JP5380580B2

JP5380580B2 - 導光板

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Publication number: JP5380580B2
Application number: JP2012128079A
Authority: JP
Inventors: 寛史太田; 泰広関口; 健太郎百田
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2011-06-07
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2032-06-05
Also published as: KR20120135875A; PL399456A1; JP2013016472A; CN104777547A; CN104777547B; CN202720351U; TW201305627A; CN102819060A; CN102819060B; TWI556024B

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、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）。

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。

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。

特開２００５−３８７６８号公報

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。

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。

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る。この導光板は、プリズム板側に位置する第１の面と、第１の面と対向する第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する板状の本体部と、第２の面に形成されており、第１の面と反対側に凸である複数のレンズ部と、を備える。複数の上記レンズ部の各々は、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いる。上記第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る。上記第２の光束は、上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る。上記所定方向は、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°の方向である。上記出射効率は、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。

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の面に光を供給する面光源装置である。この面光源装置は、プリズム板側に位置する第１の面と、第１の面と対向する第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する板状の本体部と、第２の面に形成されており、第１の面と反対側に凸である複数のレンズ部とを有する導光板と、導光板の入射面の側方に配置されており入射面に光を供給する光源部と、を備える。複数の上記レンズ部の各々は、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いる。上記第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る。上記第２の光束は、上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る。上記所定方向は、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°の方向である。上記光出射効率は、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。

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片面に形成されているプリズム板であって、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上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、プリズム板側に位置する第１の面と、第１の面と対向する第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する板状の本体部と、第２の面に形成されており、第１の面と反対側に凸である複数のレンズ部とを有する導光板と、導光板の入射面の側方に設けられており入射面に光を供給する光源部と、プリズム板の上記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、を備える。複数の上記レンズ部の各々は、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いる。上記第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る。上記第２の光束は、上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る。上記所定方向は、プリズム部の延在方向に略直交する面内において上記第１の面の法線に対する角度が略３０°の方向である。上記出射効率は、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。

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。

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レンズ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。

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。

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に示した導光板を背面側からみた場合の平面図である。レンズ部の形状を説明するための図面であり、（ａ）は、出射面上での局所的な座標系の設定状態を示す図面であり、（ｂ）は、（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。レンズ部の外形形状の例を説明するための図面である。レンズ部の外形形状を規定する条件を示す図表である。レンズ部の外形形状を規定する好ましい条件を示す図表である。図１に示した透過型画像表示装置の一部拡大図である。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。出射角θ_ｏ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。シミュレーションモデルを示す模式図である。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。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。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。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。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。シミュレーションに使用したレンズ形状と、有効光出射割合との関係を示す図表である。シミュレーションに使用したレンズ形状と、有効光出射割合との関係を示す図表である。図１６に示したｋ_ａとアスペクト比[ｈ_ａ／ｗ_ａ]とで決まるレンズ形状の底部角度を示す図表である。図１７に示したｋ_ａとアスペクト比[ｈ_ａ／ｗ_ａ]とで決まるレンズ形状の底部角度を示す図表である。図１６に示したｋ_ａとアスペクト比[ｈ_ａ／ｗ_ａ]とで決まるレンズ形状の幅ｗ_ａに対する先端部の曲率半径ｒを示す図表である。図１７に示したｋ_ａとアスペクト比[ｈ_ａ／ｗ_ａ]とで決まるレンズ形状の幅ｗ_ａに対する先端部の曲率半径ｒを示す図表である。

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。

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。

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。

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型の液晶セルやＳＴＮ型の液晶セル等である。

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。

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の延在方向に並列配置されている。プリズム部４１は三角柱状を呈しており、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、８０°以上９０°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。

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。

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。

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５０ａ及び側面５０ｂの側方に配置された光源部６０，６０とを備える。

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、蛍光灯などの線状光源であってもよい。

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り得る。

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。

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。

図１に示すように、本体部５１は、板厚方向において互いに対向する出射面（第１の面）５１ａと背面（第２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。

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。

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。

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１．０５５％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の中心とし得る。

「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。

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。

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。

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Φ_１とし、所定方向への出射光の単位立体角あたりの光束をΦ_２とする。全光束Φ_１に対する光束Φ_２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＝Φ_２／Φ_１である。導光板５０に入射される光の量をＱ_１と、出射面５１ａから出射されるすべての光の量をＱ_２とする。光出射効率をＥとしたとき、Ｅ＝Ｑ_２／Ｑ_１である。

このとき、レンズ部５２の外形形状は、
１．０５５（％）＜Ｒ×Ｅ×１００（＝Ｒ_Ｅ）
を満たす形状である。以下の説明では、Ｒ_Ｅを有効光出射割合とも称す。

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。

レンズ部５２において、背面５１ｂと反対側に位置するレンズ部５２の頂部をレンズ部５２の先端部５２ａと称し、レンズ部５２の背面５１ｂ側をレンズ部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。

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。図４において、レンズ部５２の幅（直径）をｗ_ａ（μｍ）、レンズ部５２の最大高さをｈ_ａ（μｍ）とする。

有効光出射割合Ｒ_Ｅ（％）が上記範囲を満たすレンズ部５２の外形形状は、(I)幅ｗ_ａに対する最大高さｈ_ａの比であるアスペクト比をｈ_ａ／ｗ_ａとし、(II)レンズ部５２の先端部５２ａの曲率半径をｒ（μｍ）とした場合、幅ｗ_ａに対する曲率半径ｒの比をｒ／ｗ_ａとし、及び、(III)レンズ部５２の底部５２ｂの背面５１ｂに対する角度（以下、底部角度と称す）をγ（°）とした場合に、ｈ_ａ／ｗ_ａ、ｒ／ｗ_ａ及びγが、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。好ましくは、レンズ部５２の外形形状は、ｈ_ａ／ｗ_ａ、ｒ／ｗ_ａ及びγが、図６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である。

以下、図５及び図６の図表に示したアスペクト比[ｈ_ａ／ｗ_ａ]に基づいた場合分けに応じてレンズ部５２が満たす形状の条件を具体的に例示する。

（１）０．１７≦ｈ_ａ／ｗ_ａ＜０．１９の場合
レンズ部５２の形状は、ｒ／ｗ_ａ及びγが以下の条件の何れかを満たす形状である。
（１ａ）０．６６≦ｒ／ｗ_ａ≦０．９４且つ３４．４８≦γ≦４８．００
（１ｂ）１．２２≦ｒ／ｗ_ａ≦１．２８且つ７０．９３≦γ≦７８．２８
好ましくは、レンズ部５２の形状は、ｒ／ｗ_ａ及びγが以下の条件を満たす形状である。
０．６６≦ｒ／ｗ_ａ≦０．８０且つ３４．４８≦γ≦４０．３２

（２）０．１５≦ｈ_ａ／ｗ_ａ＜０．１７の場合
レンズ部５２の形状は、ｒ／ｗ_ａ及びγが以下の条件を満たす形状である。
０．７４≦ｒ／ｗ_ａ≦１．２１且つ３１．４１≦γ≦５５．００
好ましくは、レンズ部５２の形状は、ｒ／ｗ_ａ及びγが以下の条件を満たす形状である。
０．８２≦ｒ／ｗ_ａ≦１．０５且つ３４．０２≦γ≦４４．６４

（３）０．１３≦ｈ_ａ／ｗ_ａ＜０．１５の場合
レンズ部５２の形状は、ｒ／ｗ_ａ及びγが以下の条件を満たす形状である。
０．９４≦ｒ／ｗ_ａ≦１．４７且つ３０．５７≦γ≦５８．１４
好ましくは、レンズ部５２の形状は、ｒ／ｗ_ａ及びγが以下の条件を満たす形状である。
１．０３≦ｒ／ｗ_ａ≦１．２９且つ３３．４４≦γ≦４５．６３

（４）０．１１≦ｈ_ａ／ｗ_ａ＜０．１３の場合
レンズ部５２の形状は、ｒ／ｗ_ａ及びγが以下の条件を満たす形状である。
１．３０≦ｒ／ｗ_ａ≦１．７２且つ３２．７０≦γ≦５４．０９
好ましくは、レンズ部５２の形状は、ｒ／ｗ_ａ及びγが以下の条件を満たす形状である。
１．４１≦ｒ／ｗ_ａ≦１．５１且つ３６．５５≦γ≦４１．２５

（５）０．０９≦ｈ_ａ／ｗ_ａ＜０．１１の場合
レンズ部５２は、ｒ／ｗ_ａ及びγが次の条件を満たしていればよい。
１．８１≦ｒ／ｗ_ａ≦２．０６且つ３６．１７≦γ≦４９．０７

先端部５２ａの曲率半径ｗ_ａ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。また、底部角度γとは、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。

また、幅ｗ_ａ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。

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ｗ_ａはレンズ部５２の最大幅に対応する。また、ｈ_ａ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［ｈ_ａ／ｗ_ａ］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。

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。

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。

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。

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。

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。

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明材料とは屈折率が異なる粉末が用いられ、これを透明材料中に分散させて用いられる。かかる光拡散剤としては、例えばスチレン樹脂粒子、メタクリル樹脂粒子などの有機粒子、炭酸カリウム粒子、シリカ粒子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。

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。

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、押出成型又は射出成型などにより製造することができる。

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。

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を押出成型又は射出成型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。

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。

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、押出成型や射出成型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。

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７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７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。

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、反射光は出射面５１ａから出射する。

有効光出射割合Ｒ_Ｅ（％）が１．０５５％より大きくなる形状をレンズ部５２が有することから、出射面５１ａから約３０°の出射角θ_０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。

この点について、レンズ部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８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８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にレンズ部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。

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９に示すように、出射角θ_ｏは約６０°付近になる傾向がある。図９は、導光板８０からの光の出射角θ_ｏ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９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θ_ｏ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θ_ｏで出射された出射光は、約６０°の入射角θ_ｉでプリズム板４０に入射する。

しかしながら、入射角θ_ｉ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８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に入射する光が低減する傾向にある。

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θ_ｏ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θ_ｉで入射する光がより多い。プリズム板４０への入射角θ_ｉが３０°近傍の場合、プリズム部４１から出射される光は、図７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、結果として、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。

次に、レンズ部５２が図５に示す条件を満たす場合に、出射角θ_ｏ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。

図１０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５０_Ｍ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５０_Ｍの側面５０_Ｍａ，５０_Ｍｂの側方にそれぞれ点状光源６１_Ｍ，６１_Ｍを配置すると共に、導光板５０_Ｍの下方に反射部７０_Ｍ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６１_Ｍ，６１_Ｍは、側面５０_Ｍａ及び側面５０_Ｍｂの側方に配置した。また、点状光源６１_Ｍ，６１_Ｍは、導光板５０_Ｍの短辺方向において、短辺方向の中央部に位置している。

シミュレーション条件は、次のとおりである。
・導光板５０_Ｍの構成材料：本体部５１_Ｍ及びレンズ部５２_ＭはいずれもＰＭＭＡ（屈折率：１．４９）を仮定
・導光板５０_Ｍの平面視形状（板厚方向からみた形状）：長方形
・導光板５０_Ｍの長辺の長さＷ１：５００ｍｍ
・導光板５０_Ｍの短辺の長さＷ２：２０ｍｍ
・本体部５１_Ｍの厚さｔ：４ｍｍ
・導光板５０_Ｍのレンズ部５２_Ｍの先端部５２_Ｍａと反射部７０_Ｍとの間の距離：０．１ｍｍ
・反射部７０_Ｍ：ミラー（反射率１００％）を仮定
・点状光源６１_Ｍの特性：点光源とし、等方出射を仮定
・点状光源６１_Ｍから出射される光の波長：５５０ｎｍを仮定
・点状光源６１_Ｍと導光板５０_Ｍとの距離：０．１ｍｍ
なお、本体部５１_Ｍの側面５１_Ｍｅ及び側面５１_Ｍｆでは周期的境界条件を仮定した。すなわち、側面５１_Ｍｅ及び５１_Ｍｆでは光はすべて反射し導光板５０内に戻るとした。

シミュレーションでは、図４に示したようにレンズ部５２_Ｍの中心軸線Ｃを含むレンズ部５２_Ｍの断面構成において、レンズ部５２_Ｍの輪郭線を円錐曲線で表した。具体的には、図１１に示すように、ｕｖ座標系を設定し、レンズ部５２_Ｍ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４におけるレンズ部５２_Ｍ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。

式（１）において、ｋ_ａ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、レンズ部５２_Ｍの先端部５２_Ｍａのとがり方を表している。例えばｋ_ａが０のとき、レンズ部５２_Ｍの外形は放物線形状となり、ｋ_ａが１のとき、レンズ部５２_Ｍの外形はプリズム形状となり、ｋ_ａが−１のとき、レンズ部５２_Ｍの外形は楕円を半分に切った形状となる。

シミュレーションモデルでは、本体部５１_Ｍの背面５１_Ｍｂに複数のレンズ部５２_Ｍ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５１_Ｍｂ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５２_Ｍを配置した。正方格子の構成単位に対するレンズ部５２_Ｍの占有率（構成単位に対するレンズ部５２_Ｍ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。

シミュレーションでは、まず、式（１）で規定される外形を有するレンズ部５２_Ｍを設計した。設計したレンズ部５２_Ｍを有する導光板５０_Ｍに対して、点状光源６１_Ｍから光が入射した場合を想定し、導光板５０_Ｍの出射面５１_Ｍａの中央部に光の出射位置としての点ｐを仮定した。

そして、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。

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。

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。

導光板５０_Ｍに入射する光の量に対する出射面５１_Ｍａ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。

ｋ_ａ及びｈ_ａ／ｗ_ａを変更することによって、設定される複数のレンズ部５２_Ｍ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Ｒ_Ｅを得た。

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Ｒ_Ｅ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１０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１０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（TOPCON社製「色彩輝度計BM-5AS」)を用いて行った。具体的には、図３（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。

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Φ_１を全光束Φ_２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。

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Ｒ_Ｅを算出した。その結果、得られた有効光出射割合Ｒ_Ｅの値は１．０５５％であった。

シミュレーション結果は、図１２〜図２１に示した図表のとおりである。図１２及び図１３は、式（１）におけるｋ_ａとアスペクト比［ｈ_ａ／ｗ_ａ］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１２はｋ_ａが０．１以上且つ０．９以下の範囲を示している。図１３は、ｋ_ａ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。図１４及び図１５は、式（１）におけるｋ_ａとアスペクト比［ｈ_ａ／ｗ_ａ］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１４はｋ_ａが０．１以上且つ０．９以下の範囲を示している。図１５は、ｋ_ａ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では、図１２及び図１３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。

図１６及び図１７は、式（１）におけるｋ_ａとアスペクト比［ｈ_ａ／ｗ_ａ］とで規定されるレンズ形状と、有効光出射割合Ｒ_Ｅとの関係を示す図表である。図１６はｋ_ａが０以上且つ０．９以下の範囲を示している。図１７は、ｋ_ａが−０．９以上且つ０以下の範囲を示している。図１６に示す図表中の各セルの値は、図１２及び図１４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１７に示す図表中の各セルの値は、図１３及び図１５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は、図１６及び図１７に示したｋ_ａとアスペクト比［ｈ_ａ／ｗ_ａ］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２０及び図２１は、図１６及び図１７に示したｋ_ａとアスペクト比［ｈ_ａ／ｗ_ａ］とで決まるレンズ形状の幅ｗ_ａに対する先端部５２_Ｍａの曲率半径ｒ［ｒ／ｗ_ａ］を示す図表である。

図１６及び図１７に示した図表では、白色ドット８１に対して算出された有効光出射割合Ｒ_Ｅの値（１．０５５％）より大きい有効光出射割合Ｒ_Ｅに下線が付されている。有効光出射割合Ｒ_Ｅ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Ｒ_Ｅが大きい方が、プリズム板４０_Ｍと組み合わせた際に、輝度向上が図れる。よって、図１６及び図１７に示した図表において、下線を付した箇所（セル）に対応する形状を有するレンズ部を備える導光板５０_Ｍでは、比較実験の導光板８０の場合より、プリズム板４０_Ｍと組み合わせた際に、輝度向上が図れることになる。

図１６〜図２１において、太枠で囲まれた領域内のセルは、ｈ_ａ／ｗ_ａ及びｋ_ａが次の条件（１）及び条件（２）を満たす。
条件１：ｈ_ａ／ｗ_ａ＜０．１９
条件２：ｋ_ａ≦０

図１８〜図２１（具体的には、図１９及び図２１）では、太枠で囲まれた領域内のセルであって、図１６及び図１７において下線を付された数値を含むセルに対応するセル内の数値に下線を付している。

図１７、図１９及び図２１の太枠で囲まれた領域内のセルであって数値に下線が付されている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５２_Ｍのアスペクト比[ｈ_ａ／ｗ_ａ]、幅ｗ_ａに対する曲率半径[ｒ／ｗ_ａ]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［ｈ_ａ／ｗ_ａ］、幅ｗ_ａに対する曲率半径［ｒ／ｗ_ａ］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。

ｈ_ａ／ｗ_ａが小さい程、レンズ部は扁平である一方、ｋ_ａが大きくなるほどレンズ部５２の頂部が丸い。ｈ_ａ／ｗ_ａ及びｋ_ａが条件（１）及び条件（２）を満たす場合、レンズ部５２は、頂部（先端部５２ａ）が丸く且つ扁平な形状を有する傾向にあることから、印刷によってレンズ部５２をより形成しやすい。従って、図５に示したアスペクト比［ｈ_ａ／ｗ_ａ］、幅ｗ_ａに対する曲率半径［ｒ／ｗ_ａ］及び底部角度γの組み合わせで規定されるレンズ部５２は、印刷によって形成しやすい形状を有する。インクジェット印刷方式によってレンズ部５２を形成する際、レンズ部５２が扁平形状である方が、背面５１ｂに施す撥液処理がより弱い撥液処理でよい（又は撥液処理が不要である）と共に、本体部５１へのレンズ部５２の密着性の向上が図れる。よって、図５に示した各レンズ部５２は、インクジェット印刷方式を採用する場合に、更に好ましい形状である。

これまでは、比較実験において出射効率を８０％と仮定して説明したが、光出射効率Ｅを１００％と仮定した場合、比較実験における有効光出射割合Ｒ_Ｅは、１．５０７５％である。

図１７の太枠内のセルのうち、有効光出射割合Ｒ_Ｅが１．５０７５％より大きい値には、ハッチングが付されている。図１９及び図２１においても、図１６においてハッチング月セルに対応するセルにはハッチングが付されている。図１７、図１９及び図２１において、ハッチング付きセルのレンズ部５２_Ｍの形状を規定するアスペクト比［ｈ_ａ／ｗ_ａ］、幅ｗ_ａに対する曲率半径［ｒ／ｗ_ａ］及び底部角度γは、図６に示した図表の範囲内である。

従って、図６に示した図表内のアスペクト比［ｈ_ａ／ｗ_ａ］、幅ｗ_ａに対する曲率半径［ｒ／ｗ_ａ］及び底部角度γで規定されるレンズ部５２を備える導光板５０は、比較実験において光出射効率Ｅを１００％と仮定した場合よりも、光が約３０°方向に出射される割合が高い。そのため、図６に示した図表内のアスペクト比［ｈ_ａ／ｗ_ａ］、幅ｗ_ａに対する曲率半径［ｒ／ｗ_ａ］及び底部角度γで規定されるレンズ部５２を備える導光板５０をプリズム部４０と組み合わせることによって、更に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。

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。

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Ｒ_Ｅが１．０５５％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。

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ｈ_ａ／ｗ_ａ、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Ｒ_Ｅが１．０５５％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。

更に、光源部６０の数は、２つに限定されない。例えば、光源部６０は、３つ以上とすることもできる。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は一つとすることもできる。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。

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１０との間に他の光学部材を配置することもできる。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１０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、光拡散シート又はマイクロレンズシートである。

１０…透過型画像表示装置、２０…透過型画像表示部、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、５１…本体部、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…レンズ部、５２ａ…先端部、５２ｂ…底部、６０…光源部。

Claims

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の面と対向する第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する板状の本体部と、
前記第２の面に形成されており、前記第１の面と反対側に凸である複数のレンズ部と、
を備え、
複数の前記レンズ部の各々は、
外形形状がドーム状であり、
前記レンズ部の中心軸を含む断面の輪郭形状が、前記中心軸に直交すると共に前記中心軸を含む前記レンズ部の断面の両端を通る軸をｕ軸、前記中心軸をｖ軸、前記断面のｕ軸方向の長さをｗ _ａ、前記断面のｖ軸方向の長さをｈ _ａ、前記断面の先端部のとがり方をｋ _ａとしたときに、式（１）を満たすｖ（ｕ）で表されると共に、前記ｋ _ａが−０．９≦ｋ _ａ ≦０．９であり、

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。
前記レンズ部の外形形状における幅をＷ _ａ、
前記レンズ部の外形形状における最大高さをｈ _ａ、
前記レンズ部の外形形状におけるアスペクト比をｈ _ａ／ｗ _ａ、
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ｗ _ａに対する前記曲率半径ｒの比をｒ／ｗ _ａ、
前記レンズ部の底部における接平面と前記第２の面とのなす角度をγとしたとき、
前記ｈ _ａ／ｗ _ａ、前記ｒ／ｗ _ａ及び前記γが、以下の組合せ（１）〜（５）の何れかによって規定される形状である、請求項１に記載の導光板。
（１）０．１７≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１９の場合、
（１ａ）０．６６≦ｒ／ｗ _ａ ≦０．９４且つ３４．４８≦γ≦４８．００
又は、
（１ｂ）１．２２≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．２８且つ７０．９３≦γ≦７８．２８
（２）０．１５≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１７の場合、
０．７４≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．２１且つ３１．４１≦γ≦５５．００
（３）０．１３≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１５の場合、
０．９４≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．４７且つ３０．５７≦γ≦５８．１４
（４）０．１１≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１３の場合、
１．３０≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．７２且つ３２．７０≦γ≦５４．０９
（５）０．０９≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１１の場合、
１．８１≦ｒ／ｗ _ａ ≦２．０６且つ３６．１７≦γ≦４９．０７
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の面と対向する第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する板状の本体部と、
前記第２の面に形成されており、前記第１の面と反対側に凸である複数のレンズ部と、
を備え、
複数の前記レンズ部の各々は、
前記レンズ部の外形形状における幅をＷ _ａ、
前記レンズ部の外形形状における最大高さをｈ _ａ、
前記レンズ部の外形形状におけるアスペクト比をｈ _ａ／ｗ _ａ、
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ｗ _ａに対する前記曲率半径ｒの比をｒ／ｗ _ａ、
前記レンズ部の底部における接平面と前記第２の面とのなす角度をγとしたとき、
前記ｈ _ａ／ｗ _ａ、前記ｒ／ｗ _ａ及び前記γが、以下の組合せ（１）〜（５）の何れかによって規定される形状であり、
前記レンズ部の接平面と前記第２の面とのなす角度γが前記レンズ部の底部側から先端部側にかけて単調に減少する形状である導光板。
（１）０．１７≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１９の場合、
（１ａ）０．６６≦ｒ／ｗ _ａ ≦０．９４且つ３４．４８≦γ≦４８．００
又は、
（１ｂ）１．２２≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．２８且つ７０．９３≦γ≦７８．２８
（２）０．１５≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１７の場合、
０．７４≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．２１且つ３１．４１≦γ≦５５．００
（３）０．１３≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１５の場合、
０．９４≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．４７且つ３０．５７≦γ≦５８．１４
（４）０．１１≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１３の場合、
１．３０≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．７２且つ３２．７０≦γ≦５４．０９
（５）０．０９≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１１の場合、
１．８１≦ｒ／ｗ _ａ ≦２．０６且つ３６．１７≦γ≦４９．０７
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の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の面と対向する第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する板状の本体部と、前記第２の面に形成されており、前記第１の面と反対側に凸である複数のレンズ部とを有する導光板と、
前記導光板の前記入射面の側方に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、
複数の前記レンズ部の各々は、
外形形状がドーム状であり、
前記レンズ部の中心軸を含む断面の輪郭形状が、前記中心軸に直交すると共に前記中心軸を含む前記レンズ部の断面の両端を通る軸をｕ軸、前記中心軸をｖ軸、前記断面のｕ軸方向の長さをｗ _ａ、前記断面のｖ軸方向の長さをｈ _ａ、前記断面の先端部のとがり方をｋ _ａとしたときに、式（２）を満たすｖ（ｕ）で表されると共に、前記ｋ _ａが−０．９≦ｋ _ａ ≦０．９であり、

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。
前記レンズ部の外形形状における幅をＷ _ａ、
前記レンズ部の外形形状における最大高さをｈ _ａ、
前記レンズ部の外形形状におけるアスペクト比をｈ _ａ／ｗ _ａ、
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ｗ _ａに対する前記曲率半径ｒの比をｒ／ｗ _ａ、
前記レンズ部の底部における接平面と前記第２の面とのなす角度をγとしたとき、
前記ｈ _ａ／ｗ _ａ、前記ｒ／ｗ _ａ及び前記γが、以下の組合せ（１）〜（５）の何れかによって規定される形状である、請求項４に記載の面光源装置。
（１）０．１７≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１９の場合、
（１ａ）０．６６≦ｒ／ｗ _ａ ≦０．９４且つ３４．４８≦γ≦４８．００
又は、
（１ｂ）１．２２≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．２８且つ７０．９３≦γ≦７８．２８
（２）０．１５≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１７の場合、
０．７４≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．２１且つ３１．４１≦γ≦５５．００
（３）０．１３≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１５の場合、
０．９４≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．４７且つ３０．５７≦γ≦５８．１４
（４）０．１１≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１３の場合、
１．３０≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．７２且つ３２．７０≦γ≦５４．０９
（５）０．０９≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１１の場合、
１．８１≦ｒ／ｗ _ａ ≦２．０６且つ３６．１７≦γ≦４９．０７
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の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の面と対向する第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する板状の本体部と、前記第２の面に形成されており、前記第１の面と反対側に凸である複数のレンズ部とを有する導光板と、
前記導光板の前記入射面の側方に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、
複数の前記レンズ部の各々は、
前記レンズ部の外形形状における幅をＷ _ａ、
前記レンズ部の外形形状における最大高さをｈ _ａ、
前記レンズ部の外形形状におけるアスペクト比をｈ _ａ／ｗ _ａ、
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ｗ _ａに対する前記曲率半径ｒの比をｒ／ｗ _ａ、
前記レンズ部の底部における接平面と前記第２の面とのなす角度をγとしたとき、
前記ｈ _ａ／ｗ _ａ、前記ｒ／ｗ _ａ及び前記γが、以下の組合せ（１）〜（５）の何れかによって規定される形状であり、
前記レンズ部の接平面と前記第２の面とのなす角度γが前記レンズ部の底部側から先端部側にかけて単調に減少する形状である面光源装置。
（１）０．１７≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１９の場合、
（１ａ）０．６６≦ｒ／ｗ _ａ ≦０．９４且つ３４．４８≦γ≦４８．００
又は、
（１ｂ）１．２２≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．２８且つ７０．９３≦γ≦７８．２８
（２）０．１５≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１７の場合、
０．７４≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．２１且つ３１．４１≦γ≦５５．００
（３）０．１３≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１５の場合、
０．９４≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．４７且つ３０．５７≦γ≦５８．１４
（４）０．１１≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１３の場合、
１．３０≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．７２且つ３２．７０≦γ≦５４．０９
（５）０．０９≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１１の場合、
１．８１≦ｒ／ｗ _ａ ≦２．０６且つ３６．１７≦γ≦４９．０７
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って、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の面と対向する第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する板状の本体部と、前記第２の面に形成されており、前記第１の面と反対側に凸である複数のレンズ部とを有する導光板と、
前記導光板の前記入射面の側方に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、
複数の前記レンズ部の各々は、
外形形状がドーム状であり、
前記レンズ部の中心軸を含む断面の輪郭形状が、前記中心軸に直交すると共に前記中心軸を含む前記レンズ部の断面の両端を通る軸をｕ軸、前記中心軸をｖ軸、前記断面のｕ軸方向の長さをｗ _ａ、前記断面のｖ軸方向の長さをｈ _ａ、前記断面の先端部のとがり方をｋ _ａとしたときに、式（３）を満たすｖ（ｕ）で表されると共に、前記ｋ _ａが−０．９≦ｋ _ａ ≦０．９であり、

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。
前記レンズ部の外形形状における幅をＷ _ａ、
前記レンズ部の外形形状における最大高さをｈ _ａ、
前記レンズ部の外形形状におけるアスペクト比をｈ _ａ／ｗ _ａ、
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ｗ _ａに対する前記曲率半径ｒの比をｒ／ｗ _ａ、
前記レンズ部の底部における接平面と前記第２の面とのなす角度をγとしたとき、
前記ｈ _ａ／ｗ _ａ、前記ｒ／ｗ _ａ及び前記γが、以下の組合せ（１）〜（５）の何れかによって規定される形状である、請求項７に記載の透過型画像表示装置。
（１）０．１７≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１９の場合、
（１ａ）０．６６≦ｒ／ｗ _ａ ≦０．９４且つ３４．４８≦γ≦４８．００
又は、
（１ｂ）１．２２≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．２８且つ７０．９３≦γ≦７８．２８
（２）０．１５≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１７の場合、
０．７４≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．２１且つ３１．４１≦γ≦５５．００
（３）０．１３≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１５の場合、
０．９４≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．４７且つ３０．５７≦γ≦５８．１４
（４）０．１１≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１３の場合、
１．３０≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．７２且つ３２．７０≦γ≦５４．０９
（５）０．０９≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１１の場合、
１．８１≦ｒ／ｗ _ａ ≦２．０６且つ３６．１７≦γ≦４９．０７
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って、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の面と対向する第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する板状の本体部と、前記第２の面に形成されており、前記第１の面と反対側に凸である複数のレンズ部とを有する導光板と、
前記導光板の前記入射面の側方に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、
複数の前記レンズ部の各々は、
前記レンズ部の外形形状における幅をＷ _ａ、
前記レンズ部の外形形状における最大高さをｈ _ａ、
前記レンズ部の外形形状におけるアスペクト比をｈ _ａ／ｗ _ａ、
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ｗ _ａに対する前記曲率半径ｒの比をｒ／ｗ _ａ、
前記レンズ部の底部における接平面と前記第２の面とのなす角度をγとしたとき、
前記ｈ _ａ／ｗ _ａ、前記ｒ／ｗ _ａ及び前記γが、以下の組合せ（１）〜（５）の何れかによって規定される形状であり、
前記レンズ部の接平面と前記第２の面とのなす角度γが前記レンズ部の底部側から先端部側にかけて単調に減少する形状である透過型画像表示装置。
（１）０．１７≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１９の場合、
（１ａ）０．６６≦ｒ／ｗ _ａ ≦０．９４且つ３４．４８≦γ≦４８．００
又は、
（１ｂ）１．２２≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．２８且つ７０．９３≦γ≦７８．２８
（２）０．１５≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１７の場合、
０．７４≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．２１且つ３１．４１≦γ≦５５．００
（３）０．１３≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１５の場合、
０．９４≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．４７且つ３０．５７≦γ≦５８．１４
（４）０．１１≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１３の場合、
１．３０≦ｒ／ｗ _ａ ≦１．７２且つ３２．７０≦γ≦５４．０９
（５）０．０９≦ｈ _ａ／ｗ _ａ＜０．１１の場合、
１．８１≦ｒ／ｗ _ａ ≦２．０６且つ３６．１７≦γ≦４９．０７