導光板、面光源装置及び透過型画像表示装置
【課題】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。
【解決手段】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、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、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、隣り合う凸状部の第３の方向の外側の屈曲点Ｂ同士の第２の方向の間隔をＰとし、隣り合う前記凸状部の前記第３の方向における内側の屈曲点Ｃ同士の前記第２の方向の間隔をＴとしたとき、一対の傾斜面同士が交差する角度θが、下記式（１）を満たす。
[数１]
【解決手段】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、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、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、隣り合う凸状部の第３の方向の外側の屈曲点Ｂ同士の第２の方向の間隔をＰとし、隣り合う前記凸状部の前記第３の方向における内側の屈曲点Ｃ同士の前記第２の方向の間隔をＴとしたとき、一対の傾斜面同士が交差する角度θが、下記式（１）を満たす。
[数１]
【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、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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１０２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、光が入射する入射面である端面と、当該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、当該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、隣り合う凸状部の第３の方向における外側の屈曲点Ｂ同士の第２の方向の間隔をＰとし、隣り合う凸状部の第３の方向における内側の屈曲点Ｃ同士の第２の方向の間隔をＴとしたとき、一対の傾斜面同士が交差する角度θが、下記式（１）を満たす導光板を提供する。
【数１】
ただし、前記式（１）において、
【数２】
【０００９】
上記本発明に係る導光板では、端面に複数の凸状部が設けられ、複数の凸状部が、上記の式（１）を満たす角度θで交差する一対の傾斜面を有する。これにより、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。
【００１０】
また、角度θの好ましい範囲としては、下記式（３）を満たすことが挙げられる。
【数３】
ただし、前記式（３）において、
【数４】
【００１１】
また、角度θのより好ましい範囲としては、下記式（５）を満たすことが挙げられる。
【数５】
ただし、前記式（５）において、
【数６】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【発明の効果】
【００１４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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４】ＬＥＤ光源の出光分布の一例を示すグラフである。
【図５】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。
【図６】導光板の端部に設けられた凸状部を拡大して示す正面図である。
【図７】傾斜面が交差する角度θと、凸状部間に形成された平坦部の第２の方向における長さ割合｛Ｔ／（Ｐ−Ｔ）｝とに応じた、均一度の違いを示す図表である。
【図８】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】比較例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。
【図１０】実施例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。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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）Ｓ３１〜Ｓ３４とを有する。本実施形態において、４つの端面Ｓ３１〜Ｓ３４は、出射面Ｓ１及び背面Ｓ２に略直交する。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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Ｓ３１,Ｓ３２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。
【００２６】
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Ｓ３１，Ｓ３２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。
【００２７】
複数の光源３は、入射面である端面Ｓ３１，Ｓ３２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Ｓ３１，Ｓ３２との距離Ｄは、０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度である。
【００２８】
また、図３に示す距離ｙは、端面Ｓ３１，Ｓ３２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Ｐｃ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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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Ｓ３１，Ｓ３２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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
ここで、端面Ｓ３１，Ｓ３２には、図６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Ｓ３１，Ｓ３２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。
【００３７】
Ｙ方向に隣り合う凸状部４１，４１の一対の傾斜面４３，４３は、溝４４（凹部）を形成している。溝４４の底部（一対の傾斜面４３のＹ方向の内側の端部Ｃ間）は、Ｘ方向及びＺ方向に平行な面（以下、平坦面４５という。）を形成している。また、凸状部４１の先端（Ｙ方向における外側の端部）は、傾斜面４３，４３が交差して頂点Ｂ（第３の方向における外側の屈曲点Ｂ）を形成している。
【００３８】
そして、溝４４の底部において、傾斜面４３，４３同士が交差する角度θは、下記式（１）を満たしている。なお、隣り合う凸状部４１のＹ方向における外側の屈曲点Ｂ（頂点）同士のＸ方向の間隔をＰとする。隣り合う凸状部４１のＹ方向における内側の屈曲点Ｃ同士のＸ方向の距離をＴとする。屈曲点Ｃとは、溝４４の底面４４と傾斜面４３との交点である。距離Ｔは、溝４４の底面４４のＸ方向の端部（Ｃ）間の長さである。
【数７】
ただし、式（１）において、
【数８】
【００３９】
一対の傾斜面４３，４３同士が交差する角度θの好ましい範囲としては、下記式（３）を満たすことが挙げられる。
【数９】
ただし、前記式（３）において、
【数１０】
【００４０】
一対の傾斜面４３，４３同士が交差する角度θのより好ましい範囲としては、下記式（５）を満たすことが挙げられる。
【数１１】
ただし、前記式（５）において、
【数１２】
【００４１】
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。
【００４２】
導光板１の端面Ｓ３１，Ｓ３２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Ｓ３１，Ｓ３２に、溝４４を形成して凸状部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Ｓ３１、Ｓ３２に、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。
【００４３】
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。
【００４４】
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Ｓ３１，Ｓ３２に対向して配置され複数の光源３からの光を側面Ｓ３１，Ｓ３２から入射し、この側面Ｓ３１，Ｓ３２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Ｓ３１，Ｓ３２から入射する光は、凸状部４１の傾斜面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Ｓ３１，Ｓ３２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。
【００４５】
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Ｓ３１，Ｓ３２に対向し、側面Ｓ３１，Ｓ３２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Ｓ３１，Ｓ３２から入射し、この側面Ｓ３１，Ｓ３２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Ｓ３１，Ｓ３２から入射する光は、凸状部４１の傾斜面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。
【００４６】
（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。
【００４７】
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ｎ１ １．００
導光板の屈折率ｎ２ 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α１ ６０．０［ｄｅｇ］
入射角α２ ３５．５［ｄｅｇ］
光源と端面との距離Ｄ ２μｍ
光源と入射点ＰｉまでのＸ方向の距離ｘ１≒０ｍｍ
入射点Ｐｉと光の交点ＰｃまでのＸ方向の距離ｘ２＝２．２５ｍｍ
入射点Ｐｉと光の交点ＰｃまでのＹ方向の距離ｙ＝３．１５ｍｍ
Ｙ方向の距離が交点Ｐｃの半分の位置である点ＰＣ／２までの距離ｙ／２＝１．５８ｍｍ
【００４８】
次に、上記比較例にて算出した光の交点ＰＣ｛ｙ｝および点Ｐｃ／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。
【００４９】
（探索範囲）
図６に示すように、凸状部４１の傾斜面４３同士の交差する角度θ（凹みプリズムの頂角θ）と平坦部（溝４４の底部のＸ方向の長さ）の割合｛Ｔ／（Ｐ−Ｔ）｝の組合せについて、複数パターンについて計算を実施した。このとき、凸状部４１の頂点Ｂ間の間隔Ｐ（プリズム幅Ｐ）を４００μｍに固定した。具体的には、角度θ［ｄｅｇ］（θ＝５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０）、平坦部割合｛Ｔ／（Ｐ−Ｔ）｝［％］（｛Ｔ／（Ｐ−Ｔ）｝＝０、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００）のそれぞれの組合せ９９通りのパターンについて計算を実施した。平坦部割合｛Ｔ／（Ｐ−Ｔ）｝は、平坦部４５と凸状部４１の幅の比率である。Ｔは、１周期分の平坦部４５の幅（Ｘ方向の長さ）である。（Ｐ−Ｔ）は、１周期分の凸状部４１の幅（Ｘ方向の長さ）である。
【００５０】
（探索結果）
図７は、傾斜面が交差する角度θと、凸状部４１間に形成された平坦面４５の長さ割合｛Ｔ／（Ｐ−Ｔ）｝とに応じた、均一度の違いを示す図表である。図７では、点Ｐｃ／２｛ｙ／２｝に受光器を設定した場合について、図示している。
【００５１】
図８は、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１５．０［％］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Ｌ１によって示される範囲は、下記式（１），（２）によって示される範囲に対応している。
【数１３】
ただし、前記式（１）において、
【数１４】
【００５２】
図８中、一点鎖線Ｌ２によって示される範囲は、下記式（３），（４）によって示される範囲に対応している。
【数１５】
ただし、前記式（３）において、
【数１６】
【００５３】
図８中、破線Ｌ３によって示される範囲は、下記式（５），（６）によって示される範囲に対応している。
【数１７】
ただし、前記式（５）において、
【数１８】
【００５４】
（入射後の光線イメージ）
図９（Ａ）は、比較例に係る導光板について、交点ＰＣ｛ｙ｝および点Ｐｃ／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／ｍｍ２］を表している。図９（Ｂ）は、照度分布を表している。図９では、θ＝５０ｄｅｇ、Ｔ／（Ｐ−Ｔ）＝２０％である凸状部４１の場合について図示している。
【００５５】
図１０（Ａ）は、実施例に係る導光板について、交点ＰＣ｛ｙ｝および点Ｐｃ／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／ｍｍ２］を表している。図１０（Ｂ）は、照度分布を表している。図１０では、点Ｐｃ／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（θ＝１００ｄｅｇ、Ｔ／（Ｐ−Ｔ）＝１０％）の場合について、図示している。図９（Ａ）及び図１０（Ａ）を参照すると、図１０（Ａ）に示す実施例の場合の方が、交点Ｐｃ｛ｙ｝及びＰＣ／２｛ｙ｝における均一性に優れていることが分かる。
【００５６】
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４４に対応する位置に配置されていることが好ましい。
【００５７】
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Ｓ３１，Ｓ３２においてはＹ方向であり、Ｙ方向に対向する側面Ｓ３３，Ｓ３４においてはＸ方向である（図２参照）。
【符号の説明】
【００５８】
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、４３…傾斜面、４４…溝（凹部、プリズム形状）、４４…平坦面（溝の底部）、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…頂点（第３の方向の外側の屈曲点）、Ｃ…屈曲点（第３の方向の内側の屈曲点）、Ｓ１…出射面、Ｓ２…背面、Ｓ３１〜Ｓ３４…端面。
【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、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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１０２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、光が入射する入射面である端面と、当該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、当該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、隣り合う凸状部の第３の方向における外側の屈曲点Ｂ同士の第２の方向の間隔をＰとし、隣り合う凸状部の第３の方向における内側の屈曲点Ｃ同士の第２の方向の間隔をＴとしたとき、一対の傾斜面同士が交差する角度θが、下記式（１）を満たす導光板を提供する。
【数１】
ただし、前記式（１）において、
【数２】
【０００９】
上記本発明に係る導光板では、端面に複数の凸状部が設けられ、複数の凸状部が、上記の式（１）を満たす角度θで交差する一対の傾斜面を有する。これにより、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。
【００１０】
また、角度θの好ましい範囲としては、下記式（３）を満たすことが挙げられる。
【数３】
ただし、前記式（３）において、
【数４】
【００１１】
また、角度θのより好ましい範囲としては、下記式（５）を満たすことが挙げられる。
【数５】
ただし、前記式（５）において、
【数６】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【発明の効果】
【００１４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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４】ＬＥＤ光源の出光分布の一例を示すグラフである。
【図５】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。
【図６】導光板の端部に設けられた凸状部を拡大して示す正面図である。
【図７】傾斜面が交差する角度θと、凸状部間に形成された平坦部の第２の方向における長さ割合｛Ｔ／（Ｐ−Ｔ）｝とに応じた、均一度の違いを示す図表である。
【図８】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】比較例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。
【図１０】実施例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。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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）Ｓ３１〜Ｓ３４とを有する。本実施形態において、４つの端面Ｓ３１〜Ｓ３４は、出射面Ｓ１及び背面Ｓ２に略直交する。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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Ｓ３１,Ｓ３２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。
【００２６】
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Ｓ３１，Ｓ３２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。
【００２７】
複数の光源３は、入射面である端面Ｓ３１，Ｓ３２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Ｓ３１，Ｓ３２との距離Ｄは、０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度である。
【００２８】
また、図３に示す距離ｙは、端面Ｓ３１，Ｓ３２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Ｐｃ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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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Ｓ３１，Ｓ３２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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
ここで、端面Ｓ３１，Ｓ３２には、図６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Ｓ３１，Ｓ３２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。
【００３７】
Ｙ方向に隣り合う凸状部４１，４１の一対の傾斜面４３，４３は、溝４４（凹部）を形成している。溝４４の底部（一対の傾斜面４３のＹ方向の内側の端部Ｃ間）は、Ｘ方向及びＺ方向に平行な面（以下、平坦面４５という。）を形成している。また、凸状部４１の先端（Ｙ方向における外側の端部）は、傾斜面４３，４３が交差して頂点Ｂ（第３の方向における外側の屈曲点Ｂ）を形成している。
【００３８】
そして、溝４４の底部において、傾斜面４３，４３同士が交差する角度θは、下記式（１）を満たしている。なお、隣り合う凸状部４１のＹ方向における外側の屈曲点Ｂ（頂点）同士のＸ方向の間隔をＰとする。隣り合う凸状部４１のＹ方向における内側の屈曲点Ｃ同士のＸ方向の距離をＴとする。屈曲点Ｃとは、溝４４の底面４４と傾斜面４３との交点である。距離Ｔは、溝４４の底面４４のＸ方向の端部（Ｃ）間の長さである。
【数７】
ただし、式（１）において、
【数８】
【００３９】
一対の傾斜面４３，４３同士が交差する角度θの好ましい範囲としては、下記式（３）を満たすことが挙げられる。
【数９】
ただし、前記式（３）において、
【数１０】
【００４０】
一対の傾斜面４３，４３同士が交差する角度θのより好ましい範囲としては、下記式（５）を満たすことが挙げられる。
【数１１】
ただし、前記式（５）において、
【数１２】
【００４１】
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。
【００４２】
導光板１の端面Ｓ３１，Ｓ３２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Ｓ３１，Ｓ３２に、溝４４を形成して凸状部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Ｓ３１、Ｓ３２に、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。
【００４３】
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。
【００４４】
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Ｓ３１，Ｓ３２に対向して配置され複数の光源３からの光を側面Ｓ３１，Ｓ３２から入射し、この側面Ｓ３１，Ｓ３２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Ｓ３１，Ｓ３２から入射する光は、凸状部４１の傾斜面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Ｓ３１，Ｓ３２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。
【００４５】
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Ｓ３１，Ｓ３２に対向し、側面Ｓ３１，Ｓ３２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Ｓ３１，Ｓ３２から入射し、この側面Ｓ３１，Ｓ３２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Ｓ３１，Ｓ３２から入射する光は、凸状部４１の傾斜面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。
【００４６】
（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。
【００４７】
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ｎ１ １．００
導光板の屈折率ｎ２ 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α１ ６０．０［ｄｅｇ］
入射角α２ ３５．５［ｄｅｇ］
光源と端面との距離Ｄ ２μｍ
光源と入射点ＰｉまでのＸ方向の距離ｘ１≒０ｍｍ
入射点Ｐｉと光の交点ＰｃまでのＸ方向の距離ｘ２＝２．２５ｍｍ
入射点Ｐｉと光の交点ＰｃまでのＹ方向の距離ｙ＝３．１５ｍｍ
Ｙ方向の距離が交点Ｐｃの半分の位置である点ＰＣ／２までの距離ｙ／２＝１．５８ｍｍ
【００４８】
次に、上記比較例にて算出した光の交点ＰＣ｛ｙ｝および点Ｐｃ／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。
【００４９】
（探索範囲）
図６に示すように、凸状部４１の傾斜面４３同士の交差する角度θ（凹みプリズムの頂角θ）と平坦部（溝４４の底部のＸ方向の長さ）の割合｛Ｔ／（Ｐ−Ｔ）｝の組合せについて、複数パターンについて計算を実施した。このとき、凸状部４１の頂点Ｂ間の間隔Ｐ（プリズム幅Ｐ）を４００μｍに固定した。具体的には、角度θ［ｄｅｇ］（θ＝５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０）、平坦部割合｛Ｔ／（Ｐ−Ｔ）｝［％］（｛Ｔ／（Ｐ−Ｔ）｝＝０、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００）のそれぞれの組合せ９９通りのパターンについて計算を実施した。平坦部割合｛Ｔ／（Ｐ−Ｔ）｝は、平坦部４５と凸状部４１の幅の比率である。Ｔは、１周期分の平坦部４５の幅（Ｘ方向の長さ）である。（Ｐ−Ｔ）は、１周期分の凸状部４１の幅（Ｘ方向の長さ）である。
【００５０】
（探索結果）
図７は、傾斜面が交差する角度θと、凸状部４１間に形成された平坦面４５の長さ割合｛Ｔ／（Ｐ−Ｔ）｝とに応じた、均一度の違いを示す図表である。図７では、点Ｐｃ／２｛ｙ／２｝に受光器を設定した場合について、図示している。
【００５１】
図８は、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１５．０［％］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Ｌ１によって示される範囲は、下記式（１），（２）によって示される範囲に対応している。
【数１３】
ただし、前記式（１）において、
【数１４】
【００５２】
図８中、一点鎖線Ｌ２によって示される範囲は、下記式（３），（４）によって示される範囲に対応している。
【数１５】
ただし、前記式（３）において、
【数１６】
【００５３】
図８中、破線Ｌ３によって示される範囲は、下記式（５），（６）によって示される範囲に対応している。
【数１７】
ただし、前記式（５）において、
【数１８】
【００５４】
（入射後の光線イメージ）
図９（Ａ）は、比較例に係る導光板について、交点ＰＣ｛ｙ｝および点Ｐｃ／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／ｍｍ２］を表している。図９（Ｂ）は、照度分布を表している。図９では、θ＝５０ｄｅｇ、Ｔ／（Ｐ−Ｔ）＝２０％である凸状部４１の場合について図示している。
【００５５】
図１０（Ａ）は、実施例に係る導光板について、交点ＰＣ｛ｙ｝および点Ｐｃ／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／ｍｍ２］を表している。図１０（Ｂ）は、照度分布を表している。図１０では、点Ｐｃ／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（θ＝１００ｄｅｇ、Ｔ／（Ｐ−Ｔ）＝１０％）の場合について、図示している。図９（Ａ）及び図１０（Ａ）を参照すると、図１０（Ａ）に示す実施例の場合の方が、交点Ｐｃ｛ｙ｝及びＰＣ／２｛ｙ｝における均一性に優れていることが分かる。
【００５６】
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４４に対応する位置に配置されていることが好ましい。
【００５７】
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Ｓ３１，Ｓ３２においてはＹ方向であり、Ｙ方向に対向する側面Ｓ３３，Ｓ３４においてはＸ方向である（図２参照）。
【符号の説明】
【００５８】
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、４３…傾斜面、４４…溝（凹部、プリズム形状）、４４…平坦面（溝の底部）、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…頂点（第３の方向の外側の屈曲点）、Ｃ…屈曲点（第３の方向の内側の屈曲点）、Ｓ１…出射面、Ｓ２…背面、Ｓ３１〜Ｓ３４…端面。
【特許請求の範囲】
【請求項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の前記第３の方向における外側の屈曲点Ｂ同士の前記第２の方向の間隔をＰとし、
隣り合う前記凸状部の前記第３の方向における内側の屈曲点Ｃ同士の前記第２の方向の間隔をＴとしたとき、
前記一対の傾斜面同士が交差する角度θが、下記式（１）を満たす、
導光板。
【数１】
ただし、前記式（１）において、
【数２】
【請求項２】
前記角度θが、下記式（３）を満たす、請求項１に記載の導光板。
【数３】
ただし、前記式（３）において、
【数４】
【請求項３】
前記角度θが、下記式（５）を満たす、請求項１または２に記載の導光板。
【数５】
ただし、前記式（５）において、
【数６】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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の前記第３の方向における外側の屈曲点Ｂ同士の前記第２の方向の間隔をＰとし、
隣り合う前記凸状部の前記第３の方向における内側の屈曲点Ｃ同士の前記第２の方向の間隔をＴとしたとき、
前記一対の傾斜面同士が交差する角度θが、下記式（１）を満たす、
導光板。
【数１】
ただし、前記式（１）において、
【数２】
【請求項２】
前記角度θが、下記式（３）を満たす、請求項１に記載の導光板。
【数３】
ただし、前記式（３）において、
【数４】
【請求項３】
前記角度θが、下記式（５）を満たす、請求項１または２に記載の導光板。
【数５】
ただし、前記式（５）において、
【数６】
【請求項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。
【請求項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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図７】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１０５５９５（Ｐ２０１３−１０５５９５Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４７８９１（Ｐ２０１１−２４７８９１）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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