JP6042650B2 - 導光板 - Google Patents

Description

本発明は導光板、この導光板を備えた面光源装置及び透過型画像表示装置、並びに光学シートに関する。

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。

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反射部が設けられており、光源と対向する導光板の側面から導光板内に入射された光は、導光板内を全反射しながら伝搬し、この反射部で反射されて、導光板の透過型画像表示部側の出射面から出射される。このような導光板では、屈折率が１．４９のポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ樹脂）によって形成されることがある。

特開２０１１−９６５３１号公報

しかしながら、このようなＰＭＭＡ樹脂によって形成される導光板では、反りが発生するという問題があり、ある程度の厚みを維持する必要がある。このため、薄型化、コスト削減の要請に応えることが難しい場合がある。そこで、反りを低減することが可能な材料を用いて薄型化を図ることが考えられるが、そのような材料は、屈折率がＰＭＭＡ樹脂よりも大きく、これにより臨界角が大きくなる場合が多く、その結果、光出射効率が悪くなるという問題が発生する。

そこで、本発明の主な目的は、光出射効率を維持しつつ、反りの発生を低減することができる導光板、この導光板を備えた面光源装置及び透過型画像表示装置、並びに光学シートを提供することにある。

本発明に係る導光板は、透光性材料からなる導光板であって、光が入射される入射面と、入射面と交差する面であり、光を反射させる反射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、を備え、透光性材料の屈折率が１．５１５以上であり、反射面と出射面との距離である厚さが２ｍｍ以下である。

上記構成の導光板では、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し反射部に入射すると、反射部により全反射条件と異なる条件で反射する。よって、反射部で反射した光は出射面から出射される。導光板は、屈折率が１．５１５以上の透光性材料によって形成されているので、反りの発生を低減することができる。また、反射面と出射面との距離である厚さが２ｍｍ以下であるので、ＰＭＭＡ樹脂で形成された導光板の出射効率を維持することができる。

本発明に係る導光板では、入射面と直交する方向における反射面の長さを板長さ、反射面と出射面との距離を板厚さとしたとき、板長さに対する板厚さの比である相対板厚が０．００５６以下とすることができる。

上記構成の導光板では、相対板厚に基づいて板厚さが設定されるので、導光板のサイズごとに、より最適な板厚さとすることができる。この結果、コストの低減を図ることができる。

本発明に係る導光板では、透光性材料の吸水率を、０．１５以下とすることができる。上記構成の導光板では、反りの発生を低減することができる。

本発明に係る導光板では、透光性材料を、メチルメタクリレート・スチレン共重合樹脂、ポリスチレン樹脂、及びポリカーボネート樹脂の何れかとすることができる。

上記構成の導光板では、反りの発生を低減することができると共に、製造にかかるコストを低減することができる。

本発明に係る導光板では、反射部が、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５０°以上となるような外形を有していてもよい。

また、本発明に係る導光板では、反射部を、反射面から突出する凸部とし、ドット状に複数配置してもよい。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、反射部を、反射面から突出する凸条部であって、入射面の長手方向に略平行な方向に延在するものとし、延在する方向に略直交する方向に並列配置してもよい。

本発明に係る面光源装置は、上記の導光板と、導光板における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、を備えている。

本発明に係る透過型画像表示装置は、上記の導光板と、導光板における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、導光板の出射面側に配置されており、導光板から出射される光により照明され画像を表示する透過型画像表示部と、を備えている。

上記構成の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に設けられた反射部に入射すると、反射部により全反射条件と異なる条件で反射する。よって、反射部で反射した光は出射面から出射される。導光板は、屈折率が１．５１５以上の透光性材料によって形成されているので、反りの発生を低減することができる。また、反射面と出射面との距離である厚さが２ｍｍ以下であるので、ＰＭＭＡ樹脂で形成された導光板の出射効率を維持することができる。また、本構成の導光板は、出射面から出射される光のピーク角度が５０°以上となる外形の反射部を有する場合であっても、上記厚さが２ｍｍ以下であるので、適切な出射効率を維持することができる。そして、本発明に係る透過型画像表示装置では、この構成の導光板上に透過型画像表示部が設けられているので、適切な輝度の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を適切な輝度とすることができる。

本発明に係る光学シートは、透光性材料からなり、導光板に用いられる光学シートであって、光が入射される入射面と、入射面と交差する面であり、光を反射させる反射部を設けるための反射面と、反射面と反対側の面であり、光を出射する出射面と、を備え、透光性材料の屈折率が１．５１５以上であり、反射面と出射面との距離である厚さが２ｍｍ以下である。

上記構成の光学シートでは、光学シートの一方の面（反射面）に反射部が設けられることにより導光板として機能する。このとき光学シートの入射面から入射した光は、光学シート内を全反射しながら伝搬する。その光が反射部に入射すると、反射部により全反射条件と異なる条件で反射する。よって、反射部で反射した光は出射面から出射される。光学シートは、屈折率が１．５１５以上の透光性材料によって形成されているので、反りの発生を低減することができる。また、反射面と出射面との距離である厚さが２ｍｍ以下であるので、ＰＭＭＡ樹脂で形成された光学シートと同等の出射効率を維持することができる。

本発明によれば、光出射効率を維持しつつ、反りの低減を図ることができる。

本発明に係る導光板の第１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。 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。 導光板が有する凸条部の断面形状の例を示す図面である。 本発明に係る導光板の第２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４に示す導光板において凸部が形成された背面を示す平面図である。 凸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。 導光板が有する凸部の外形形状の例を説明するための図面である。 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点状光源の指向特性を示す図面である。 シミュレーションに用いた導光板の特性の詳細と、各導光板の光出射効率を示した図表である。 シミュレーションに用いた導光板の背面に形成された凸部の被覆率分布を示す図面である。 シミュレーションにおいて算出された光量を示すグラフである。 シミュレーションに用いた導光板に形成される凸部の外形形状を示す図面である。 内部透過率を説明するための説明図である。

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。

（第１実施形態）
図１は、本発明に係る導光板の第１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。

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との間に配置されたプリズム板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、透過型画像表示部２０及びプリズム板４０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。

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。

面光源装置３０は、透過型画像表示部２０に光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において互いに対向する側面（入射面）５１ｃ，５１ｄのそれぞれに対向して配置された光源部６０，６０とを備える。

光源部６０，６０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。

プリズム板４０は、導光板５０から出射された光を正面方向に集光するために用いられる。プリズム板４０は、複数のプリズム部４１が透過型画像表示部２０側とは反対側の面である表面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。また、プリズム板４０は、後段にて詳述する導光板５０からの出射角が５０°以上など、比較的大きな出射角で出射される光を正面方向に集光させるのに都合がよい。

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（メチルメタクリレート・スチレン共重合樹脂）（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。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。

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板７０を備えていてもよい。反射板７０は、導光板５０から反射板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。反射板７０は、図１に示すようにシート状であってもよい。また、反射板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、鏡面加工が施された底面であってもよい。

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。

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、１．５１５以上１．６２以下であり、好ましくは、１．５６５以上１．６０以下である。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、吸水率：０．１５）、ＭＳ樹脂（メタクリル酸メチル−スチレン共重合樹脂）（屈折率：１．５６〜１．５９）、ポリスチレン樹脂（屈折率：１．５９）などであり、例えば、ポリスチレン樹脂（ＰＳ樹脂）（屈折率：１．５９、吸水率：０．０３〜０．０４）とすることができる。

図１に示すように、導光板５０は、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１に示すように、側面５１ｃ及び側面５１ｄは、Ｘ軸方向において互いに対向している。側面５１ｃ，５１ｄは、光源部６０，６０とそれぞれ対向する。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。

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に直交している状態を示している。第１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。

このような導光板５０において、入射面となる側面５１ｃと直交する方向における反射面５１ｂの長さを板長さＬ_Ｉ、当該反射面５１ｂと出射面５１ａとの距離を板厚さｔ_Ｉとしたとき、板長さＬ_Ｉに対する板厚さｔ_Ｉの比である相対板厚（ｔ_Ｉ／Ｌ_Ｉ）を定義する。板厚さｔ_Ｉは、２．０ｍｍ以下である。導光板５０の相対板厚（ｔ_Ｉ／Ｌ_Ｉ）は０．００５６以下である。導光板５０の相対板厚（ｔ_Ｉ／Ｌ_Ｉ）は、０．００４以下とすることが好ましく、０．００２とすることが更に好ましい。これらの相対板厚（ｔ_Ｉ／Ｌ_Ｉ）に基づけば、例えば、板長さＬ_Ｉが９３０ｍｍの導光板５０について板厚さｔ_Ｉを２．０ｍｍとすることができ、この場合の相対板厚（ｔ_Ｉ／Ｌ_Ｉ）は０．００２２となる。

また、上記相対板厚（ｔ_Ｉ／Ｌ_Ｉ）の上限値に対して下限値は、１５０インチ用の導光板５０における板長さＬ_Ｉが３４３０ｍｍ程度、板厚さｔ_Ｉが２ｍｍ程度であることを考慮して、０．０００５程度とすることができる。

複数の凸条部５２は、図１に示すように、Ｙ軸方向（入射面の長手方向）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の両方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。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となっている。

複数の凸条部５２は、光源部６０から離れるにしたがって隣接する凸条部５２同士の距離が密に配置されている。第１実施形態の導光板５０においては、図１に示すようにＸ軸方向に沿って配置密度が異なっており、Ｘ軸方向中心ほど密に配置されている。言い換えれば、互いに隣接する凸条部５２の底部５２ｂ（図３参照）同士の距離Ｓ_Ｉが、図１に示すようにＸ軸方向中心部に近いほど短くなっている。すなわち、導光板５０から出射される光が均一となるように最適に凸条部５２が配置されている。

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_５０（図２（ａ）参照）から出射される光のピーク角度θ_Ｐ５０が５０°以上、好ましくは６０°以上となるような外形形状を有する。点Ｐ_５０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θ_Ｐ５０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θをいう。

図２を参照してより具体的に説明する。図２（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（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。

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_５０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。この設定において、ピーク角度θ_Ｐ５０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θ_Ｐ５０は、θ＝θ_Ｐ５０、且つφ＝０°で規定される方向である。

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。

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。第１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ＰＬ_Ｉ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。

図３を参照して、凸条部５２の外形形状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５１ｇを定義する。すなわち、基準面５１ｇ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。第１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５１ｇとは互いに平行となっている。なお、第１実施形態における導光板５０は、図３において基準面５１ｇより下側の部分である板状の本体部５１と、本体部５１の背面５１ｂ側に設けられる凸条部５２とは、同一の透光性樹脂によって一体成形されている。

ピーク角度θ_Ｐ５０（°）が５０°以上となるような凸条部５２の外形形状は、例えば、アスペクト比〔ｈ_Ｉａ／ｗ_Ｉａ〕、幅に対する曲率半径〔ｒ_Ｉ／ｗ_Ｉａ〕及び底部角度γ_Ｉなどの要素を単独又は組み合わせて定めることができる。以下、図３を参照して、アスペクト比〔ｈ_Ｉａ／ｗ_Ｉａ〕、幅に対する曲率半径〔ｒ_Ｉ／ｗ_Ｉａ〕、及び底部角度γ_Ｉについて説明する。

(I)アスペクト比〔ｈ_Ｉａ／ｗ_Ｉａ〕
アスペクト比〔ｈ_Ｉａ／ｗ_Ｉａ〕とは、図３において、凸条部５２の幅をｗ_Ｉａ（μｍ）、凸条部５２の最大高さ（基準面５１ｇと先端部５２ａとの距離）をｈ_Ｉａ（μｍ）としたとき、幅ｗ_Ｉａに対する最大高さｈ_Ｉａの比である。

(II)幅に対する曲率半径〔ｒ_Ｉ／ｗ_Ｉａ〕
幅に対する曲率半径〔ｒ_Ｉ／ｗ_Ｉａ〕とは、凸条部５２の幅をｗ_Ｉａ（μｍ）、凸条部５２の先端部５２ａの曲率半径をｒ_Ｉ（μｍ）としたとき、幅ｗ_Ｉａに対する曲率半径ｒ_Ｉの比である。先端部５２ａの曲率半径ｒ_Ｉ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_Ｉ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。

(III)底部角度γ_Ｉ
底部角度γ_Ｉは、中心線Ｃ_Ｉをとおる断面での凸条部５２の輪郭線と基準面５１ｇとの交点の位置での凸条部５２の接平面ＰＬ_Ｉと基準面５１ｇ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_Ｉは裾部角度でもある。

例えば、凸条部５２の外形形状について、アスペクト比〔ｈ_Ｉａ／ｗ_Ｉａ〕を０．１５以下にすることができる。幅ｗ_Ｉａの例は、１０μｍ以上２ｍｍ以下であり、好ましくは、２０μｍ以上１ｍｍ以下である。

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、互いに異なる上記の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。

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。

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。

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。

例えば、導光板５０の表層は、厚みを１５０μｍ〜２００μｍとし、ポリスチレン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のスチレン樹脂の粒子を、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１μｍ〜５０μｍである。

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。

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。

次に、上記導光板５０の作用効果について、図１に示すように面光源装置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。

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で反射した光は出射面５１ａから出射される。導光板５０は、屈折率が１．５１５以上であり１．５９のポリスチレン樹脂によって形成されているので、反りの発生を低減することができる。また、背面５１ｂと出射面５１ａとの距離である厚さｔ_Ｉが２ｍｍ以下であるので、屈折率が１．４９のＰＭＭＡ樹脂で形成された導光板の出射効率を維持することができる。つまり、反りの低減を図ることができるが出射効率を悪くするポリスチレン樹脂で導光板を形成した場合であっても、ＰＭＭＡ樹脂で形成された導光板の出射効率を維持することができる。

本実施形態の導光板５０では、上記厚さｔ_Ｉが２ｍｍ以下であるので、出射面５１ａから出射される光のピーク角度θ_Ｐ５０が５０°以上となるような外形形状の凸条部５２を有する場合であっても、適切な出射効率を維持することができる。そして、本実施形態の透過型画像表示装置１０では、このような構成の導光板５０上に透過型画像表示部２０が設けられているので、適切な輝度の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で表示される画像を適切な輝度とすることができる。

また、上記実施形態の導光板５０では、相対板厚に基づいて厚さｔ_Ｉを設定されている。導光板の相対板厚に着目した理由は次のようなものである。すなわち、本願発明者らは、導光方向の長さが長いほど反射部としての凸条部に衝突（入射）する確率が高くなること、また、板厚が小さくなるほど反射部としての凸条部に衝突するまでの距離が短くなることに着目し、光出射効率が高めることができる指標として相対板厚を適切に設定することが有効ではないかと考えた。言い換えれば、導光板の相対板厚が大きいほど反射部に衝突するまでの距離が長くなり、光が導光板から出射されにくくなる。この結果、導光板の光出射効率が低くなる。一方、導光板の相対板厚が小さいほど反射部に衝突するまでの距離が短くなり、光が導光板から出射されやすくなる。この結果、導光板の光出射効率が高くなる。そして、鋭意検討を重ねた結果、導光板に入射した光の出射効率が十分に高くなる相対板厚（０．００５６以下）が存在することを見出した。

さらに、本願発明者らは、出射面から出射される光のピーク角度が５０°以上と、比較的大きなピーク角度で出射されるような外形形状を有する凸条部（反射部）は、多くの場合で、アスペクト比が小さく、比較的偏平な形状になることを見出した。そして、このような形状の凸条部は、光取り出し効率が悪く、このような凸条部を備えた導光板は一般的に光出射効率が悪くなる。一方、導光板と透過型画像表示部との間に配置される光学部材との関係から、比較的大きなピーク角度で出射するような導光板が求められる場合もある。そこで、出射効率を高める上で不利なポリスチレン樹脂で構成されることに加え、比較的大きなピーク角度で出射させる形状の凸条部が設けられた導光板であっても、上記相対板厚に基づいて厚みｔ_Ｉを設定することにより、適切な光出射効率を維持が図れるようにしたものである。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について、主に図４〜図７を参照して説明する。図４は、本発明に係る導光板の第２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５は、凸部が形成された背面を示す平面図である。第２実施形態の透過型画像表示装置１１０が、上記第１実施形態の透過型画像表示装置１０と異なる点は、導光板１５０の背面１５１ｂとなる面に設けられる凸部（反射部）１５２が、一方向に延在すると共に延在方向に直交する方向に並列配置されるのではなく、ドット状に複数配置される点である。その他の部分（相対板厚ｔ_ＩＩ／Ｌ_ＩＩなど）は、上記第１実施形態と同一である。ここでは、主に、凸部１５２の配置及び形状について詳細に説明する。説明の簡略化のため、複数の凸部１５２の大きさは同じであるとして説明する。

凸部１５２は、図４及び図５に示すように、背面１５１ｂにドット状に複数形成されている。凸部１５２は透明であり、導光板１５０内を伝搬する光を乱反射させて、出射面１５１ａ側から出射させるためのものである。凸部１５２の外形形状は、マイクロレンズの形状となっている。なお、凸部１５２の外形形状については、後段にて詳述する。

凸部１５２は、図５に示すように、導光板１５０の短辺方向（Ｙ軸方向）及び長辺方向（Ｘ軸方向）に格子状に配列されている。凸部１５２は、Ｘ軸方向に沿って配置密度が異なっており、Ｘ軸方向中心ほど配置密度が高い。言い換えれば、互いに隣接する凸部１５２の底部１５２ｂ（図６参照）同士の距離Ｓ_ＩＩが、図５に示すようにＸ軸方向中心部に近いほど短くなっている。すなわち、導光板１５０から出射される光が均一となるように最適に凸部１５２が配置されている。

次に、凸部１５２の外形形状について説明する。凸部１５２は、凸部１５２によって反射された光が出射面１５１ａから出射される場合、出射位置である点Ｐ_１５０（図６（ａ）参照）から出射される光のピーク角度θ_Ｐ１５０が５０°以上となるような外形形状を有する。点Ｐ_１５０は、例えば、出射面５１ａの中央部の点（一点）、すなわち、出射面１５１ａの中心とすることができる。ピーク角度θ_Ｐ１５０とは、入射面である側面１５１ｃから入射され出射面１５１ａ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１５１ａの法線からの傾きθをいう。

図６を参照してより具体的に説明する。図６（ａ）は、出射面１５１ａ上での局所的な座標系の設定状態を示す図面である。図６（ｂ）は、図６（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。

ｘｙｚ座標系においてｚ軸は出射面１５１ａに直交している。すなわち、ｚ軸は出射面１５１ａ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１５１ｃ，１５１ｄ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６（ｂ）においても同様である。図６（ｂ）に示すように、点Ｐ_１５０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。この設定において、ピーク角度θ_Ｐ１５０とは、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θ_Ｐ１５０は、θ＝θ_Ｐ１５０、且つφ＝０°で規定される方向である。

図７は、凸部１５２の外形形状の例を説明するための図面であり、凸部１５２を含む導光板１５０の断面構成の模式図である。

凸部１５２において、凸部１５２の頂部を凸部１５２の先端部１５２ａと称し、凸部１５２の裾部を凸部１５２の底部１５２ｂと称する。第２実施形態では、凸部１５２の形状は、図７に示した断面形状を、中心軸線Ｃ_ＩＩを回転軸として回転させた形状であるとする。よって、凸部１５２の外形形状は、中心軸線Ｃ_ＩＩを含む任意の断面において左右対称となる。また、凸部１５２は、凸部１５２に接する接平面ＰＬ_ＩＩと基準面１５１ｇとのなす角度γ_ＩＩが、凸部１５２の底部１５２ｂ側から先端部１５２ａ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、凸部１５２の表面は、滑らかであり得る。

ピーク角度θ_Ｐ１５０（°）が上記範囲を満たす凸部１５２の外形形状は、例えば、アスペクト比〔ｈ_ＩＩａ／ｗ_ＩＩａ〕、幅に対する曲率半径〔ｒ_ＩＩ／ｗ_ＩＩａ〕及び底部角度γ_ＩＩなどの要素を単独又は組み合わせて定めることができる。以下、図７を参照して、アスペクト比〔ｈ_ＩＩａ／ｗ_ＩＩａ〕、幅に対する曲率半径〔ｒ_ＩＩ／ｗ_ＩＩａ〕、及び底部角度γ_ＩＩについて説明する。

(I)アスペクト比〔ｈ_ＩＩａ／ｗ_ＩＩａ〕
アスペクト比とは、側面１５１ｃ（図４参照）に直交する方向である光入射方向（図４で示すＸ軸方向）における凸部１５２の最大長さを幅ｗ_ＩＩａとし、出射面１５１ａ（図６参照）に直交する方向である光出射方向（図６で示すＺ軸方向）における凸部１５２の最大長さ（図７では、基準面１５１ｇと先端部１５２ａとの距離）を高さｈ_ＩＩａとしたときの、幅ｗ_ＩＩａに対する高さｈ_ＩＩａの比[ｈ_ＩＩａ／ｗ_ＩＩａ]である。

(II)幅に対する曲率半径〔ｒ_ＩＩ／ｗ_ＩＩａ〕
幅に対する曲率半径〔ｒ_ＩＩ／ｗ_ＩＩａ〕とは、凸部１５２の幅をｗ_ＩＩａ（μｍ）、凸部１５２の先端部１５２ａの曲率半径をｒ_ＩＩ（μｍ）としたとき、幅ｗ_ＩＩａに対する曲率半径ｒ_ＩＩの比である。先端部１５２ａの曲率半径ｒ_ＩＩは、凸部１５２の頂部としての先端部１５２ａの曲がり具合を表すものである。例えば、先端部１５２ａの曲率半径ｒ_ＩＩは、図７に示すように、先端部１５２ａに接する円（図７中の破線で示す円）を仮定した場合の円の半径である。

(III)底部角度γ_ＩＩ
底部角度γ_ＩＩは、中心軸線Ｃ_ＩＩを通る断面での凸部１５２の輪郭線と基準面１５１ｇとの交点の位置での凸部１５２の接平面ＰＬ_ＩＩと基準面１５１ｇとの間のなす角度である。また、先端部１５２ａに対して底部は凸部１５２の裾部でもある。よって、底部角度γ_ＩＩは裾部角度でもある。

例えば、凸条部５２の外形形状について、アスペクト比〔ｈ_Ｉａ／ｗ_Ｉａ〕を０．１５以下にすることができる。凸部１５２の幅ｗ_ＩＩａ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。

次に、上記導光板１５０の作用効果について、図４に示すように面光源装置１３０の一部として透過型画像表示装置１１０に適用した場合を例にして説明する。

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１５０の側面１５１ｃから導光板１５０に入射する。導光板１５０に入射した光は、導光板１５０内を全反射しながら伝搬する。導光板１５０内を伝搬する光が、凸部１５２に入射すると、凸部１５２内では光が全反射条件以外の条件で反射する。そのため、凸部１５２で反射した光は出射面１５１ａから出射される。導光板１５０は、屈折率が１．５１５以上であり１．５９のポリスチレン樹脂によって形成されているので、反りの発生を低減することができる。また、背面１５１ｂと出射面１５１ａとの距離である厚さｔ_ＩＩが２ｍｍ以下であるので、屈折率が１．４９のＰＭＭＡ樹脂で形成された導光板の出射効率を維持することができる。つまり、反りの低減を図ることができるが出射効率を悪くするポリスチレン樹脂で導光板を形成した場合であっても、ＰＭＭＡ樹脂で形成された導光板の出射効率を維持することができる。

（シミュレーション例）
次に、導光板５０，１５０（本体部５１，１５１）を構成する透光性材料の屈折率が１．５１５以上であり、板厚が２ｍｍ以下である導光板５０（１５０）が、ＰＭＭＡ樹脂で形成された従来の導光板と同等の出射効率が維持できる点について、以下のシミュレーションに基づいて説明する。ただし、本発明はこれらのシミュレーションに限定されるものではない。

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１５０_Ｍ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、後段にて詳述する評価の対象となる導光板１５０_Ｍについて、短辺側の側面１５１_Ｍｃ，１５１_Ｍｄに対向する位置にそれぞれ点状光源６１_Ｍ，６１_Ｍを配置すると共に、導光板１５０_Ｍの下方に反射板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光出射効率Ｅを算出した。

シミュレーション条件は、次のとおりである。
・導光板１５０_Ｍの厚さｔ：図１０の図表の厚さ欄に示すとおり（凸部１５２を含まない）
・導光板１５０_Ｍの構成材料及び屈折率：凸部１５２_Ｍを含めて図１０の図表の構成材料欄に示すとおり
・導光板１５０_Ｍの平面視形状（板厚方向からみた形状）：長方形
・導光板１５０_Ｍの長辺の長さＬ：４００ｍｍ
・導光板１５０_Ｍの短辺の長さＷ： ２０ｍｍ
・導光板１５０_Ｍの相対板厚[ｔ／Ｌ]：図１０の図表の相対板厚欄に示すとおり
・導光板１５０_Ｍの凸部１５２_Ｍの先端部１５２_Ｍａと反射板７０_Ｍとの間の距離：０．１ｍｍ
・反射板７０_Ｍ：ソニー株式会社製「ＫＤＬ４０ＥＸ７」に使用されているバックライトユニットから取り出した白色反射板と同等の反射特性を仮定

次に、点状光源６１_Ｍについて詳細に説明する。点状光源６１_Ｍ，６１_Ｍは、導光板１５０_Ｍの短辺側の側面１５１_Ｍｃ，１５１_Ｍｄと対向する位置にそれぞれ２つずつ配置されており、それぞれの端部からの距離Ｌ１が５ｍｍであり、互いの光源間隔Ｌ２が１０ｍｍである。点状光源６１_Ｍは、横方向（奥行き方向）の長さが５．５ｍｍ、縦方向（導光板の厚み方向）の長さが２ｍｍの大きさの面光源である。

図９は、点状光源６１_Ｍの指向特性（配光特性）の一例を示す図面である。図９の横軸は出射角度θ（°）を示しており、縦軸は、最大の出射光強度で規格化した規格化出射光強度を示している。本実施形態において、θ＝０は、図１におけるＸ軸方向に対応する。点状光源６１_Ｍは、いわゆるランバーシアン（Lambertian）型の光源を仮定し、点状光源６１_Ｍの例としては、発光ダイオードが挙げられる。ランバーシアン型の光源は、出射光強度が最大である最大出射光強度の出射角度が０°付近（正面方向）にあり、正面方向からの傾き（出射角度）が大きくなるにしたがって略単調減少していくという特徴を有している。図９中のＰＤは、理論的な完全拡散の場合の指向特性を示しており、本シミュレーションにおいてはこの特性が得られる光源を仮定した。点状光源６１_Ｍに関連するその他の条件は以下のとおりである。

・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からの入射光線数は、１０，０００，０００本（＝２，５００，０００本×４）、入射光量は４Ｗ（＝１Ｗ×４）
・点状光源６１_Ｍと導光板１５０_Ｍとの距離：０．０５ｍｍ

なお、導光板１５０_Ｍの側面１５１_Ｍｅ及び側面１５１_Ｍｆでは周期的境界条件を仮定した。すなわち、側面１５１_Ｍｅ及び１５１_Ｍｆでは光はすべて反射し導光板１５０_Ｍ内に戻るとした。このように、導光板１５０_Ｍ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。

次に、評価の対象となる、Ｎｏ．１〜６の６つの導光板１５０_Ｍについてそれぞれ説明する。まず、本体部１５１_Ｍと凸部１５２_Ｍとを形成する透光性樹脂及び屈折率は、図１０の図表に示す透光性樹脂欄のとおりである。透光性樹脂欄の[ ]で囲まれた数値は、透光性樹脂の屈折率を示している。次に、導光板１５０_Ｍのサイズについて説明する。導光板１５０_Ｍの板長さＬ及び厚みｔは、図１０に示す図表の厚み欄及び相対板厚欄に示すとおりである。ここで、相対板厚[ｔ／Ｌ]とは、板長さＬに対する板厚さｔの比のことをいう。板長さＬとは、入射面としての側面１５１_Ｍｃと直交する方向における反射面１５１ｂの長さ、すなわち、側面１５１_Ｍｃと側面１５１_Ｍｄとの距離をいい、板厚さｔを反射面１５１_Ｍｂと出射面１５１_Ｍａとの距離をいう。

次に、導光板１５０_Ｍの反射面１５１_Ｍｂに形成される凸部１５２_Ｍの配置について説明する。導光板１５０_Ｍは、反射面１５１_Ｍｂ側に、マイクロレンズとして形成された凸部１５２_Ｍが、長辺方向に沿って配列させたものを設定した。本シミュレーションの導光板１５０_Ｍでは、図８に示すようにＸ軸方向に沿って配置密度が異なっており、Ｘ軸方向中心ほど密となるように設定した。すなわち、導光板１５０_Ｍから出射される光が均一となるように最適に凸部１５２_Ｍが配置されているものを設定した。

具体的には、Ｎｏ．１〜６の導光板１５０_Ｍの反射面１５１_Ｍｂに形成される凸部１５２_ＭのＸ軸方向（図８参照）におけるそれぞれの被覆率が、図１１に示すように、最大７０．８８％（１ｍｍ四方の領域に９５０μｍ幅のマイクロレンズを一つ配置）となるような分布に設定した。図１１の横軸は、Ｘ軸方向中心部からの距離を示している。このときのＮｏ．１〜６のそれぞれの導光板１５０_Ｍについて、Ｘ軸方向における照度（Ｗ／ｍｍ^２）の分布を算出すると図１２に示す結果となる。図１２に示す照度の変化において、輝度均斉度は、例えば、照度の最小値を最大値で除した値とすることができる。本シミュレーションにおけるＮｏ．１〜６の導光板１５０_Ｍの出射面１５１_Ｍａから出射される光のＸ軸方向における輝度均斉度は、全て９５％以上となっている。

次に、導光板１５０_Ｍの反射面１５１_Ｍｂに形成される凸部１５２_Ｍの外形形状について説明する。凸部１５２_Ｍの外形形状は、図７に示す凸部１５２_Ｍの断面構成において、凸部１５２_Ｍの輪郭線を円錐曲線で表した。具体的には、図１３に示すように、ｕｖ座標系を設定し、凸部１５２_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７における凸部１５２_Ｍの中心軸線Ｃ_ＩＩに対応する。また、ｕ軸は、図４に示すＸ軸方向に対応する。

式（１）において、ｋ_ａは、式（１）で表される円錐曲線の尖り方を示すパラメータであり、凸部１５２_Ｍの先端部１５２_Ｍａの尖り方を表している（以下、尖り度ｋ_ａとも称す）。例えば尖り度ｋ_ａが０のとき、凸部１５２_Ｍの外形は放物線形状となり、尖り度ｋ_ａが１のとき、凸部１５２_Ｍの外形はプリズム形状となり、尖り度ｋ_ａが−１のとき、凸部１５２_Ｍの外形は楕円を半分に切った形状となる。本シミュレーションでは、尖り度ｋ_ａが０．２、アスペクト比[ｈ_ａ／ｗ_ａ]が０．０８の外形形状の凸部１５２_Ｍを設定した。

このような条件の下、評価の対象となるＮｏ．１〜６の導光板１５０_Ｍのそれぞれに入射する光の量Ｅ_ｉに対する出射面１５１_Ｍａから出射する全ての光の量Ｅ_ｏの比を算出することで光出射効率Ｅ（＝Ｅ_ｏ／Ｅ_ｉ）を得る。光出射効率Ｅ（＝Ｅ_ｏ／Ｅ_ｉ）を算出するにあたっては、Ｎｏ．１の導光板１５０_ＭとＮｏ．２〜６の導光板１５０_Ｍとの透光性材料の違い、すなわち、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）とポリスチレン（ＰＳ）との違いを考慮するために、それぞれの内部透過率Ｔ_ｉｎを算出した。内部透過率Ｔ_ｉｎとは、入射側及び出射側における表面反射損失を除いた透過率であり、素材自体の透過率のことをいう。本シミュレーション例では、光線追跡法により光出射効率Ｅを算出する際に、この内部透過率Ｔ_ｉｎを用いている。

以下、内部透過率Ｔ_ｉｎの算出方法について、図１４を用いて説明する。図１４は、内部透過率を説明するための説明図である。まず、透光性樹脂がＰＭＭＡ及びＰＳのそれぞれについて、長さ２５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚み２ｍｍのサイズの導光板サンプル２５０を準備した。これらのサンプルに対して、一方の側面２５１ｃに入光部２６０から光を入射させ、この側面２５１ｃに対向する他方の側面２５１ｄから出射される光を受光部（長光路測定器：株式会社日立ハイテクノロジーズ製（Ｕ−４１００））２８０で測定した。入射面となる側面２５１ｃに入光する光の量をＬ_ｉｎ、及び側面２５１ｃに入光する光の量をＬ_ｏｕｔとすると、透過率Ｔは以下の式（２）によって表される。
Ｔ＝Ｌ_ｏｕｔ／Ｌ_ｉｎ・・・（２）

ＰＭＭＡ及びＰＳのそれぞれのサンプル２５０の透過率Ｔは、以下のとおりとなった。
ＰＭＭＡサンプル２５０の透過率 Ｔ＝０．９１３７
ＰＳサンプル２５０の透過率 Ｔ＝０．８５９４

このようにして算出されたそれぞれの透過率Ｔには、入光時における側面２５１ｃでの反射損失Ｒ_ｉｎと、出光時における側面２５１ｄでの反射損失Ｒ_ｏｕｔとが含まれている。これらの損失Ｒ_ｉｎ，Ｒ_ｏｕｔを排除したサンプル２５０の透過率を内部透過率Ｔ_ｉｎとしたとき、Ｌ_ｉｎ、Ｌ_ｏｕｔ、Ｒ_ｉｎ、Ｒ_ｏｕｔ及びＴ_ｉｎの関係は下記式（３）のとおりとなる。
Ｌ_ｏｕｔ＝Ｌ_ｉｎ×Ｒ_ｉｎ×Ｔ_ｉｎ×Ｒ_ｏｕｔ・・・（３）

上記式（３）に基づけば、内部透過率Ｔ_ｉｎは、下記式（４）で表される。

次に、ＰＭＭＡ樹脂の屈折率１．４９及びＰＳ樹脂の屈折率１．５９と、反射率Ｒを算出する下記式（５）とに基づいて、ＰＭＭＡ樹脂及びＰＳ樹脂それぞれの反射率Ｒを算出した。

ここで、ｎ_１は空気の屈折率、ｎ_２はＰＭＭＡ樹脂の屈折率１．４９及びＰＳ樹脂の屈折率１．５９を示している。それぞれの反射率Ｒは、以下のとおりとなった。
ＰＭＭＡ樹脂の反射率 Ｒ＝０．０３８７
ＰＳ樹脂の反射率 Ｒ＝０．０５１９

上記式（４）と、ＰＭＭＡ樹脂及びＰＳ樹脂のそれぞれの反射率Ｒとに基づけば、ＰＭＭＡ樹脂及びＰＳ樹脂のそれぞれの内部透過率Ｔ_ｉｎは、以下のとおりとなる。
ＰＭＭＡ樹脂の内部透過率 Ｔ_ｉｎ＝０．９８８８
ＰＳ樹脂の内部透過率 Ｔ_ｉｎ＝０．９５６１

評価の対象となるＮｏ．１〜６の導光板１５０_Ｍの光出射効率Ｅ（＝Ｅ_ｏ／Ｅ_ｉ）を、図１０の図表の出射効率欄に示す。図１０によれば、導光板１５０_Ｍを構成する透光性樹脂の屈折率が１．５１５以上である１．５９のＰＳ樹脂で形成したとき、厚みｔを２．０ｍｍ以下（Ｎｏ．４の導光板１５０_Ｍ）とすることで、ＰＭＭＡ樹脂で導光板１５０_Ｍを構成した時と同様の出射効率を維持できることが確認できた。

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及び上記シミュレーション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、光のピーク角度θ_Ｐ５０（θ_Ｐ１５０）が５０°以上となるような外形形状を有すると凸条部５２（凸部１５２）が形成されている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。

更に、光源部６０の配置位置は、互いに対向する２辺に対向する位置（２箇所）に限定されない。例えば、光源部６０は、任意の一辺に対向する位置（１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，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆの何れか一つに対向する位置に配置することができる。光源部６０から光が入射される側面と対向する側面には、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することができる。

また、上記シミュレーションにおいては、理論的な完全拡散の場合の指向特性を有する点状光源６１の例を示したが、本実施形態の面光源装置３０、透過型画像表示装置１０ではこれに限定されるものではない。例えば、図９に示すように、完全拡散を示す指向特性ＰＤに対して、出射角度が３０°のとき−０．６％、出射角度が６０°のとき−１１．０％ずれるような曲線ＰＤ１（図９において点線で示す）と、出射角度が３０°のとき６．９％、出射角度が６０°のとき１６．４％ずれるような曲線ＰＤ２（図９において破線で示す）との間の領域の出射角度と規格化放射強度とを満たすランバーシアン型の指向特性を有する点状光源であればよい。

また、上記実施形態では、凸条部５２（凸部１５２）が一体的に形成された導光板５０（１５０）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（図７）に示す基準面５１ｇ（１５１ｇ）より下の部分である板状の本体部５１（１５１）に対して、基準面５１ｇ（１５１ｇ）より上の部分である凸条部５２（凸部１５２）を形成してもよい。この場合、本体部５１（１５１）となる以下の光学シートに、反射部としての凸条部（凸部）を設けることにより、導光板となり得る。その光学シートは、光が入射される入射面と、入射面と交差する面であり、光を反射させる反射部を設けるための反射面と、反射面と反対側の面であり、光を出射する出射面と、を備え、光学シートを構成する透光性材料の屈折率が１．５１５以上であり、反射面と出射面との距離である厚さが２ｍｍ以下とすることができる。

また、この光学シートに反射部としての凸部を形成する方法には、インクジェット印刷（インクジェット法）がある。この場合、凸部１５２の材料として、紫外線硬化樹脂を利用することができ、紫外線硬化樹脂には、アクリル系紫外線硬化樹脂などが含まれる。

凸部１５２の材料をアクリル系紫外線硬化樹脂とし、インクジェット法を利用する場合の導光板１５０の製造方法の一例について説明する。この場合、板状体としての導光板原板を押出成形又は射出成形などにより形成する。次に、導光板原板の背面となるべき面に、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、紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して硬化させることで凸部１５２を得る。

また、上記実施形態では、導光板５０と透過型画像表示部２０との間にプリズム板４０を配置する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く、出射面５１ａから５０°以上のピーク角度で出射される光を正面方向に集光するような他の光学材料が配置されてもよい。導光板５０と透過型画像表示部２０との間に設ける光学部材の例は、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、及びレンチキュラーレンズシート及びプリズムシートなどが含まれ、本発明の趣旨を逸脱しなければ、単独又は組み合わせて配置され得る。

上記実施形態では、導光板５０（１５０）は、図１（図４）に示すように、出射面５１ａ（１５１ａ）に対し、側面５１ｃ（１５１ｃ）及び側面５１ｄ（１５１ｄ）と、側面５１ｅ（１５１ｅ）及び側面５１ｆ（１５１ｆ）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。

第１及び第２実施形態における凸条部５２（凸部１５２）の外形形状について、アスペクト比、幅に対する曲率半径、及び底部角度を単独又は組み合わせて定める例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、これらの要素の他に円錐曲線の式で外形形状を定義する方法を組み合わせてもよい。

１０，１１０…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、３０，１３０…面光源装置、４０…プリズム板、４１…プリズム部、５０，１５０…導光板、５１，１５１…本体部、５１ａ，１５１ａ…出射面、５１ｂ，１５１ｂ…背面（反射面）、５１ｃ，５１ｄ，１５１ｃ，１５１ｄ…側面（入射面）、５１ｅ，５１ｆ…側面、５１ｇ，１５１ｇ…基準面、５２…凸条部（反射部）、６０…光源部、６１…点状光源、７０…反射板、１５２…凸部（反射部）、２５０…サンプル。

Claims (6)

1. 透光性材料からなる導光板であって、
   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反射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、を備え、
   前記透光性材料の屈折率が１．５１５以上であり、
   前記反射面と前記出射面との距離である厚さが２ｍｍ以下であり、
   前記反射部は、
   前記反射面から突出する凸部であって、ドット状に複数配置されているか、
   又は、
   前記反射面から突出する凸条部であって、前記入射面の長手方向に略平行な方向に延在すると共に前記延在する方向に略直交する方向に並列配置されており、
   前記反射部は、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５０°以上となるような外形を有しており、幅に対する最大高さの比であるアスペクト比が０．１５以下であり、
   前記入射面と直交する方向における前記反射面の長さを板長さ、前記反射面と前記出射面との距離を板厚さとしたとき、前記板長さに対する前記板厚さの比である相対板厚が０．００５６以下である、導光板。
2. 前記透光性材料の吸水率は、０．１５以下である、請求項１に記載の導光板。
3. 前記透光性材料は、メチルメタクリレート・スチレン共重合樹脂、ポリスチレン樹脂、及びポリカーボネート樹脂の何れかである、請求項１又は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、
   前記導光板における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、を備えている面光源装置。
5. 請求項１〜３の何れか一項に記載の導光板と、
   前記導光板における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、
   前記導光板の前記出射面側に配置されており、前記導光板から出射される光により照明され画像を表示する透過型画像表示部と、を備えている透過型画像表示装置。
6. 透光性材料からなり、導光板に用いられる光学シートであって、
   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反射部を設けるための反射面と、
   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、を備え、
   前記透光性材料の屈折率が１．５１５以上であり、
   前記反射面と前記出射面との距離である厚さが２ｍｍ以下であり、
   前記反射面から突出する凸部であって、ドット状に複数配置されているか、
   又は、
   前記反射面から突出する凸条部であって、前記入射面の長手方向に略平行な方向に延在すると共に前記延在する方向に略直交する方向に並列配置されており、
   前記反射部は、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５０°以上となるような外形を有しており、幅に対する最大高さの比であるアスペクト比が０．１５以下であり、
   前記入射面と直交する方向における前記反射面の長さを板長さ、前記反射面と前記出射面との距離を板厚さとしたとき、前記板長さに対する前記板厚さの比である相対板厚が０．００５６以下である、光学シート。

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