(57)【要約】【課題】正面方向の輝度の向上を図ることができる導光板並びにその導光板を含む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】導光板50は、プリズム板40側に配置される出射面51aと、出射面51aとは反対側の面であり、プリズム部41の延在方向に延在すると共に、複数の凸条部52が当該延在方向と直交方向に並列配置された背面51bと、出射面51a及び背面51bに交差する入射面51cとを有する。各凸条部52は、出射面51a上の一点から全方向への出射光の光束に対する、上記一点から所定方向への出射光の光束の比に、入射面51cへの入射光量に対する出射面51aからの出射光量の比である光出射効率を乗じた値が1.055%より大きくなる外形を有する。上記所定方向は、プリズム部41の延在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が略30°の方向である。【選択図】図１
2013054961.tif 000002
【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片面に形成されているプリズム板であり、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前記プリズム板に対して、前記片面と反対側である背面側に設けられる導光板であって、
前記プリズム板側に位置する第１の面と、
前記第１の面とは反対側の面であり、前記プリズム部の延在方向と略平行方向に延在すると共に、当該延在方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸条部が形成された第２の面と、
前記第１及び第２の面に交差しており、光が入射される入射面と、
を有しており、
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第１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１の面から出射される光の光出射効率を乗じた値が１．０５５％より大きくなるような外形を有しており、
前記第１の光束は、前記第１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、前記一点から所定方向に出射される光の単位立体角あたりの光束であり、
前記所定方向は、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が略３０°の方向であり、
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１の面から出射される光の量である、
導光板。
【請求項２】
前記凸条部は、レンチキュラーレンズである、
請求項１に記載の導光板。
【請求項３】
一方向に延在している複数のプリズム部が片面に形成されているプリズム板であり、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前記プリズム板の前記片面と反対側である背面に光を供給する面光源装置であって、
前記プリズム板側に位置する第１の面と、前記第１の面とは反対側の面であり、前記プリズム部の延在方向と略平行方向に延在すると共に、当該延在方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸条部が形成された第２の面と、前記第１及び第２の面に交差しており、光が入射される入射面と、を有している導光板と、
前記導光板の前記入射面と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、
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第１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１の面から出射される光の光出射効率を乗じた値が１．０５５％より大きくなるような外形を有しており、
前記第１の光束は、前記第１の面上の一点から全方位に出射される光の全光束であり、
前記第２の光束は、前記一点から所定方向に出射される光の単位立体角あたりの光束であり、
前記所定方向は、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が略３０°の方向であり、
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１の面から出射される光の量である、
面光源装置。
【請求項４】
前記凸条部は、レンチキュラーレンズである、
請求項３に記載の面光源装置。
【請求項５】
一方向に延在している複数のプリズム部が片面に形成されているプリズム板であり、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、
前記プリズム板に対して前記片面と反対側である背面側に設けられる導光板であり、前記プリズム板側に位置する第１の面と、前記第１の面とは反対側の面であり、前記プリズム部の延在方向と略平行方向に延在すると共に、当該延在方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸条部が形成された第２の面と、前記第１及び第２の面に交差しており、光が入射される入射面と、を有している導光板と、
前記導光板の前記入射面と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、
前記プリズム板の前記片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、
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第１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１の面から出射される光の光出射効率を乗じた値が１．０５５％より大きくなるような外形を有しており、
前記第１の光束は、前記第１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、前記一点から所定方向に出射される光の単位立体角あたりの光束であり、
前記所定方向は、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が略３０°の方向であり、
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１の面から出射される光の量である、
透過型画像表示装置。
【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５に記載の透過型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は導光板、面光源装置及び透過型画像表示装置に関する。
【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、上記のように導光板と対向する面とは反対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並びにその導光板を含む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】
本発明に係る導光板は、一方向に延在している複数のプリズム部が片面に形成されているプリズム板であり、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に対して、片面と反対側である背面側に設けられる導光板であって、プリズム板側に位置する第１の面と、第１の面とは反対側の面であり、プリズム部の延在方向と略平行方向に延在すると共に、当該延在方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸条部が形成された第２の面と、第１及び第２の面に交差しており、光が入射される入射面と、を有しており、複数の凸条部の各々は、入射面から入射され第１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１の面から出射される光の光出射効率を乗じた値が１．０５５％より大きくなるような外形を有しており、第１の光束は、第１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、一点から所定方向に出射される光の単位立体角あたりの光束であり、所定方向は、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が略３０°の方向であり、出射効率は、入射面へ入射する光の量に対する第１の面から出射される光の量である。
【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片面に形成されているプリズム板であり、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の片面と反対側である背面に光を供給する面光源装置であって、プリズム板側に位置する第１の面と、第１の面とは反対側の面であり、プリズム部の延在方向と略平行方向に延在すると共に、当該延在方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸条部が形成された第２の面と、第１及び第２の面に交差しており、光が入射される入射面と、を有している導光板と、導光板の入射面と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、複数の凸条部の各々は、入射面から入射され第１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１の面から出射される光の光出射効率を乗じた値が１．０５５％より大きくなるような外形を有しており、第１の光束は、第１の面上の一点から全方位に出射される光の全光束であり、第２の光束は、一点から所定方向に出射される光の単位立体角あたりの光束であり、所定方向は、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が略３０°の方向であり、出射効率は、入射面へ入射する光の量に対する第１の面から出射される光の量である。
【００１０】
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片面に形成されているプリズム板であり、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、プリズム板に対して片面と反対側である背面側に設けられる導光板であり、プリズム板側に位置する第１の面と、第１の面とは反対側の面であり、プリズム部の延在方向と略平行方向に延在すると共に、当該延在方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸条部が形成された第２の面と、第１及び第２の面に交差しており、光が入射される入射面と、を有している導光板と、導光板の入射面と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、プリズム板の片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、複数の凸条部の各々は、入射面から入射され第１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１の面から出射される光の光出射効率を乗じた値が１．０５５％より大きくなるような外形を有しており、第１の光束は、第１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、一点から所定方向に出射される光の単位立体角あたりの光束であり、所定方向は、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が略３０°の方向であり、出射効率は、入射面へ入射する光の量に対する第１の面から出射される光の量である。
【００１１】
以下、プリズム板において導光板と対向する面（上記片面と反対側の面）を裏面とも称す。
【００１２】
上記構成の導光板、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２の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導光板の第１の面から出射される。第２の面に形成されている複数の凸条部の各々が上記条件を満たす形状に形成されているので、第１の面から所定方向（プリズム部の延在方向に略直交する面内において上記第１の面の法線に対する角度が略３０°の方向）に出射される光の割合が高い。導光板は、上記プリズム板の裏面側に設けられていることから、導光板から出射された光はプリズム板の裏面からプリズム板に入射される。プリズム板への光の入射角は、導光板からの光の出射角にほぼ等しい。よって、第１の面から出射される光のプリズム板への入射角は約３０°になりやすい。このような入射角で入射した光は、プリズム部から出射される際、正面方向により多く出射される。その結果、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、プリズム板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。
【００１３】
また、本発明に係る導光板、面光源装置及び透過型画像表示装置では、導光板の第２の面に形成される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】
【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並びにその導光板を含む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】
【００１５】
【図１】本発明に係る導光板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】複数の白色ドットが背面に形成された導光板の構成の一例を示す模式図である。
【図７】出射角θｏに対する出射光の強度分布の測定結果を示すグラフである。
【図８】シミュレーションモデルを示す模式図である。
【図９】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１０】シミュレーションに使用した凸条部の外形形状と、所定方向における光出射効率との関係を示す図表である。
【図１１】シミュレーションに使用した凸条部の外形形状と、所定方向における光出射効率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凸条部の外形形状と、光出射割合との関係を示す図表である。
【図１３】シミュレーションに使用した凸条部の外形形状と、光出射割合との関係を示す図表である。
【図１４】シミュレーションに使用した凸条部の外形形状と、有効光出射割合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凸条部の外形形状と、有効光出射割合との関係を示す図表である。
【図１６】図１４に示した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１７】図１５に示した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１８】図１４に示した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に対する曲率半径ｒを示す図表である。
【図１９】図１５に示した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に対する曲率半径ｒを示す図表である。
【図２０】凸条部の外形形状を規定する条件を示す図表である。
【図２１】凸条部の外形形状を規定する条件を示す図表である。
【図２２】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】
【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。また、図１では、光を光線として模式的に示している。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、透過型画像表示部２０と面光源装置３０との間に配置されるプリズム板４０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、導光板５０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】
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側の片面である表面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。
【００２１】
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、頂角αが略直角である直角三角形である。頂角αは、８０°以上１００°以下の範囲内の角度であればよい。頂角αは、８５°以上９５°以下がより好ましく、９０°であることが更に好ましい。プリズム部４１の断面形状は、直角二等辺三角形であることが好ましい。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。
【００２２】
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と導光板５０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。
【００２３】
プリズム板４０の厚さは、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。
【００２４】
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、導光板５０と、導光板５０の互いに対向する側面５１ｃ及び側面５１ｄの側方に配置された光源部６０，６０とを備える。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
導光板５０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。
【００２９】
導光板５０は、図１に示すように、プリズム板４０と互いに対向し、略平坦に形成された出射面（第１の面）５１ａと、後述する複数の凸条部５２が形成された背面（第２の面）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１では、Ｘ方向において互いに対向している２つの側面（入射面）５１ｃ及び側面（入射面）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。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。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。
【００３０】
複数の凸条部５２は、Ｙ方向に沿って延在すると共に、Ｘ方向において並列配置されている。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としての光学的性能を発揮する形状となっている。
【００３１】
各凸条部５２の外形形状について説明する。凸条部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１．０５５％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１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。
【００３２】
「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が約３０°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。
【００３３】
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。
【００３４】
図２（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２（ｂ）においても同様である。
【００３５】
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。この設定では、上記所定方向は、ｘｚ平面内（プリズム部４１の延在方向に略直交する面内）においてθ＝３０°の方向である。換言すれば、所定方向は、θ＝３０°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＝３０°±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。
【００３６】
このとき、凸条部５２の外形形状は、
１．０５５（％）＜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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
有効光出射割合ＲＥ（％）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。
【００４１】
(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。
【００４２】
(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。
【００４３】
(III)底部角度γ
底部角度γは、延在方向に直交する断面での凸条部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。
【００４４】
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。
【００４５】
（１）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。
１．８１２５≦ｒ／ｗａ≦１．９３７５且つ３６．１７≦γ≦４１．８３
【００４６】
（２）０．１１≦ｈａ／ｗａ＜０．１３の場合
凸条部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件の何れかを満たす形状である。
（２Ａ）０．０５２１≦ｒ／ｗａ≦０．７８１３且つ１３．８０≦γ≦２１．０３
（２Ｂ）１．３０２１≦ｒ／ｗａ≦１．６１４６且つ３２．７０≦γ≦４７．０１
（２Ｃ）１．８２２９≦ｒ／ｗａ≦２．０３１３且つ６２．６９≦γ≦８３．６６
【００４７】
（３）０．１３≦ｈａ／ｗａ＜０．１５の場合
凸条部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件の何れかを満たす形状である。
（３Ａ）０．０４４６≦ｒ／ｗａ≦０．４９１１且つ１５．９９≦γ≦２１．１４
（３Ｂ）１．０２６８≦ｒ／ｗａ≦１．２０５４且つ３３．４４≦γ≦４０．８４
（３Ｃ）１．４７３２≦ｒ／ｗａ≦１．７４１１且つ５８．１４≦γ≦８４．６４
【００４８】
（４）０．１５≦ｈａ／ｗａ＜０．１７の場合
凸条部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件の何れかを満たす形状である。
（４Ａ）０．０３９１≦ｒ／ｗａ≦０．３５１６且つ１８．１４≦γ≦２２．４５
（４Ｂ）０．７４２２≦ｒ／ｗａ≦０．９７６６且つ３１．４１≦γ≦４０．５５
（４Ｃ）１．２１０９≦ｒ／ｗａ≦１．５２３４且つ５５．００≦γ≦８５．３６
【００４９】
（５）０．１７≦ｈａ／ｗａ＜０．１９の場合
凸条部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件の何れかを満たす形状である。
（５Ａ）０．０３４７≦ｒ／ｗａ≦０．２４３１且つ２０．２３≦γ≦２３．５９
（５Ｂ）０．５９０３≦ｒ／ｗａ≦０．７９８６且つ３２．０９≦γ≦４０．３２
（５Ｃ）１．００７０≦ｒ／ｗａ≦１．３５４２且つ５２．７１≦γ≦８５．９０
【００５０】
（６）０．１９≦ｈａ／ｗａ＜０．２１の場合
凸条部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件の何れかを満たす形状である。
（６Ａ）０．０３１３≦ｒ／ｗａ≦０．０９３８且つ２２．２７≦γ≦２３．４０
（６Ｂ）０．４６８８≦ｒ／ｗａ≦０．５９３８且つ３２．６５≦γ≦３７．３４
（６Ｃ）０．７８１３≦ｒ／ｗａ≦１．２１８８且つ４９．９１≦γ≦８６．３３
【００５１】
（７）０．２１≦ｈａ／ｗａ＜０．２３の場合
凸条部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件の何れかを満たす形状である。
（７Ａ）０．３１２５≦ｒ／ｗａ≦０．４８３０且つ３１．２８≦γ≦３７．４６
（７Ｂ）０．７１０２≦ｒ／ｗａ≦１．１０８０且つ４９．６１≦γ≦８６．６８
【００５２】
（８）０．２３≦ｈａ／ｗａ＜０．２５の場合
凸条部５２の外形形状は、ｒ／ｗａ及びγ（°）が以下の条件の何れかを満たす形状である。
（８Ａ）０．１８２３≦ｒ／ｗａ≦０．３９０６且つ３０．２１≦γ≦３７．５５
（８Ｂ）０．５４６９≦ｒ／ｗａ≦１．０１５６且つ４５．３４≦γ≦８６．９６
【００５３】
（９）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。
０．０２４０≦ｒ／ｗａ≦０．９３７５且つ２８．０３≦γ≦８７．２０
【００５４】
（１０）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。
０．０２２３≦ｒ／ｗａ≦０．８７０５且つ２９．８３≦γ≦８７．４１
【００５５】
（１１）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。
（１１Ａ）０．０２０８≦ｒ／ｗａ≦０．８１２５且つ３１．５７≦γ≦８７．５９
【００５６】
（１２）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。
０．０１９５≦ｒ／ｗａ≦０．７６１７且つ３３．２４≦γ≦８７．７４
【００５７】
（１３）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。
（１３Ａ）０．０１８４≦ｒ／ｗａ≦０．７１６９且つ３４．８６≦γ≦８７．８７
【００５８】
（１４）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。
０．０１７４≦ｒ／ｗａ≦０．６７７１且つ３６．４１≦γ≦８７．９９
【００５９】
（１５）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。
０．０１６４≦ｒ／ｗａ≦０．６４１４且つ３７．９０≦γ≦８８．１０
【００６０】
（１６）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。
（１６Ａ）０．０１５６≦ｒ／ｗａ≦０．６０９４且つ３９．３３≦γ≦８８．２０
【００６１】
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。
【００６２】
図３は、凸条部５２の延在方向に直交する断面の構成を示している。幅ｗａは凸条部５２の最大幅に対応する。また、ｈａは凸条部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、凸条部５２の最大幅に対する先端部５２ａの位置での凸条部５２の厚さ（又は高さ）、すなわち、［先端部位置での厚さ］／［凸条部の最大幅］に対応する。通常、先端部５２ａの位置での凸条部５２の厚さは最大であるので、先端部５２ａの位置での凸条部５２の厚さは凸条部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と凸条部５２の最大幅との比、すなわち、［曲率半径］／［凸条部の最大幅］に対応する。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
光拡散剤として、通常は、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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
次に、上記導光板５０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。
【００７１】
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、反射光は出射面５１ａから出射する。
【００７２】
有効光出射割合ＲＥ（％）が１．０５５％より大きくなる形状を凸条部５２が有することから、出射面５１ａから約３０°の出射角θｏで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向上する。
【００７３】
この点について、凸条部５２の代わりに、白色ドット８１を背面５１ｂに形成した導光板８０の場合を例にして説明する。図６は、複数の白色ドット８１が背面５１ｂに形成された導光板８０の構成の一例を示す模式図である。図６には、説明のために、点状光源６１及びプリズム板４０も一緒に示している。導光板８０の構成は、背面５１ｂに凸条部５２の代わりに白色ドット８１が形成されている点以外は、導光板５０の構成と同様である。導光板８０において、導光板５０と同様の要素には同じ符号を付すものとする。
【００７４】
導光板８０の場合も、点状光源６１から出力され導光板８０内に入射した光は、導光板８０内を全反射しながら伝搬する。導光板８０内を伝搬する光が白色ドット８１の位置で反射する場合には、全反射条件以外で反射する光も生じる。そのため、白色ドット８１によって反射した光は、出射面５１ａから出射する。この際、図７に示すように、出射角θｏは約６０°付近になる傾向がある。図７は、導光板８０からの光の出射角θｏに対する出射光の強度分布の測定結果を示すグラフである。図７の横軸は、出射面５１ａからの出射光の出射角θｏであり、縦軸は光度（ｃｄ）である。導光板８０から出射された光は、出射角θｏとほぼ同じ角度でプリズム板４０に入射する。従って、約６０°の出射角θｏで出射された出射光は、約６０°の入射角θｉでプリズム板４０に入射する。
【００７５】
しかしながら、入射角θｉが６０°付近でプリズム板４０に入射した光は、プリズム部４１から出射される際には、図６に示すようにＺ方向から離れた方向に出射されやすい。その結果、透過型画像表示部２０に対して正面方向から有効に入射する光が低減する傾向にある。
【００７６】
一方、導光板５０においては、３０°±５°（すなわち、２５°以上且つ３５°以下）の範囲内の出射角θｏで出射される光の割合が高い。この場合、プリズム板４０には、３０°±５°の入射角θｉで入射する光がより多い。プリズム板４０への入射角θｉが３０°近傍の場合、プリズム部４１から出射される光は、図５に示すように、板厚方向（Ｚ方向）に出射されやすい。換言すれば、導光板５０から出射された光は、板厚方向である正面方向により多く集光される。そのため、透過型画像表示部２０に向けて出射される光の割合が多くなる。その結果、正面方向の輝度が向上し、透過型画像表示部２０でより明るい画像を表示することができる。
【００７７】
次に、凸条部５２の外形形状が図４に示す条件を満たす場合に、出射角θｏが３０°近傍である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。
【００７８】
図８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８に示したように導光板５０Ｍの側面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。また、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。
【００７９】
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５０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。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。
【００８０】
シミュレーションでは、図３に示したように延在方向に直交する凸条部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９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方向に対応する。
【数１】
2013054961.tif 000003
【００８１】
式（１）において、ｋａは、式（１）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、凸条部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、凸条部５２Ｍの外形は放物線形状となり、ｋａが１のとき、凸条部５２Ｍの外形はプリズム形状となり、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。
【００８２】
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８に示すように、導光板５０Ｍの背面５１Ｍｂ側には、長辺方向（Ｘ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５２ｂＭ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。
【００８３】
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を設計した。設計した凸条部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。
【００８４】
そして、図２（ａ）（又は図２（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θ＝３０°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２（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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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を得た。
【００８８】
ｋａ及びｈａ／ｗａを変更することによって、設定される複数の凸条部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。
【００８９】
比較のために、白色ドット８１を備えた導光板８０を用いて実測値に基づく有効光出射割合ＲＥを得た。比較のための実験（以下、「比較実験」と称す）では、三星電子株式会社製「ＵＮ４６Ｂ８０００」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を導光板８０として使用した。そして、バックライトユニットの導光板８０と光源とを使用して、導光板８０の背面側に銀蒸着反射フィルムを設けることによって、図８の構成と同様の構成を実現した。比較実験に使用した導光板８０は白色ドット８１を備えていた。そして、比較実験では、図８に示したシミュレーションモデルの場合と同様に、導光板８０の側面から白色光を導光板８０内に供給して、出射面５１ａの所定位置（導光板８０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、図２（ｂ）に示した球面のうちｚ≧０に相当する半球面内の複数の測定点でそれぞれ輝度を測定した。複数の測定点は、シミュレーションの放射輝度の算出点に対応するように設定した。
【００９０】
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、光出射割合（所定方向における光出射割合）Ｒを算出した。
【００９１】
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８０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８０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Ｒ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ＲＥを算出した。その結果、得られた有効光出射割合ＲＥの値は１．０５５％であった。
【００９２】
シミュレーション結果は、図１０〜図１９に示した図表のとおりである。図１０及び図１１は、式（１）におけるｋａとアスペクト比［ｈａ／ｗａ］とで規定される凸条部の外形形状と、光出射効率Ｅとの関係を示す図表である。図１０はｋａが０．１以上且つ０．９以下の範囲を示している。図１１は、ｋａが−０．９以上且つ０以下の範囲を示している。図１０及び図１１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。
【００９３】
図１２及び図１３は、式（１）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、所定方向に対する光出射割合Ｒとの関係を示す図表である。図１２はｋａが０．１以上且つ０．９以下の範囲を示している。図１３は、ｋａが−０．９以上且つ０以下の範囲を示している。図１２及び図１３では、図１０及び図１１の場合と同様に、光出射割合Ｒはパーセンテージで示されている。
【００９４】
図１４及び図１５は、式（１）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ＲＥ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に示す図表中の各セルの値は、図１０及び図１２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１５に示す図表中の各セルの値は、図１１及び図１３に示した図表の対応するセルの値に基づいている。
【００９５】
図１６及び図１７は、図１４及び図１５に示した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１８及び図１９は、図１４及び図１５に示した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５２Ｍａの幅に対する曲率半径［ｒ／ｗａ］を示す図表である。
【００９６】
図１４及び図１５に示した図表では、比較実験における有効光出射割合ＲＥの値（１．０５５％）より大きい有効光出射割合ＲＥにハッチングが付されている。有効光出射割合ＲＥが大きい方が出射角３０°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１４及び図１５に示した図表において、ハッチングを付した箇所（セル）に対応する外形形状を有する凸条部を備える導光板５０Ｍでは、比較実験の導光板８０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。
【００９７】
また、図１４及び図１５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ＲＥ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ＲＥの値（１．０５５％）より大きく１．２倍未満（１．０５５％より大きく１．２６６％未満）となる凸条部５２Ｍの外形形状に対応する有効光出射割合ＲＥ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ＲＥの値（１．０５５％）の１．２倍以上１．５倍未満（１．２６６％以上１．５８３％未満）となる凸条部５２Ｍの外形形状に対応する有効光出射割合ＲＥ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ＲＥの値（１．０５５％）の１．５倍以上２．０倍未満（１．５８３％以上２．１１０％未満）となる凸条部５２Ｍの外形形状に対応する有効光出射割合ＲＥ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ＲＥの値（１．０５５％）の２．０倍以上（２．１１０％以上）となる凸条部５２Ｍの外形形状に対応する有効光出射割合ＲＥには、ハッチングに加え太線下線が付されている。
【００９８】
また、図１６〜図１９においても、図１４及び図１５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。
【００９９】
図１４〜図１９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５２を備える導光板５０では、出射角３０°近傍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５０を採用することで、プリズム板４０を備える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。
【０１００】
次に、図１４〜図１９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凸条部５２Ｍを備える導光板では、比較実験における有効光出射割合ＲＥの値（１．０５５％）の１．２倍（１．２６６％）以上となり、比較実験の導光板と比べると、出射角３０°近傍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ＲＥの値（１．０５５％）よりも大きくなる図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２０に示した図表の範囲内となる。
【０１０１】
次に、図１４〜図１９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凸条部を備える導光板では、比較実験における有効光出射割合ＲＥの値（１．０５５％）の１．５倍（１．５８３％）以上となり、比較実験の導光板と比べると、出射角３０°近傍に出射される光の割合が更に多くなる。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ＲＥの値（１．０５５％）の１．２倍（１．２６６％）以上となる図２０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２１に示した図表の範囲内となる。
【０１０２】
次に、図１４〜図１９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凸条部を備える導光板では、比較実験における有効光出射割合ＲＥの値（１．０５５％）の２．０倍（２．１１０％）以上となり、比較実験の導光板と比べると、出射角３０°近傍に出射される光の割合が更に多くなる。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ＲＥの値（１．０５５％）の１．５倍（１．５８３％）以上となる図２１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２２に示した図表の範囲内となる。
【０１０３】
なお、図４に示した組み合わせで規定される凸条部５２を備える導光板５０には、図２０、図２１及び図２２に示した組み合わせで規定される凸条部を備える導光板が含まれる。また、図２０に示した組み合わせで規定される凸条部５２を備える導光板５０には、図２１及び図２２に示した組み合わせで規定される凸条部を備える導光板が含まれる。また、図２１に示した組み合わせで規定される凸条部５２を備える導光板５０には、図２２に示した組み合わせで規定される凸条部を備える導光板が含まれる。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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、有効光出射割合ＲＥが１．０５５％より大きく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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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板状の本体部に対して、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。
【０１０８】
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、導光板５０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。
【０１０９】
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又は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。ある。
【符号の説明】
【０１１０】
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（プリズム板の片面）、４０ｂ…裏面（プリズム板の片面と反対側の面）、４１…プリズム部、５０…導光板、５１ａ…出射面（第１の面）、５１ｂ…背面（第２の面）、５１ｃ…側面（入射面）、５１ｄ…側面（入射面）、５２…凸条部、５２ａ…先端部、５２ｂ…底部、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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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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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