２Ｍの中心線Ｃに対応する。また、ｕ軸は、図３に示すＸ軸方向に対応する。
【数１】
2013254592.tif 000007
【０１００】
式（１）において、ｋａは、式（１）で表される円錐曲線の尖り方を示すパラメータであり、凸条部５２Ｍの先端部５２Ｍａの尖り方を表している（以下、尖り度ｋａとも称す）。例えば尖り度ｋａが０のとき、凸条部５２Ｍの外形は放物線形状となり、尖り度ｋａが１のとき、凸条部５２Ｍの外形はプリズム形状となり、尖り度ｋａが−１のとき、凸条部５２Ｍの外形は楕円を半分に切った形状となる。
【０１０１】
シミュレーションモデルでは、導光板５０Ｍの背面５１Ｍｂ側に複数の凸条部５２Ｍを被覆率１００％で配置した。すなわち、図７に示すように、導光板５０Ｍの背面５１Ｍｂ側には、長辺方向（Ｘ軸方向）に隣接する凸条部５２Ｍ同士が隙間なく配置されており、隣接する凸条部５２Ｍの端である底部５２Ｍｂの位置が互いに一致している。凸条部５２Ｍの最大幅は５００μｍである。
【０１０２】
シミュレーションでは、まず、式（１）で規定される外形形状を有する凸条部５２Ｍを設定した。そして、設定した凸条部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。
【０１０３】
次に、導光板５０Ｍに形成される凸条部５２Ｍの尖り度ｋａ及びアスペクト比ｈａ／ｗａをそれぞれ変更した場合の、導光板５０Ｍから出射される光のピーク角度θＰ５０についてシミュレーションを実施した。シミュレーション結果は、図９及び図１０に示した図表のとおりである。図９及び図１０は、式（１）における尖り度ｋａ及びアスペクト比［ｈａ／ｗａ］で規定される凸条部の外形形状と、出射光のピーク角度との関係を示す図表である。図９は尖り度ｋａが０．１以上且つ０．９以下の範囲を示している。図１０は、尖り度ｋａが−０．９以上且つ０以下の範囲を示している。図９及び図１０において着色が施されたセルは、導光板５０Ｍから出射される光のピーク角度θＰが２０°以上６７°以下であることを示している。言い換えれば、着色が施されたセルに対応する尖り度ｋａとアスペクト比［ｈａ／ｗａ］とで規定される形状の凸条部５２Ｍを有する導光板５０Ｍから出射される光のピーク角度θＰ５０は２０°以上６７°以上となるので、フィルム群４０から出射される光のピーク角度θＰ４０が５°以下となり、正面方向の輝度が向上すると共に、十分な出射光量を確保できることを示している。
【０１０４】
また、図９及び図１０に示した図表では、上記セルの着色に加え、フィルム群４０Ｍから出射される光のピーク角度θＰ４０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。
・フィルム群４０Ｍから出射される光のピーク角度θＰ４０の値が５°よりも大きく１０°以下となる凸条部５２Ｍの形状に対応する導光板５０Ｍから出射される光の角度θ０が記載されたセルには、着色のみが施されている。
・フィルム群４０Ｍから出射される光のピーク角度θＰ４０の値が３°よりも大きく５°以下となる凸条部５２Ｍの形状に対応する導光板５０Ｍから出射される光の角度θ０が記載されたセルには、着色に加え波線下線が付されている。
・フィルム群４０Ｍから出射される光のピーク角度θＰ４０の値が１°よりも大きく３°以下となる凸条部５２Ｍの形状に対応する導光板５０Ｍから出射される光の角度θ０が記載されたセルには、着色に加え下線が付されている。
・フィルム群４０Ｍから出射される光のピーク角度θＰ４０の値が１°以下となる凸条部５２Ｍの形状に対応する導光板５０Ｍから出射される光の角度θ０が記載されたセルには、着色に加えハッチングが付されている。
【０１０５】
なお、「着色のみのセル」よりも「着色に加え波線下線が付されたセル」、「着色に加え波線下線が付されたセル」よりも「着色に加え下線が付されたセル」、「着色に加え下線が付されたセル」よりも「着色に加えハッチングが付されたセル」の尖り度及びアスペクト比によって定まる形状の凸状部の方が、より正面方向の輝度を向上できることを示している。
【０１０６】
図１１及び図１２は、図９及び図１０に示した尖り度ｋａとアスペクト比［ｈａ／ｗａ］とで決まる凸条部の外形形状の底部角度γ（°）を示す図表である。図１３及び図１４は、図９及び図１０に示した尖り度ｋａとアスペクト比［ｈａ／ｗａ］とで決まる凸条部の外形形状の幅ｗａに対する先端部の曲率半径［ｒ／ｗａ］を示す図表である。また、図１１〜図１４においても、図９及び図１０と対応するセルに同様の処理（着色と、着色及び下線なし、着色及び波線下線、着色及び下線、着色及びハッチング）を施している。
【０１０７】
図１１〜図１４において、着色が施されたセルについて検討する。これらのセルに対応する凸条部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４に示した図表の範囲内である。よって、図４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凸条部５２Ｍを有する導光板５０Ｍとフィルム群４０Ｍとを備える導光板ユニット５５Ｍでは、フィルム群４０Ｍ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。
【０１０８】
次に、図１１〜図１４において、着色及び波線下線が付されたセルについて検討する。着色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凸条部５２Ｍを有する導光板５０Ｍを含む導光板ユニット５５Ｍでは、フィルム群４０Ｍから出射される光のピーク角度θＰ４０の値が３°よりも大きく５°以下となり、フィルム群４０Ｍから出射される光のピーク角度θＰ４０の値が５°よりも大きく１０°以下となり導光板ユニット５５Ｍと比べると、フィルム群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、着色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、フィルム群４０Ｍから出射される光のピーク角度θＰ４０の値が５°よりも大きく１０°以下となる図４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凸条部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１５に示した図表の範囲内となる。
【０１０９】
次に、図１１〜図１４において、着色及び下線が付されたセルについて検討する。着色及び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凸条部５２Ｍを有する導光板５０Ｍを含む導光板ユニット５５Ｍでは、フィルム群４０Ｍから出射される光のピーク角度θＰ４０の値が１°よりも大きく３°以下となり、フィルム群４０Ｍから出射される光のピーク角度θＰ４０の値が３°よりも大きく５°以下となる導光板ユニット５５Ｍと比べると、フィルム群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、着色及び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、フィルム群４０Ｍから出射される光のピーク角度θＰ４０の値が３°よりも大きく５°以下となる図１５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凸条部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１６に示した図表の範囲内となる。
【０１１０】
次に、図１１〜図１４において、着色及びハッチングが付されたセルについて検討する。着色及びハッチング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凸条部５２Ｍを有する導光板５０Ｍを含む導光板ユニット５５Ｍでは、フィルム群４０Ｍから出射される光のピーク角度θＰ４０の値が１°以下となり、フィルム群４０Ｍから出射される光のピーク角度θＰ４０の値が１°よりも大きく３°以下となる導光板ユニット５５Ｍと比べると、フィルム群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、着色及び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、フィルム群４０Ｍから出射される光のピーク角度θＰ４０の値が１°よりも大きく３°以下となる図１６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凸条部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１７に示した図表の範囲内となる。
【０１１１】
なお、図４に示した組み合わせで規定される凸条部５２を有する導光板５０を含む導光板ユニット５５には、図１５、図１６及び図１７に示した組み合わせで規定される凸条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１５に示した組み合わせで規定される凸条部を有する導光板を含む導光板ユニットには、図１６及び図１７に示した組み合わせで規定される凸条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１６に示した組み合わせで規定される凸条部を有する導光板を含む導光板ユニットには、図１７に示した組み合わせで規定される凸条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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
また、凸条部５２の形状は、図３に例示したように、凸条部５２の接平面と背面５１ｂとのなす角度が、凸条部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、凸条部５２は、図４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、導光板５０から出射される光のピーク角度θＰ５０が２０°以上６７°以下となるような形状を有していれば、凸条部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。
【０１１４】
また、凸条部５２の配列については、図１などに示すように、長辺方向に隣接する凸条部５２同士が隙間なく配置されており、隣接する凸条部５２の端である底部５２ｂの位置が互いに一致している例（被覆率１００％）を挙げて説明したがこれに限定されるものではない。例えば、長辺方向に隣接する凸条部５２同士は、互いに離れて配置されてもよいし、また、長辺方向に隣接する凸条部５２同士の距離（ピッチ）は、長辺方向において変化するように配置されてもよい。
【０１１５】
また、上記実施形態では、凸条部５２を含めて一体的に形成された導光板５０について説明したが、本発明の導光板はこれに限定されるものではない。例えば、フォトポリマー法を用いて、図３に示す基準面５１より下の部分である本体部に対して、基準面５１より上の部分である凸条部５２を形成してもよい。
【０１１６】
更に、光源部６０の配置位置は、上記実施形態及びシミュレーション例に示したように短辺の２つの側面５１ｃ（５１Ｍｃ），５１ｄ（５１Ｍｄ）にそれぞれ対向する位置に限定されるものではない。例えば、光源部６０は、短辺側の一つの側面５１ｃ（５１Ｍｃ）に対向する位置に配置することもできる。この場合、光が入射される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。
【０１１７】
また、光源部６０は、短辺側の側面５１ｃ，５１ｄ（５１Ｍｃ，５１Ｍｄ）だけでなく、長辺側の側面５１ｅ，５１ｆ（５１Ｍｅ，５１Ｍｆ）にそれぞれ対向する位置に配置されてもよい。また、導光板における３つ以上の側面のそれぞれ対向する位置に光源部６０を配置することもできる。
【０１１８】
更に、上記実施形態のフィルム群４０は、導光板５０側から、マイクロレンズフィルム４１、プリズムフィルム４３、及び拡散フィルム４５の順番で配置された例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、導光板５０側から、拡散フィルム４５、プリズムフィルム４３及びマイクロレンズフィルム４１の順番、又は、プリズムフィルム４３、マイクロレンズフィルム４１及び拡散フィルム４５の順番、又はプリズムフィルム４３、拡散フィルム４５及びマイクロレンズフィルム４１の順番で配置されてもよい。また、マイクロレンズフィルム４１、プリズムフィルム４３、及び拡散フィルム４５の少なくとも一種類のフィルムが複数枚配置される構成であってもよい。また、上記３枚以外のフィルムに追加して、他のフィルムを配置してもよい。
【０１１９】
上記実施形態においては、透過型画像表示装置１０に搭載された導光板５０の例を説明したがこれに限定されるものではない。例えば、本発明は、上記実施形態に使用されたフィルム群４０と組み合わせて使用される導光板５０単体としても適用可能である。このような導光板では、複数の凸条部の各々を、下記の表５で示す各組み合わせの範囲内、すなわち、左列の「アスペクト比」の値のとき、これに対応する中列の「幅に対する曲率半径」の値及び右列の「底部角度」の値とすることができる。例えば、「アスペクト比」が０．２３以上０．２５未満のとき、「幅に対する曲率半径」を０．０２６０以上０．１８２３以下とし、「底部角度」を２６．１７°以上３０．２１°以下とすることができる。なお、幅ｗａ、高さｈａ、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の定義については、上述したとおりである。
【表５】
2013254592.tif 000008
【０１２０】
このような導光板５０においては、凸条部の形状を、下記の表６で示す、アスペクト比、幅に対する曲率半径及び底部角度の何れかの組み合わせの範囲内とすることにより、更に正面方向輝度の向上を図ることができる。
【表６】
2013254592.tif 000009
【０１２１】
このような導光板５０においては、凸条部の形状を、下記の表７で示す、アスペクト比、幅に対する曲率半径及び底部角度の何れかの組み合わせの範囲内とすることにより、更に正面方向輝度の向上を図ることができる。
【表７】
2013254592.tif 000010
【０１２２】
上記実施形態では、導光板５０は、図１に示すように、出射面５１ａに対し、側面（入射面）３０ｃ及び側面３０ｄと、側面３０ｅ及び側面３０ｆとが直交する例を挙げて説明したがこれに限定されるものではなく、互いに交差する導光板であってもよい。
【符号の説明】
【０１２３】
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…フィルム群、４１…マイクロレンズフィルム、４１ｂ…マイクロレンズ、４３…プリズムフィルム、４３ｂ…プリズム部、４５…拡散フィルム、５０…導光板、５１…基準面、５１ａ…出射面、５１ｂ…背面（反射面）、５１ｃ…側面（入射面）、５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ…側面、５２…凸条部、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１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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