JP2013229210A - 導光板 - Google Patents

Abstract

【課題】明るさが不足する領域を減少させることが可能な導光板を提供する。
【解決手段】光が入射する端面Ｓ３_１，Ｓ３_２には、第１の方向に延在し第２の方向に並べて配置された複数の凸状部４１が形成され、凸状部４１間には第１の方向に延在する溝部４４が形成される。溝部４４の最深点Ｃと、凸状部４１外側の屈曲点Ｂとの間の第３の方向の距離をＨとし、隣り合う凸状部４１の屈曲点Ｂ同士の間隔をＰとし、一つの凸状部の屈曲点Ｂ同士の距離をＦとする。屈曲点Ｂをとおり第２の方向に平行な軸線をｘ軸とし、最深点Ｃをとおり第３の方向に平行な軸線をｙ軸としたとき、溝部の輪郭形状が、下記式（１）を満たす。

【選択図】図６

Description

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。

液晶表示装置等の透過型画像表示装置は、一般に、バックライトとしての面光源装置を有している。エッジライト型面光源装置は、導光板（透光性樹脂シート）と、導光板の端面に光を供給する光源とから構成される。

エッジライト型面光源装置の導光板として、光の入射面である端面に凹凸形状が設けられているものが知られている（特許文献１参照）。このように端面に凹凸形状を設けることで、点状光源（ＬＥＤ光源）からの光が、導光板の厚み方向に分散されることが期待される。

特開２００８−１０２９１号公報

しかし、従来の面光源装置に適用される導光板では、端面から入射した光を十分に均一なものとすることができず、導光板の端部近傍において、隣接する光源間の明るさが不足する領域が生じるという問題があった。そのため、光源の設置数量を削減することが困難であった。

また、導光板の周縁部において明るさの不足する領域がある場合には、この明るさが不足する領域を、正面側から見えないようにするために、透過型画像表示装置の額縁などによって隠す必要がある。額縁が大きくなると画像表示装置として見栄えが悪くなるという問題があった。

そこで、本発明は、端面から入射する光を十分に分散させ、明るさが不足する領域を減少させることが可能な導光板、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。

本発明は、光が入射する入射面である端面と、端面と交差する方向に形成され、端面から入射した光が出射する光出射面と、光出射面と対向する背面とを有する導光板において、板厚方向を第１の方向、端面の長手方向を第２の方向、これらの第１の方向及び第２の方向に直交する方向を第３の方向とし、端面には、第１の方向に延在し第２の方向に並べて配置された複数の凸状部が形成され、隣り合う凸状部間には第１の方向に延在する溝部が形成され、溝部の第３の方向における最深点Ｃと、凸状部の第３の方向における外側の屈曲点Ｂとの間の第３の方向の距離をＨとし、隣り合う凸状部の屈曲点Ｂ同士の第２の方向の間隔をＰとし、一つの凸状部の屈曲点Ｂ同士の第２の方向の距離をＦとし、距離Ｆは間隔Ｐ以下とされており、屈曲点Ｂをとおり第２の方向に平行な軸線をｘ軸とし、最深点Ｃをとおり第３の方向に平行な軸線をｙ軸としたとき、溝部の輪郭形状が、下記式（１）を満たすｙ（ｘ）で表されると共に、下記式（２）が満たされる場合には下記式（３）および下記式（４）を満たし、下記式（５）が満たされる場合には下記式（６）および下記式（７）を満たし、下記式（８）が満たされる場合には下記式（９）および下記式（１０）を満たし、下記式（１１）が満たされる場合には下記式（１２）、下記式（１３）および下記式（１４）を満たす導光板を提供する。

この導光板では、端面に複数の凸状部が設けられ、隣り合う凸状部間には、第１の方向に延在する溝部が形成される。この溝部の輪郭形状は、上記の式（１）を満たすｙ（ｘ）で表されると共に、上記の式（２）〜（４）、上記の式（５）〜（７）、上記の式（８）〜（１０）または上記の式（１１）〜（１４）を満たす。これらの凸状部および溝部により、端面から入射する光が、端面の長手方向である第２の方向に十分に分散されるので、第２の方向に隣り合う光源から出射された光が互いに交差する位置を、端面に接近させることができる。その結果、光出射面の端部において明るさが不足する領域を減少させることができ、光源の設置数量の削減を図ることができる。また、明るさが不足する領域を隠すための額縁部分を狭くすることができる。

また、凸状部の先端部（第３方向の外側の端部同士の端部）には、距離Ｆに相当する平坦面（第１の方向及び第２の方向に平行な面）を有するため、凸状部の先端部が欠けにくくなる。

また、上記作用をより効果的に奏する構成として、溝部の輪郭形状が、上記の式（２）が満たされる場合には下記式（１５）および下記式（１６）を満たし、上記の式（５）が満たされる場合には下記式（１７）および下記式（１８）を満たし、上記の式（８）が満たされる場合には下記式（１９）および下記式（２０）を満たし、上記の式（１１）が満たされる場合には下記式（２１）および下記式（２２）を満たす構成が挙げられる。

また、上記作用をより効果的に奏する構成として、距離Ｆは間隔Ｐの半分以下とされており、溝部の輪郭形状が、上記の式（２）が満たされる場合には下記式（２３）および下記式（２４）を満たし、上記の式（５）が満たされる場合には下記式（２５）および下記式（２６）を満たす構成が挙げられる。

また、本発明は、上記の導光板と、当該導光板の端面に光を供給する光源と、を備える面光源装置を提供する。この面光源装置は、本発明に係る導光板を備えているので、第２の方向に隣り合う光源から出射された光が互いに交差する位置を、端面に接近させることができる。その結果、光出射面の端部において明るさが不足する領域を減少させることができ、光源の設置数量の削減を図ることができる。また、明るさが不足する領域を隠すための額縁部分を狭くすることができる。

また、本発明は、上記の導光板と、当該導光板の端面に光を供給する光源と、導光板の光出射面から出射された光によって照明される透過型画像表示部と、を備える透過型画像表示装置を提供する。この透過型画像表示装置は、本発明に係る導光板を備えているので、第２の方向に隣り合う光源から出射された光が互いに交差する位置を、端面に接近させることができる。その結果、光出射面の端部において明るさが不足する領域を減少さえることができ、光源の設置数量の削減を図ることができる。また、明るさが不足する領域を隠すための額縁部分を狭くすることができる。

本発明によれば、端面から入射する光を十分に分散させ、明るさが不足する領域を減少させることが可能な導光板、その導光板を備えた面光源装置及び透過型画像表示装置を提供することができる。本発明によれば、端面から入射した光を端面の長手方向に分散させることができるため、光出射面の周縁部の明るさが不足する領域を隠すための額縁部分を狭くすることができる。

面光源装置を備える透過型画像表示装置の一実施形態を示す断面図である。 導光板の反射ドットが形成されている側の平面図である。 導光板の端部及びこの端部に対向して配置されたＬＥＤ光源の位置関係を拡大して示す正面図である。 ＬＥＤ光源の出光分布の一例を示すグラフである。 導光板を備える透過型画像表示装置の一実施形態を示す正面図である。 導光板の端部に設けられた凸状部および溝部を拡大して示す正面図である。 ０％＜Ｆ／Ｐ≦２５％の場合に、溝部のアスペクト比Ｈ／Ｐと尖り度ｋ_ａとに応じた、均一度の違いを示す図表である。 ０％＜Ｆ／Ｐ≦２５％の場合に、均一度の計算結果が良好であった領域を示す図表である。 ２５％＜Ｆ／Ｐ≦５０％の場合に、溝部のアスペクト比Ｈ／Ｐと尖り度ｋ_ａとに応じた、均一度の違いを示す図表である。 ２５％＜Ｆ／Ｐ≦５０％の場合に、均一度の計算結果が良好であった領域を示す図表である。 ５０％＜Ｆ／Ｐ≦７５％の場合に、溝部のアスペクト比Ｈ／Ｐと尖り度ｋ_ａとに応じた、均一度の違いを示す図表である。 ５０％＜Ｆ／Ｐ≦７５％の場合に、均一度の計算結果が良好であった領域を示す図表である。 ７５％＜Ｆ／Ｐ≦１００％の場合に、溝部のアスペクト比Ｈ／Ｐと尖り度ｋ_ａとに応じた、均一度の違いを示す図表である。 ７５％＜Ｆ／Ｐ≦１００％の場合に、均一度の計算結果が良好であった領域を示す図表である。 比較例１に係る導光板について、端部から入射した光の入射後の光線イメージを表す図である。 実施例１に係る導光板について、端部から入射した光の入射後の光線イメージを表す図である。 比較例２に係る導光板について、端部から入射した光の入射後の光線イメージを表す図である。 実施例２に係る導光板について、端部から入射した光の入射後の光線イメージを表す図である。 比較例３に係る導光板について、端部から入射した光の入射後の光線イメージを表す図である。 実施例３に係る導光板について、端部から入射した光の入射後の光線イメージを表す図である。 比較例４に係る導光板について、端部から入射した光の入射後の光線イメージを表す図である。 実施例４に係る導光板について、端部から入射した光の入射後の光線イメージを表す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、同一または相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

図１は、本発明に係る導光板の一実施形態を備える透過型画像表示装置を示す断面図である。図１に示す透過型画像表示装置１００は、面光源装置２０と、透過型画像表示部３０とから主として構成される。面光源装置２０は、導光板１と、導光板１の側方に設けられており導光板１に光を供給する光源３とを備えるエッジライト型面光源装置である。

図１に示すように、透過型画像表示部３０は、導光板１の出射面Ｓ１側において導光板１と対向配置されている。透過型画像表示部３０は、例えば、液晶セルを有する液晶表示部である。

また、透過型画像表示装置１００は、透過型画像表示部３０と導光板１との間に、各種フィルム５１が配置されている構成でもよい。各種フィルム５１としては、拡散フィルム、プリズムフィルム、輝度向上フィルムなどが挙げられる。

導光板１は略直方体形状を呈しており、出射面Ｓ１と、出射面Ｓ１の反対側の背面Ｓ２と、出射面Ｓ１及び背面Ｓ２に交差する４つの端面（側面）Ｓ３_１〜Ｓ３_４とを有する。本実施形態において、４つの端面Ｓ３_１〜Ｓ３_４は、出射面Ｓ１及び背面Ｓ２に略直交する。

導光板１は、透光性樹脂から形成されている。透光性樹脂は、光を透過させる樹脂である。透光性樹脂の屈折率は通常、１．４９〜１．５９である。導光板１に使用される透光性樹脂としては、メタクリル樹脂が主として用いられている。導光板１に使用される透光性樹脂として、その他の樹脂を用いてもよく、スチレン系の樹脂を用いても良い。透光性樹脂としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、カーボネート樹脂、環状オレフィン樹脂、ＭＳ樹脂（アクリルとスチレンの共重合体）などが使用可能である。導光板１を液晶表示装置（透過型画像表示装置１）に適用するにあたり、導光板には、光拡散剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、光重合安定剤などが添加されていてもよい。

導光板１は、ポリ（メタ）アクリル酸アルキル樹脂シート、ポリスチレンシート又はポリカーボネート系樹脂シートであることが好ましく、これらのなかでも、ポリメチルメタクリレート樹脂シート（ＰＭＭＡ樹脂シート）が好ましい。透光性樹脂シートは拡散粒子を含んでいてもよい。透光性樹脂シートの反射ドット１２が形成される表面（背面Ｓ２）とは反対側の表面（出射面Ｓ１）は、本実施形態のように平坦面であってもよいが、凹凸形状を有していてもよい。なお、透光性樹脂シートの厚みは１．０ｍｍ以上４．５ｍｍ以下であることが好ましい。

導光板１の背面Ｓ２には、光を乱反射させる反射加工（例えばシルク印刷）が施されている。反射加工として行う印刷の方法としては、シルク印刷のほかに、インクジェット印刷を行っても良い。あるいは、反射加工の方法としては、印刷ではなく、レーザー照射によりドット形状の凹凸を付与してもよいし、形状が付与された形状金型を用いて射出成形することでドット形状の凹凸を付与してもよいし、形状が彫刻された形状ロールを用いて押出し成形することでドット形状の凹凸を付与してもよい。ドットパターンの印刷には、光を拡散させる拡散粒子を有するインクが使用されている。また、ドットパターンを構成する各ドット（印刷ドット）の径は、光源側から離間するにつれて大きくなるように、階調変化がつけられている。各反射ドット１２の最大厚さは、好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下である。

複数の反射ドット１２は、図２に示すように、背面Ｓ２上に互いに離間して配置されている。図２は、導光板を背面側からみた場合の平面図である。図２では、説明の便宜のため、光源３も一緒に示している。図２では、反射ドット１２は互いに離間して配置されている。反射ドット１２の個数及び配置パターンは、均一な面状の光が効率的に出射面Ｓ１から出射されるように調整される。

光源３は、図１及び図２に示すように、互いに対向する一対の端面Ｓ３_１,Ｓ３_２の側方に配置されている。光源３は、ＬＥＤ等の点状光源である。図２に示すように、導光板１の例えば矩形を構成する４辺のうち互いに対向する２辺に沿って、複数の点状光源が配列される。

以下の説明では、導光板１の厚み方向をＺ方向（第１の方向）と称し、光源３からの光を入射する端面Ｓ３_１，Ｓ３_２の長手方向をＸ方向（第２の方向）と称し、Ｚ方向及びＸ方向と直交する方向をＹ方向（第３の方向）と称す。

複数の光源３は、入射面である端面Ｓ３_１，Ｓ３_２の長手方向（第２の方向）Ｘに沿って、離散的に配置されている。図３は、導光板の端部及びこの端部に対向して配置されたＬＥＤ光源の位置関係を拡大して示す正面図である。図３に示すように、光源３の配置間隔Ｌは、５ｍｍ〜１５０ｍｍ程度であり、本実施形態では、間隔Ｌは８ｍｍ程度である。光源３と端面Ｓ３_１，Ｓ３_２との距離Ｄは、０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度である。

また、図３に示す距離ｙは、端面Ｓ３_１，Ｓ３_２に形状が付いていない場合において、隣り合う光源３同士の出射光分布が計算上重なり合う点Ｐ_ＣのＹ方向（第３の方向）の距離を示すものである。その距離ｙの半分の距離をｙ／２として表現している。

光源３は、白色ＬＥＤでもよく、一つの箇所に複数のＬＥＤを配置して一つの光源単位を構成してもよい。例えば、一つの光源単位として、赤色、緑色、青色の異なる三色のＬＥＤが、近接され並べられて配置されていてもよい。そして、複数のＬＥＤを有する光源単位が、上述した配置方向に従い離散的に配置される。このような場合には、異なるＬＥＤ同士は可能な限り近づけられて配置されていることが好ましい。

ＬＥＤ光源としては、様々な出光分布を有するものが使用可能である。また、ＬＥＤ光源のタイプとしては、具体的に、ランバーシアン型、砲弾型、サイドエミッション型などが挙げられる。

図４は、ＬＥＤ光源の出光分布の一例を示すグラフである。ＬＥＤ光源３の法線方向（出射角度φ＝０°）の出射光強度を１．０（基準）として、出射角度φと出射光強度との関係を示している。図４に示す出光分布を有するＬＥＤ光源３では、半値幅が６０°程度となっている。なお、その他の出光分布を有するＬＥＤ光源を用いてもよい。

本実施形態の光源３としては、例えば、幅Ｗ（Ｘ方向の長さ）３．５ｍｍの１２０度配光のランバーシアン型（Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎ）ＬＥＤ光源が適用可能である。

図５は、本発明の実施形態に係る画像表示装置を示す正面図である。透過型画像表示装置１００では、透過型画像表示部３０の周縁部を覆う額縁１０１が形成されている。従って、図５中、破線で示す導光板１の周縁部（端面）が正面側から視認できないようになっている。また、導光板１の光源３が配置されている方の端面Ｓ３_１，Ｓ３_２近傍において、明るさが不足する領域が正面側から視認できないように、額縁の大きさが設定されている。

導光板１は、図５に示すように、長方形を成している。導光板１の平面視形状のサイズは目的とする透過型画像表示装置１００の画面サイズに適合するように選択されるが、通常２５０ｍｍ×４４０ｍｍ以上、好ましくは１０２０ｍｍ×１８００ｍｍ以下である。導光板３０の平面視形状は、長方形に限らず、正方形としてもよいが、以下では、特に断らない限り、長方形として説明する。

なお、２５０ｍｍ×４４０ｍｍ以上の長方形とは、一辺が２５０ｍｍ以上であり且つ他辺が４４０ｍｍ以上の長方形を意味する。また、１０２０ｍｍ×１８００ｍｍ以下の長方形とは、一辺が１０２０ｍｍ以下であり且つ他辺が１８００ｍｍ以下の長方形を意味する。

ここで、導光板１の端面Ｓ３_１，Ｓ３_２には、図６（Ａ）および（Ｃ）に示すように、Ｙ方向の外側へ突出する複数の凸状部４１が形成されている。この凸状部４１は、導光板１の厚み方向（Ｚ方向）に延在し、複数の凸状部４１は、端面Ｓ３_１，Ｓ３_２の長手方向（Ｘ方向）に並べて配置されている。複数の凸状部４１同士は並列している。

Ｙ方向に隣り合う凸状部４１間には、湾曲した輪郭形状を成す複数の溝部４４が形成されている。複数の溝部４４は、Ｚ方向に延在する凹状の溝部である。言い換えれば、溝部４４は、Ｙ方向に隣り合う凸状部４１の一対の側面４３，４３によって形成されている。Ｚ方向に垂直な断面において、溝部４４の輪郭形状は円錐曲線を成している。一対の側面４３，４３のＹ方向の内側の端部は、溝部４４のＹ方向における最深点Ｃになっている。凸状部４１の先端（Ｙ方向における外側の端部）は、Ｘ方向及びＺ方向に平行な面４２（以下、平坦面４２という。）を形成している。言い換えれば、導光板１の端面Ｓ３_１，Ｓ３_２には複数の溝部４４が形成されており、Ｙ方向に隣り合う溝部４４，４４間には平坦面４２が形成されている。

ここで、溝部４４の最深点Ｃと、凸状部４１のＹ方向における外側の屈曲点Ｂとの間のＹ方向における距離をＨとする。屈曲点Ｂとは、平坦面４２と側面４３との交点である。距離Ｈは、溝部４４の深さであり、別の言い方をすれば、凸状部４１の突出長さである。また、隣り合う凸状部４１の屈曲点Ｂ同士のＸ方向における間隔をＰとする。間隔Ｐは、溝部４４のＸ方向の幅である。一つの凸状部４１の屈曲点Ｂ同士のＸ方向の距離をＦとする。距離Ｆは、凸状部４１の平坦面４２のＸ方向の端部（屈曲点Ｂ）間の長さすなわちＸ方向の幅である。

図４（Ｃ）に示すように、距離Ｆは、間隔Ｐ以下とされている。すなわち、距離Ｆと間隔Ｐとの比（すなわち平坦面４２の割合）において、０＜Ｆ／Ｐ≦１００％の関係が成り立っている。

以下、溝部４４の輪郭形状に関して、より詳細に説明する。図６（Ｂ）に示すように、屈曲点ＢをとおりＸ方向に平行な軸線をｘ軸とし、最深点ＣをとおりＹ方向に平行な軸線をｙ軸としたとき、溝部４４の輪郭形状は、下記式（１）を満たすｙ（ｘ）で表される。

上記式（１）を満たすｙ（ｘ）は、円錐面を平面で切断したときに得られる曲線である円錐曲線に相当する。ｋ_ａは、円錐曲線の尖り度であり、−１〜＋１の範囲から選択される数である。

導光板１においては、距離Ｆと間隔Ｐとの比Ｆ／Ｐに応じて、溝部４４のアスペクト比Ｈ／Ｐおよび尖り度ｋ_ａが好適な範囲内の数値に設定される。具体的には、以下のとおりである。

すなわち、距離Ｆと間隔Ｐとの比Ｆ／Ｐが下記式（２）の範囲にある場合には、

アスペクト比Ｈ／Ｐおよび尖り度ｋ_ａは下記式（３）および（４）を満たしている。

また、距離Ｆと間隔Ｐとの比Ｆ／Ｐが下記式（５）の範囲にある場合には、

アスペクト比Ｈ／Ｐおよび尖り度ｋ_ａは下記式（６）および（７）を満たしている。

また、距離Ｆと間隔Ｐとの比Ｆ／Ｐが下記式（８）の範囲にある場合には、

アスペクト比Ｈ／Ｐおよび尖り度ｋ_ａは下記式（９）および（１０）を満たしている。

また、距離Ｆと間隔Ｐとの比Ｆ／Ｐが下記式（１１）の範囲にある場合には、

アスペクト比Ｈ／Ｐおよび尖り度ｋ_ａは下記式（１２）〜（１４）を満たしている。

アスペクト比Ｈ／Ｐおよび尖り度ｋ_ａのより好ましい数値範囲は、次のとおりである。距離Ｆと間隔Ｐとの比Ｆ／Ｐが上記式（２）の範囲にある場合には、アスペクト比Ｈ／Ｐおよび尖り度ｋ_ａは下記式（１５）および（１６）を満たしている。

また、距離Ｆと間隔Ｐとの比Ｆ／Ｐが上記式（５）の範囲にある場合には、アスペクト比Ｈ／Ｐおよび尖り度ｋ_ａは下記式（１７）および（１８）を満たしている。

また、距離Ｆと間隔Ｐとの比Ｆ／Ｐが上記式（８）の範囲にある場合には、アスペクト比Ｈ／Ｐおよび尖り度ｋ_ａは下記式（１９）および（２０）を満たしている。

また、距離Ｆと間隔Ｐとの比Ｆ／Ｐが上記式（１１）の範囲にある場合には、アスペクト比Ｈ／Ｐおよび尖り度ｋ_ａは下記式（２１）および（２２）を満たしている。

さらに、距離Ｆは間隔Ｐの半分以下（Ｆ／Ｐ≦５０％）である場合において、アスペクト比Ｈ／Ｐおよび尖り度ｋ_ａの更により好ましい数値は、次のとおりである。距離Ｆと間隔Ｐとの比Ｆ／Ｐが上記式（２）の範囲にある場合には、アスペクト比Ｈ／Ｐおよび尖り度ｋ_ａは下記式（２３）および（２４）を満たしている。

また、距離Ｆと間隔Ｐとの比Ｆ／Ｐが上記式（５）の範囲にある場合には、アスペクト比Ｈ／Ｐおよび尖り度ｋ_ａは下記式（２５）および（２６）を満たしている。

次に、導光板１の成形方法について説明する。導光板１は、押出成形、キャスト成形、射出成形などの方法により成形することができる。導光板１の厚さｔは、特に限定されるものではないが、例えば１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍであることが好ましく、１．５ｍｍ〜８．０ｍｍであることがさらに好ましく、２．０ｍｍ〜４．０ｍｍであることが特に好ましい。

導光板１の端面Ｓ３_１，Ｓ３_２の凹凸形状（凸状部４１）は、切削加工、レーザー加工、射出成形などにより形成することができる。切削加工では、切削工具類を用いて導光板１を切り削ることで、導光板１の端面Ｓ３_１，Ｓ３_２に溝部４４を形成し、凸状部４１を形成する。レーザー加工では、レーザー光を用いて導光板１の端面Ｓ３_１、Ｓ３_２に溝部４４を形成し、凸状部４１を形成する。射出成形法であれば、射出成形型の内壁に、凸状部４１に対応する形状の反対型が施されていることが好適である。

複数の凸状部４１のＸ方向の間隔（ピッチ）が小さすぎると、その加工精度の低下が懸念され、大きすぎると凹凸形状が施された導光板１の周縁部において、明るさ不足する領域が大きくなるため、導光板１が液晶表示装置１００に組み込まれた際に、導光板１の周縁部が液晶表示画面から見えないように隠蔽するための額縁部分が大きくなる。複数の凸状部４１のピッチとしては、０．０３ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。

このような本実施形態に係る導光板１によれば、導光板１の側面Ｓ３_１，Ｓ３_２に対向して配置され複数の光源３からの光を側面Ｓ３_１，Ｓ３_２から入射し、この側面Ｓ３_１，Ｓ３_２と直交（交差）する出射面Ｓ１から面状の光を出射することができる。そして、導光板１の側面Ｓ３_１，Ｓ３_２から入射する光は、凸状部４１の側面４３によって屈折し、Ｘ方向に広げられる。これにより導光板１の端部（側面Ｓ３_１，Ｓ３_２近傍）において明るさが不足する領域を縮小することができる。導光板１によれば、隣接する光源間において明るさが不足する領域を小さくすることができるので、光源３の設置数量を削減することができる。

また、凸状部４１の先端部には、距離Ｆに相当する平坦面４２を有するため、凸状部４１の先端部が欠けにくくなっている。

また、本実施形態に係る透過型画像表示部３０及びこれを備えた透過型画像表示装置１００によれば、導光板１の入射面となる側面Ｓ３_１，Ｓ３_２に対向し、側面Ｓ３_１，Ｓ３_２の長手方向（Ｘ方向）に離散的に配置された複数の光源３を備え、これらの光源３からの光を側面Ｓ３_１，Ｓ３_２から入射し、この側面Ｓ３_１，Ｓ３_２と直交する出射面Ｓ１から面状の光を出射することができる。そして、導光板１の側面Ｓ３_１，Ｓ３_２から入射する光は、凸状部４１の側面４３によって屈折し、Ｘ方向に広げられる。これにより導光板１の端部（入射面近傍）において明るさが不足する領域を縮小することができる。そのため、導光板１の端部において明るさが不足する領域を、表示画面から見えないように隠蔽するための額縁部分を小さくすることができる。透過型画像表示装置１の表示画面の周縁部である額縁部分のデザインの自由度を高めることができる。

（実施例）
次に、本発明を実施例及び比較例に基づいて説明するが、本発明は下記の実施例によって限定されるものではない。

まず、端面に凸状部が形成されていない導光板を作成し、端面に対向するように点状光源３を配置した。図３に示すように、点状光源３として、幅Ｗ３．５ｍｍの１２０度配光のＬａｍｂｅｒｔｉａｎ ＬＥＤが８ｍｍ間隔で配置する。そして、隣り合うＬＥＤ３，３から、導光板に入射した光が交差する位置ｙを算出した。以下に、比較例に係る導光板の仕様、測定条件を示す。
導光板：樹脂材料 ＰＭＭＡ（住友化学社製）
空気の屈折率ｎ_１ １．００
導光板の屈折率ｎ_２ １．４９
光源の幅Ｗ ３．５ｍｍ
光源間の距離Ｌ ８．０ｍｍ
光源のＹ軸方向の長さ ２．０ｍｍ
入射角α_１ ６０．０［ｄｅｇ］
入射角α_２ ３５．５［ｄｅｇ］
光源と端面との距離Ｄ ２μｍ
光源と入射点Ｐ_ｉまでのＸ方向の距離ｘ_１≒０ｍｍ
入射点Ｐ_ｉと光の交点Ｐ_ｃまでのＸ方向の距離ｘ_２＝２．２５ｍｍ
入射点Ｐ_ｉと光の交点Ｐ_ｃまでのＹ方向の距離ｙ＝３．１５ｍｍ
Ｙ方向の距離が交点Ｐ_ｃの半分の位置である点Ｐ_Ｃ／２までの距離ｙ／２＝１．６ｍｍ

次に、上記比較例にて算出した光の交点Ｐ_Ｃ｛ｙ｝および点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝をとおりＹ方向に垂直な平面上に受光器を設定し、これらの受光器における照度分布を光線追跡ソフトにて計算した。計算の都合上、ＬＥＤ光源３が１個のみ存在する場合について計算し、後からＬＥＤ光源３の配置間隔に応じて照度分布を重ね合わせて、ＬＥＤ光源が複数ある場合を想定して、照度分布を作成した。そして得られた照度分布について、均一度を算出した。

（探索範囲）
図６（Ａ）に示すように、溝部４４のアスペクト比Ｈ／Ｐと尖り度ｋ_ａとの組合せについて、複数パターンの計算を実施した。具体的には、アスペクト比Ｈ／Ｐについては、０．３〜１．０の範囲において０．０５間隔（すなわち０．３、０．３５、０．４、０．４５，０．５、０．５５、０．６、０．６５、０．７、０．７５、０．８、０．８５、０．９、０．９５、１）の１５通りとした。尖り度ｋ_ａについては、−１〜＋１の範囲において０．２間隔（すなわち−１、−０．８、−０．６、−０．４、−０．２、０、０．２、０．４、０．６、０．８、１）の１１通りとした。これらのそれぞれの組合せ１６５通りのパターンについて計算を実施した。なお、平坦面４２の割合Ｆ／Ｐ［％］については、０〜１００％の範囲で１０％間隔の１１通りとした。

（探索結果）
以下、平坦面４２の割合Ｆ／Ｐを４つの範囲に分類して、探索結果を示す。図７は、０％＜Ｆ／Ｐ≦２５％の場合に、溝部４４のアスペクト比Ｈ／Ｐと尖り度ｋ_ａとに応じた、均一度の違いを示す図表である。図７では、点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝に受光器を設定した場合について、図示している。

（０％＜Ｆ／Ｐ≦２５％の場合）
図８は、０％＜Ｆ／Ｐ≦２５％の場合に、照度分布の均一度の計算結果が良好であった領域を示す図表である。図７に基づいて、均一度の計算結果が良好であった領域を探索して、図８の範囲を選定した。具体的には、照度の均一度が概ね１７．５％以上である範囲を、結果が良好な範囲として設定した。図８に示す範囲は、下記の通りである。図８中、実線Ｌ_１によって示される範囲は、照度の均一度が概ね１７．５％以上の範囲であり、下記式（３），（４）によって示される範囲に対応している。

図８中、一点鎖線Ｌ_２によって示される範囲は、照度の均一度が概ね２０％以上の範囲であり、下記式（１５），（１６）によって示される範囲に対応している。

図８中、破線Ｌ_３によって示される範囲は、照度の均一度が概ね２２．５％以上の範囲であり、下記式（２３），（２４）によって示される範囲に対応している。

（２５％＜Ｆ／Ｐ≦５０％の場合）
図９は、２５％＜Ｆ／Ｐ≦５０％の場合に、溝部４４のアスペクト比Ｈ／Ｐと尖り度ｋ_ａとに応じた、均一度の違いを示す図表である。図１０は、２５％＜Ｆ／Ｐ≦５０％の場合に、照度分布の均一度の計算結果が良好であった領域を示す図表である。図９に基づいて、均一度の計算結果が良好であった領域を探索して、図１０の範囲を選定した。具体的には、照度の均一度が概ね１７．５％以上である範囲を、結果が良好な範囲として設定した。図１０に示す範囲は、下記の通りである。図１０中、実線Ｌ_４によって示される範囲は、照度の均一度が概ね１７．５％以上の範囲であり、下記式（６），（７）によって示される範囲に対応している。

図１０中、一点鎖線Ｌ_５によって示される範囲は、照度の均一度が概ね２０％以上の範囲であり、下記式（１７），（１８）によって示される範囲に対応している。

図１０中、破線Ｌ_６によって示される範囲は、照度の均一度が概ね２２．５％以上の範囲であり、下記式（２５），（２６）によって示される範囲に対応している。

（５０％＜Ｆ／Ｐ≦７５％の場合）
図１１は、５０％＜Ｆ／Ｐ≦７５％の場合に、溝部４４のアスペクト比Ｈ／Ｐと尖り度ｋ_ａとに応じた、均一度の違いを示す図表である。図１２は、５０％＜Ｆ／Ｐ≦７５％の場合に、照度分布の均一度の計算結果が良好であった領域を示す図表である。図１１に基づいて、均一度の計算結果が良好であった領域を探索して、図１２の範囲を選定した。具体的には、照度の均一度が概ね１７．５％以上である範囲を、結果が良好な範囲として設定した。図１２に示す範囲は、下記の通りである。図１２中、実線Ｌ_７によって示される範囲は、照度の均一度が概ね１７．５％以上の範囲であり、下記式（９），（１０）によって示される範囲に対応している。

図１２中、一点鎖線Ｌ_８によって示される範囲は、照度の均一度が概ね２０％以上の範囲であり、下記式（１９），（２０）によって示される範囲に対応している。

（７５％＜Ｆ／Ｐ≦１００％の場合）
図１３は、７５％＜Ｆ／Ｐ≦１００％の場合に、溝部４４のアスペクト比Ｈ／Ｐと尖り度ｋ_ａとに応じた、均一度の違いを示す図表である。図１４は、７５％＜Ｆ／Ｐ≦１００％の場合に、照度分布の均一度の計算結果が良好であった領域を示す図表である。図１３に基づいて、均一度の計算結果が良好であった領域を探索して、図１４の範囲を選定した。具体的には、照度の均一度が概ね１７．５％以上である範囲を、結果が良好な範囲として設定した。図１４に示す範囲は、下記の通りである。図１４中、実線Ｌ_９によって示される範囲は、照度の均一度が概ね１７．５％以上の範囲であり、下記式（１２）〜（１４）によって示される範囲に対応している。

図１４中、一点鎖線Ｌ_１０によって示される範囲は、照度の均一度が概ね２０％以上の範囲であり、下記式（２１），（２２）によって示される範囲に対応している。

（入射後の光線イメージ（０％＜Ｆ／Ｐ≦２５％の場合））
図１５（Ａ）は、比較例１に係る導光板について、交点Ｐ_Ｃ｛ｙ｝および点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝に受光器を設定し、これらの受光器における照度分布を光線追跡ソフトにて計算した計算結果を表すものであり、横軸にＸ方向の位置、縦軸に照度［Ｗ／ｍｍ^２］を表している。図１５（Ｂ）は、照度分布を表している。図１５では、Ｈ／Ｐ＝１、ｋ_ａ＝０．８、Ｆ／Ｐ＝１０％である凸状部４１の場合について図示している。

図１６（Ａ）は、実施例１に係る導光板について、交点Ｐ_Ｃ｛ｙ｝および点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝に受光器を設定し、これらの受光器における照度分布を光線追跡ソフトにて計算した計算結果を表すものであり、横軸にＸ方向の位置、縦軸に照度［Ｗ／ｍｍ^２］を表している。図１６（Ｂ）は、照度分布を表している。図１６では、点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝における均一度が最大であった（均一性に優れている）凸状部４１（Ｈ／Ｐ＝０．４５、ｋ_ａ＝０．８、Ｆ／Ｐ＝１０％）の場合について、図示している。ここで、均一度は、Ｘ方向における照度の最小値および最大値の比（最小値／最大値）である。

図１５（Ａ）に示す比較例１の均一性は、交点Ｐ_Ｃ｛ｙ｝において５６．０％、点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝において１０．５％であった。これに対し、図１６（Ａ）に示す実施例１の均一性は、交点Ｐ_Ｃ｛ｙ｝において９１．８％、点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝において２３．２％であった。このように、図１６（Ａ）に示す実施例１の場合の方が、交点Ｐ_ｃ｛ｙ｝及びＰ_Ｃ／２｛ｙ｝における均一性に優れていることが分かる。

（入射後の光線イメージ（２５％＜Ｆ／Ｐ≦５０％の場合））
図１７（Ａ）は、比較例２に係る導光板について、交点Ｐ_Ｃ｛ｙ｝および点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝に受光器を設定し、これらの受光器における照度分布を光線追跡ソフトにて計算した計算結果を表すものであり、横軸にＸ方向の位置、縦軸に照度［Ｗ／ｍｍ^２］を表している。図１７（Ｂ）は、照度分布を表している。図１７では、Ｈ／Ｐ＝１、ｋ_ａ＝−０．８、Ｆ／Ｐ＝４０％である凸状部４１の場合について図示している。

図１８（Ａ）は、実施例２に係る導光板について、交点Ｐ_Ｃ｛ｙ｝および点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝に受光器を設定し、これらの受光器における照度分布を光線追跡ソフトにて計算した計算結果を表すものであり、横軸にＸ方向の位置、縦軸に照度［Ｗ／ｍｍ^２］を表している。図１８（Ｂ）は、照度分布を表している。図１８では、点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝における均一度が最大であった凸状部４１（Ｈ／Ｐ＝０．６、ｋ_ａ＝０．８、Ｆ／Ｐ＝４０％）の場合について、図示している。

図１７（Ａ）に示す比較例２の均一性は、交点Ｐ_Ｃ｛ｙ｝において５１．０％、点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝において１３．６％であった。これに対し、図１８（Ａ）に示す実施例２の均一性は、交点Ｐ_Ｃ｛ｙ｝において８５．０％、点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝において２２．８％であった。このように、図１８（Ａ）に示す実施例２の場合の方が、交点Ｐ_ｃ｛ｙ｝及びＰ_Ｃ／２｛ｙ｝における均一性に優れていることが分かる。

（入射後の光線イメージ（５０％＜Ｆ／Ｐ≦７５％の場合））
図１９（Ａ）は、比較例３に係る導光板について、交点Ｐ_Ｃ｛ｙ｝および点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝に受光器を設定し、これらの受光器における照度分布を光線追跡ソフトにて計算した計算結果を表すものであり、横軸にＸ方向の位置、縦軸に照度［Ｗ／ｍｍ^２］を表している。図１９（Ｂ）は、照度分布を表している。図１９では、Ｈ／Ｐ＝０．３、ｋ_ａ＝０．８、Ｆ／Ｐ＝６０％である凸状部４１の場合について図示している。

図２０（Ａ）は、実施例３に係る導光板について、交点Ｐ_Ｃ｛ｙ｝および点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝に受光器を設定し、これらの受光器における照度分布を光線追跡ソフトにて計算した計算結果を表すものであり、横軸にＸ方向の位置、縦軸に照度［Ｗ／ｍｍ^２］を表している。図２０（Ｂ）は、照度分布を表している。図２０では、点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝における均一度が最大であった凸状部４１（Ｈ／Ｐ＝０．６５、ｋ_ａ＝０．８、Ｆ／Ｐ＝６０％）の場合について、図示している。

図１９（Ａ）に示す比較例３の均一性は、交点Ｐ_Ｃ｛ｙ｝において５６．３％、点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝において１３．２％であった。これに対し、図２０（Ａ）に示す実施例３の均一性は、交点Ｐ_Ｃ｛ｙ｝において８０．０％、点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝において２１．０％であった。このように、図２０（Ａ）に示す実施例３の場合の方が、交点Ｐ_ｃ｛ｙ｝及びＰ_Ｃ／２｛ｙ｝における均一性に優れていることが分かる。

（入射後の光線イメージ（７５％＜Ｆ／Ｐ≦１００％の場合））
図２１（Ａ）は、比較例４に係る導光板について、交点Ｐ_Ｃ｛ｙ｝および点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝に受光器を設定し、これらの受光器における照度分布を光線追跡ソフトにて計算した計算結果を表すものであり、横軸にＸ方向の位置、縦軸に照度［Ｗ／ｍｍ^２］を表している。図２１（Ｂ）は、照度分布を表している。図２１では、Ｈ／Ｐ＝０．３、ｋ_ａ＝０．８、Ｆ／Ｐ＝９０％である凸状部４１の場合について図示している。

図２２（Ａ）は、実施例４に係る導光板について、交点Ｐ_Ｃ｛ｙ｝および点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝に受光器を設定し、これらの受光器における照度分布を光線追跡ソフトにて計算した計算結果を表すものであり、横軸にＸ方向の位置、縦軸に照度［Ｗ／ｍｍ^２］を表している。図２２（Ｂ）は、照度分布を表している。図２２では、点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝における均一度が最大であった凸状部４１（Ｈ／Ｐ＝０．７、ｋ_ａ＝０．６、Ｆ／Ｐ＝９０％）の場合について、図示している。

図２１（Ａ）に示す比較例４の均一性は、交点Ｐ_Ｃ｛ｙ｝において４７．２％、点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝において１２．３％であった。これに対し、図２２（Ａ）に示す実施例４の均一性は、交点Ｐ_Ｃ｛ｙ｝において８０．７％、点Ｐ_ｃ／２｛ｙ／２｝において２１．０％であった。このように、図２２（Ａ）に示す実施例４の場合の方が、交点Ｐ_ｃ｛ｙ｝及びＰ_Ｃ／２｛ｙ｝における均一性に優れていることが分かる。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、点状光源は、光学シートの長辺方向に延在する１つの側面に沿って配列されている構成でもよく、短辺方向に延在する１つの側面に沿って配列されている構成でもよい。また、長辺方向に延在する２つ側面に、点状光源が配列されている構成でもよく、短辺方向に延在する１つの側面に沿って配列されている構成でもよい。なお、点状光源は、隣り合う凸状部４１の傾斜面４３によって形成された溝部４４に対応する位置に配置されていることが好ましい。

なお、入射面となる側面の長手方向とは、Ｘ方向に対向する側面Ｓ３_１，Ｓ３_２においてはＹ方向であり、Ｙ方向に対向する側面Ｓ３_３，Ｓ３_４においてはＸ方向である（図２参照）。

１…導光板、３…光源、１２…反射ドット、２０…面光源装置、３０…透過型画像表示部、４１…凸状部、４２…平坦面（先端面）、４３…傾斜面、４４…溝、５１…フィルム、１００…透過型画像表示装置（液晶表示装置）、１０１…額縁、Ｂ…屈曲点、Ｃ…最深点、Ｓ１…出射面、Ｓ２…背面、Ｓ３_１〜Ｓ３_４…端面。

Claims (5)

1. 光が入射する入射面である端面と、前記端面と交差する方向に形成され、前記端面から入射した光が出射する光出射面と、前記光出射面と対向する背面とを有する導光板において、
   板厚方向を第１の方向、前記端面の長手方向を第２の方向、これらの第１の方向及び第２の方向に直交する方向を第３の方向とし、
   前記端面には、前記第１の方向に延在し前記第２の方向に並べて配置された複数の凸状部が形成され、
   隣り合う前記凸状部間には前記第１の方向に延在する溝部が形成され、
   前記溝部の前記第３の方向における最深点Ｃと、前記凸状部の前記第３の方向における外側の屈曲点Ｂとの間の前記第３の方向の距離をＨとし、
   隣り合う前記凸状部の前記屈曲点Ｂ同士の前記第２の方向の間隔をＰとし、
   一つの前記凸状部の前記屈曲点Ｂ同士の前記第２の方向の距離をＦとし、
   距離Ｆは間隔Ｐ以下とされており、
   前記屈曲点Ｂをとおり前記第２の方向に平行な軸線をｘ軸とし、前記最深点Ｃをとおり前記第３の方向に平行な軸線をｙ軸としたとき、
   前記溝部の輪郭形状が、
   下記式（１）を満たすｙ（ｘ）で表されると共に、
   下記式（２）が満たされる場合には下記式（３）および下記式（４）を満たし、
   下記式（５）が満たされる場合には下記式（６）および下記式（７）を満たし、
   下記式（８）が満たされる場合には下記式（９）および下記式（１０）を満たし、
   下記式（１１）が満たされる場合には下記式（１２）、下記式（１３）および下記式（１４）を満たす、
   導光板。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
2. 前記溝部の輪郭形状が、
   前記式（２）が満たされる場合には下記式（１５）および下記式（１６）を満たし、
   前記式（５）が満たされる場合には下記式（１７）および下記式（１８）を満たし、
   前記式（８）が満たされる場合には下記式（１９）および下記式（２０）を満たし、
   前記式（１１）が満たされる場合には下記式（２１）および下記式（２２）を満たす、請求項１に記載の導光板。
   
   
   
   
   
   
   
   
3. 前記距離Ｆは前記間隔Ｐの半分以下とされており、
   前記溝部の輪郭形状が、
   前記式（２）が満たされる場合には下記式（２３）および下記式（２４）を満たし、
   前記式（５）が満たされる場合には下記式（２５）および下記式（２６）を満たす、請求項１または２に記載の導光板。
   
   
   
   
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の導光板と、
   前記導光板の前記端面に光を供給する光源と、を備える、面光源装置。
5. 請求項１〜３の何れか一項に記載の導光板と、
   前記導光板の前記端面に光を供給する光源と、
   前記導光板の前記光出射面から出射された光によって正面される透過型画像表示部と、を備える、透過型画像表示装置。