JP2013161583A - 導光板 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度の向上を図ることができる導光板、これ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。
【解決手段】導光板５０は、光が入射される入射面５１ｃ，５１ｄと、入射面５１ｃ，５１ｄと交差しており、光が出射される出射面５１ａと、出射面５１ａとは反対側の面である背面５１ｂと、を有している本体部５１を備えている。本体部５１のヘイズは、５．０％以上６．５％以下であり、背面５１ｂには、一方向に延在すると共に当該延在方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸条部５２が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は導光板、これを備えた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。

エッジライト型の面光源装置は、透光性を有する導光板と、導光板の側方に配置され、導光板の側面に光を供給するための光源とを備える。導光板の背面側には、光を反射させるためのレンチキュラーレンズが、光の入射方向に対し直交する方向に延在すると共に互いに平行に複数設けられている（例えば、特許文献１参照）。この構成では、光源から出射された光は、光源と対向する導光板の側面から導光板内に入射され、導光板内を全反射しながら伝搬する。導光板の背面側には、レンチキュラーレンズが複数形成されているので、レンチキュラーレンズで反射した光は導光板の透過型画像表示部側の出射面から出射される。

特開２００７−３１１３２５号公報

このような導光板を備えた面光源装置では、透過型画像表示部をより高い輝度で照明し得ることが求められている。

そこで、本発明は、輝度の向上を図ることができる導光板、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を目的とする。

本発明に係る導光板は、光が入射される入射面と、入射面と交差しており、光が出射される第１の面と、第１の面とは反対側の面である第２の面と、を有している本体部を備え、本体部のヘイズが５．０％以上６．５％以下であり、第２の面には、一方向に延在すると共に当該延在方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸条部が形成されている。

導光板では、入射面から入射された光は、導光板内を全反射しながら伝搬する。導光板内を伝搬する光が第２の面上に設けられた凸条部に入射すると、凸条部により全反射条件と異なる条件で反射する。よって、凸条部で反射した光は第２の面とは反対側の第１の面から出射される。この導光板では、本体部のヘイズが５．０％〜６．５％の範囲にあるので、所定方向（以下、「ピーク角度方向」とも称す）への単位立体角当たりの出射光割合（以下、「放射強度」とも称す）が高い光が出射される。この結果、輝度の向上を図ることができる。

本発明に係る導光板は、複数の凸条部の各々の延在方向に直交する断面において、各凸条部の両端を通る軸をｕ軸とし、ｕ軸上において両端間の中心をとおりｕ軸に直交する軸をｖ軸とし、凸条部の各々に対してｕ軸方向の長さをｗ_ａとしたとき、断面において凸条部の各々の輪郭形状は、−０．４７５ｗ_ａ≦ｕ≦０．４７５ｗ_ａにおいて式（１）を満たすｖ（ｕ）で表すことができる。

ただし、式（１）において、

式（２）において、ｈ_ａは、０．０４ｗ_ａ以上０．０８ｗ_ａ以下を満たす定数であり、ｋ_ａは０．４以上０．８以下を満たす定数である。

この導光板では、凸条部のレンズ形状が、上記式（２）において、０．４≦ｋ_ａ≦０．８、かつ、０．０４≦ｈ_ａ／ｗ_ａ≦０．０８に形成されているので、ピーク角度方向への単位立体角当たりの出射光割合がより高くなり、より一層の輝度の向上を図ることができる。

本発明に係る導光板では、本体部を、全光線透過率が９１％以上９３％以下であるという条件及び拡散透過率が４．５％以上６．０％以下であるという条件のうち、少なくとも一方の条件を満たすものとすることができる。

本発明に係る導光板における本体部のヘイズは、第２の面に形成されている凸条部の凸形状が平坦となるように処理された当該本体部について測定された値とすることができる。

本発明に係る導光板では、凸条部を、レンチキュラーレンズとすることができる。

本発明に係る面光源装置は、上記の導光板と、導光板の入射面に対向して配置された光源部と、を備えている。

上記構成の面光源装置では、光源部から導光板の入射面に入射された光は、導光板内を全反射しながら伝搬する。導光板内を伝搬する光が第２の面上に設けられた凸条部に入射すると、凸条部により全反射条件と異なる条件で反射する。よって、凸条部で反射した光は第２の面とは反対側の第１の面から出射される。この面光源装置の導光板では、本体部のヘイズが５．０％〜６．５％の範囲にあるので、ピーク角度方向への単位立体角当たりの出射光割合が高い光が出射される。この結果、輝度の向上を図ることができる。

本発明に係る透過型画像表示装置は、上記の導光板と、導光板の入射面に対向して配置された光源部と、導光板から出射された光を正面方向に集光するための光学部材と、導光板の第１の面に対向して配置され、光源部から出射された光に照射されて画像を表示する透過型画像表示部と、を備えている。

上記構成の透過型画像表示装置では、光源部から導光板の入射面に入射された光は、導光板内を全反射しながら伝搬する。導光板内を伝搬する光が第２の面上に設けられた凸条部に入射すると、凸条部により全反射条件と異なる条件で反射する。よって、凸条部で反射した光は第２の面とは反対側の第１の面から出射される。この面光源装置の導光板では、本体部のヘイズが５．０％〜６．５％の範囲にあるので、ピーク角度方向への単位立体角当たりの出射光割合が高い光が出射される。ピーク角度方向に出射された単位立体角当たりの出射光割合が高い光は、光学部材によって正面方向に出射されるので、正面方向の輝度を向上させることができる。本発明に係る透過型画像表示装置では、導光板における光出射側に透過型画像表示部が設けられているので、正面方向への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、輝度の向上を図ることができる導光板、これ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。 凸条部の外形形状の例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。 導光板が有する凸条部の断面形状が満たす条件を示す図面である。 実施例１におけるバックライトユニットの構成を説明するための図面と、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る。 実施例１における導光板が有する凸条部の断面形状を示す図面である。 比較例１におけるバックライトユニットの構成を説明するための図面である。

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。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（光学部材）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の両面に直線偏光板２２，２３が配置された偏光板貼合体としての液晶表示パネルである。この場合、透過型画像表示装置１０は、液晶表示装置（又は液晶テレビ）である。液晶セル２１及び偏光板２２，２３は、従来の液晶表示装置等の透過型画像表示装置で用いられているものを用いることができる。液晶セル２１の例は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）型の液晶セルやＳＴＮ（SuperTwisted Nematic）型の液晶セル等である。

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において互いに対向する側面５０ａ，５０ｂ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。

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。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と透過型画像表示部２０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以下である。

面光源装置３０は、導光板５０に対して透過型画像表示部２０と反対側に位置する反射部７０を備えてもよい。反射部７０は、導光板５０から反射部７０側に出射した光を導光板５０に再度入射させるためのものである。反射部７０は、図１に示すようにシート状であってもよい。また、反射部７０は、導光板５０を収容する面光源装置３０の筐体底面であって、鏡面加工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。

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（第１の面）５１ａと、出射面５１ａとは反対側の背面（第２の面）５１ｂと、出射面５１ａ及び背面５１ｂに交差する４つの側面５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆを有する本体部５１を有している。背面５１ｂには、後述する複数の凸条部５２が形成されている。

図１では、Ｘ軸方向において互いに対向している２つの側面５１ｃ及び側面５１ｄを示している。側面５１ｃ及び側面５１ｄは、光源部６０と対向する。この場合、側面５１ｃ及び側面５１ｄは、光源部６０からの光が入射される入射面である。導光板５０が有する４つの側面５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆのうち残りの２つの側面５１ｅ，５１ｆ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に略直交している状態を示している。本実施形態では、導光板５０の他の側面５１ｅ，５１ｆも出射面５１ａ及び背面５１ｂと直交している。

本体部５１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、１．４６〜１．６２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）、シクロオレフィン系樹脂（屈折率：１．５１〜１．５５）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。本実施形態の導光板５０では、本体部５１と凸条部５２とは、同一の材料によって一体的に形成されている。

導光板５０における本体部５１では、ヘイズが５．０％以上６．５％以下、望ましくは、５．５％〜６．０％となるように拡散剤が添加されている。ここでいうヘイズとは、ＪＩＳＫ７１３６に準拠して測定された値を示している。本体部５１は、上記ヘイズを満たす範囲で、ＪＩＳＫ７１３６に準拠して測定される全光線透過率が９１％〜９３％を満たすように拡散剤を添加することもできる。また、本体部５１は、上記ヘイズを満たす範囲で、ＪＩＳＫ７１３６に準拠して測定される拡散透過率が４．５％〜６．０％を満たすように拡散剤を添加することもできる。

本実施形態のように本体部５１と凸条部５２とが一体成形されている導光板５０の場合には、表面が凸となっていることに起因する拡散の影響を排除した本体部５１のヘイズを取得するために、背面５１ｂに形成されている凸条部５２の凸形状が平坦となるように処理され、背面５１ｂが平滑化された本体部５１について測定をする。言い換えれば、凸条部５２が付与された導光板５０では、凸条部５２の凸形状が平坦となるように処理されて平板状となった導光板５０について、板厚方向に測定することによりヘイズを得る。

背面５１ｂに形成されている凸条部５２の凸形状を平坦に処理する方法としては、ヒートガンを用いて凸条部５２を溶融する方法が例示される。具体的には、背面５１ｂに形成された凸条部５２を上方に向けた状態で導光板５０を設置し、ヒートガンを用いて本体部５１の厚みが変化しない程度に高温状態に熱することにより凸条部５２のみを溶融して背面５１ｂを平滑とする。このようにして背面５１ｂが平滑に処理され、平板状となった本体部５１を得る。そして、凸条部５２が溶融された背面５１ｂ側から本体部５１に光を入射させ、出射面５１ａ側から出射される光に基づいて本体部５１のヘイズを得る。なお、凸条部５２の凸形状を平坦に加工する方法としては、凸条部５２を削りとる方法や、プレスにより凸条部５２の凸形状を平坦にする方法なども含まれる。

なお、本体部５１のヘイズの測定においては、背面５１ｂが平滑とされた本体部５１に対して、出射面５１ａ側及び背面５１ｂ側のどちらから光を入射させるかは任意であり、出射面５１ａ側から本体部５１に光を入射させ、凸条部５２が溶融されて平滑化された背面５１ｂ側から出射される光に基づいて本体部５１のヘイズを取得してもよい。

拡散剤として通常は、本体部５１を構成する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。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。

背面５１ｂに形成されている複数の凸条部５２は、図１に示すように、光源部６０からの光が入射される入射面である側面５１ｃ及び側面５１ｄに平行な方向（Ｙ軸方向）に沿って延在すると共に、延在方向と直交する方向（Ｘ軸方向）において並列配置されている。凸条部５２の延在方向に直交する断面形状はほぼ均一である。各凸条部５２は透明であり、導光板５０内を伝搬する光を出射面５１ａ側から出射させるためのものである。各凸条部５２の外形形状は、レンチキュラーレンズとしての光学的性能を発揮する形状となっている。

図２を参照して、凸条部５２の外形形状について説明する。図２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。本実施形態では、凸条部５２の外形形状は、延在方向に直交する断面形状が図２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。

更に具体的に説明すると、凸条部５２は、その輪郭線を円錐曲線で表すことができる。すなわち、図３に示すように、複数の凸条部５２の各々の延在方向に直交する断面において、各凸条部５２の両端である底部５２ｂを通る軸をｕ軸とし、ｕ軸上において底部５２ｂ間の中心をとおりｕ軸に直交する軸をｖ軸とし、上記断面において凸条部５２の各々の輪郭形状は、−０．４７５ｗ_ａ≦ｕ≦０．４７５ｗ_ａにおいて下記式（３）を満たすｖ（ｕ）で表すことができる。

ただし、式（３）において、

ここで、ｕｖ座標系のｖ軸は、図２に示すＺ軸方向に対応する。また、ｕ軸は、図１に示すＸ軸方向に対応する。また、式（４）において、ｗ_ａは凸条部５２のｕ軸方向の長さであり、ｈ_ａは、凸条部５２をｖ_０（ｕ）で表される形状とした場合における凸条部５２の底部５２ｂ，５２ｂ間のｖ軸方向の最大高さに対応する。ｈ_ａは０．０４ｗ_ａ≦ｈ_ａ≦０．０８ｗ_ａの範囲（アスペクト比〔ｈ_ａ／ｗ_ａ〕に換算すると、０．０４≦ｈ_ａ／ｗ_ａ≦０．０８となる）から選択される定数である。ｋ_ａは０．４≦ｋ_ａ≦０．８の範囲から選択される定数である。ｋ_ａは、式（４）で表される円錐曲線のとがり方を示すパラメータであり、凸条部５２の先端部５２ａのとがり方を表している。例えばｋ_ａが０のとき、凸条部５２の外形は放物線形状となり、ｋ_ａが１のとき、凸条部５２の外形はプリズム形状となり、ｋ_ａが−１のとき、凸条部５２の外形は楕円を半分に切った形状となる。ｈ_ａ及びｋ_ａとしては、ｈ_ａ＝０．０６ｗ_ａ、ｋ_ａ＝０．５５が例示できる。

図３では、式（３）を満たす範囲内でｖ_０（ｕ）をｖ方向に所定倍（例えば１倍）だけ伸縮した形状を例示している。この場合、底部５２ｂ，５２ｂがｕ軸上に位置すると共に、先端部５２ａがｖ軸上に位置する。凸条部５２はｖ軸に対して対称な輪郭線を有する。なお、凸条部５２の輪郭線は、ｖ_０（ｕ）をｖ方向に所定倍（例えば１倍）だけ伸縮した形状に限定されず、式（３）を満たしていればよい。式（３）においてｖ（ｕ）は、図４に示すように、ある幅ｗ_ａに対してｖ_０（ｕ）を決定した際に、０．９５ｖ_０（ｕ）で表される輪郭線と、１．０５ｖ_０（ｕ）で表される輪郭線の間の領域をとおる輪郭線であればよい。凸条部５２は、凸条部５２に接する接平面Ｐと背面５１ｂとのなす角度γ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ことが好ましい。

また、凸条部５２の断面形状は、−０．４７５ｗ_ａ≦ｕ≦０．４７５ｗ_ａにおいて式（３）を満たすｖ_０（ｕ）で表されていればよいとしている。凸条部５２の裾付近（端部近傍）では成形誤差が比較的大きくなる傾向にある一方、裾付近の形状が光の集光性に与える影響は小さいからである。

本体部５１の背面５１ｂにおける複数の凸条部５２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軸方向中心ほど密となるように配置されている。言い換えれば、図２に示すように互いに隣接する凸条部５２同士の距離Ｓが、図１に示すようにＸ軸方向中心ほど短くなっている。すなわち、導光板５０出射される光が均一な光として出射されるように最適に配置されている。

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。

上記構成の導光板５０及び面光源装置３０では、光源部６０から導光板５０の入射面５１ｃ，５１ｄ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内を伝搬する光が背面５１ｂ上に設けられた凸条部５２に入射すると、凸条部５２により全反射条件と異なる条件で反射する。よって、凸条部５２で反射した光は本体部５１における出射面５１ａから出射される。このとき、本体部５１のヘイズが５．０％〜６．５％の範囲にあるので、ピーク角度θ_Ｐ方向への単位立体角当たりの出射光割合が高い光が出射される。この結果、輝度の向上を図ることができる。

上記構成の導光板では、単位立体角あたりの出射光割合が高くなるようにしている。単位立体角あたりの出射光割合を高くすれば、上記プリズム板４０などの光学部材を適宜配置することにより、ピーク角度θ_Ｐ方向に出射された光を正面方向に向けることは容易に行うことができるからである。

また、上記構成の透過型画像表示装置１０では、ピーク角度θ_Ｐ方向に出射された単位立体角当たりの出射光割合が高い光が、プリズム板４０によって正面方向に出射されるようになり、正面方向の輝度を向上させることができる。透過型画像表示装置１０では、導光板５０における光出射側に透過型画像表示部２０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で表示される画像の輝度向上を図ることができる。

また、上記構成の導光板では、本体部５１のヘイズを調整すること、すなわち、本体部５１への拡散剤の添加量を調整したり、後述するように、拡散剤が添加された層の厚さを調整したりするなどして、単位立体角当たりの出射光割合を高めることができる。このことは、従来の凸条部の形状を調整すること、すなわち、導光板に形状を付与するための金型の試作などの工程を踏まえた調整により正面方向の輝度を高めることに比べ容易に実施することができる。このため、比較的短い時間で、また低コストで正面方向の輝度を調整することができる。

次に、本体部５１のヘイズが上記範囲内となっており、光源部６０からの入射面に平行な方向に延在する凸条部５２の延在方向に直交する断面の輪郭形状が上記形状を有している場合に、輝度を向上させることができる点について、実施例１及び比較例１に基づいて説明する。

（実施例１）
図５（ａ）は、実施例１におけるバックライトユニットの構成を説明するための図面である。図５（ｂ）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る。実施例１では、まず、本発明に係る導光板として、下記に示す特性を有する導光板１５０を準備した。
・導光板１５０の構成材料：ＰＭＭＡ（屈折率：１．４９）
・導光板１５０の平面視形状：長方形
・導光板１５０の長辺の長さＷ１：９０３．９ｍｍ
・導光板１５０の短辺の長さＷ２：５１３．８ｍｍ
・導光板１５０の厚さｔ：３ｍｍ
・導光板１５０の本体部１５１のヘイズＨ：５．５％〜６．０％
・導光板１５０の本体部１５１の全光線透過率Ｔｔ：９２．１％〜９２．３％
・導光板１５０の本体部１５１の拡散透過率Ｔｄ：５．１％〜５．５％

上記ヘイズＨ、全光線透過率Ｔｔ及び拡散透過率Ｔｄは、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１（１９９７年）及びＪＩＳ Ｋ ７１３６（２０００年）に準拠したヘイズメータＨＭ−１５０型（（株）村上色彩技術研究所製）を用いて測定した。具体的には、背面１５１ｂに形成された凸条部１５２を上方に向けた状態で設置し、ヒートガンを用いて本体部１５１の厚み（ｔ＝３ｍｍ）が変化しない程度に高温状態に熱することにより凸条部１５２のみを溶融し、背面１５１ｂが平滑となった本体部１５１のヘイズＨを測定した。

図６は、実施例１における導光板が有する凸条部１５２の断面形状を示す図面である。実施例１では、凸条部１５２の延在方向に直交する断面が下記に示す輪郭形状となっている。すなわち、図６に示すように、凸条部１５２の輪郭形状は、凸条部１５２の両端である底部１５２ｂを通る軸をｕ軸とし、ｕ軸上において両端間の中心をとおりｕ軸に直交する軸をｖ軸とし、凸条部１５２のｕ軸方向の長さをｗ_ａとしたとき、−０．４７５ｗ_ａ≦ｕ≦０．４７５ｗ_ａにおいて下記式（５）を満たすｖ（ｕ）で表される。

ただし、式（５）において、

凸条部１５２の輪郭形状は、式（６）において、ｈ_ａ／ｗ_ａ＝０．０６、ｋ_ａ＝０．５５を満たす定数であった。また、凸条部１５２は、凸条部１５２に接する接平面と背面１５１ｂとのなす角度が、凸条部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た。

また、凸条部１５２は、光源２６０からの光入射面となる側面１５０ａ及び１５０ｂに平行な方向に延在すると共に当該延在方向に略直交する方向に並列配置されている。本実施例１では、導光板１５０から均一な光を出射可能とするため、図５（ａ）に示すように凸条部１５２の配列方向に沿って凸条部１５２の配置密度が変化しており、複数の凸条部１５２は上記配列方向中心ほど密となるように配置されている。

次に、シャープ株式会社製「ＡＱＵＯＳ ＬＣ４０Ｖ５」に使用されているバックライトユニットを取り出した。当該バックライトユニットは、導光板２５０、光源２６０、白色反射板１７０、図示しない拡散フィルム、プリズムフィルム及び反射型偏光フィルムなどを主に有していた。また、当該バックライトユニット２３０に含まれる導光板２５０は白色ドット２５２を備えていた。

次に、当該バックライトユニットから導光板２５０、拡散フィルム、プリズムフィルム及び反射型偏光フィルムを取り外し、代わりに実施例１としての導光板１５０を取り付けた。図５（ａ）は、実施例１としての導光板１５０を備えたバックライトユニット（面光源装置）１３０を模式的に示す模式図である。

次に、導光板１５０の側面１５０ａ，１５０ｂに対向する位置にそれぞれ配置された光源２６０から導光板１５０内に白色光を供給し、導光板１５０の出射面１５１ａ上の所定位置から出射される出射光の輝度の角度分布を測定した。図５（ａ）（又は図５（ｂ））に示すように出射面１５１ａ上の任意の点ｐ（例えば、出射面１５１ａの中央位置ｐ）を原点とした局所的なａｂｃ座標系を設定し、原点を中心とした単位球を仮定する。ａｂｃ座標系においてｃ軸は出射面１５１ａに直交している。すなわち、ｃ軸は出射面１５１ａの法線に対応する。ａ軸は、入射面である側面１５１ｅ，１５１ｆに略直交する方向である。ａ軸及びｃ軸は、それぞれｕ軸、ｖ軸に対応している。このことは、図５（ｂ）においても同様である。図５（ｂ）に示すように、点ｐからの出射光の方向とｃ軸との間のなす角度（偏角）をθとし、出射光の方向とａ軸とのなす角度（偏角）をφとする。

当該測定は、視野角特性測定評価装置（ＥＬＤＩＭ社製：「ＥＺ−Ｃｏｎｔｒａｓｔ１６０Ｒ」)を用いて行った。具体的には、０°≦θ≦９０°及び０°≦φ≦３６０°の範囲（図５（ｂ）に示した単位球の球面のうちｃ≧０の領域の半球面に相当）に出射された出射光について、θ方向に１°刻み、φ方向に５°刻みで測定した。

上記測定によって得られた輝度に基づいて、全光束及び単位立体角あたりの光束を次のようにして算出した。すなわち、上記測定された輝度を単位立体角あたりの光束（光度）に換算した。単位立体角としては、上記視野角特性測定評価装置で設定されている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。各方向への単位立体角あたりの光束としては、各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。

このようにして、光出射割合Ｒｆが一番大きくなるピーク角度θ_Ｐを測定した。また、各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、各方向における光出射割合Ｒｆを算出した。その結果、実施例１としての導光板１５０におけるピーク角度θ_Ｐと光出射割合Ｒｆとが、下記表１に示すように算出された。すなわち、ピーク角度θ_Ｐとして６３°が測定され、光出射割合Ｒｆとして３．４１３％が算出された。

（比較例１）
図７は、比較例１としての導光板２５０を備えたバックライトユニット２３０を模式的に示す模式図である。比較例１では、図７に示すように、シャープ株式会社製「ＡＱＵＯＳ ＬＣ４０Ｖ５」に使用されているバックライトユニットから、拡散フィルム、プリズムフィルム及び反射型偏光フィルムを取り外したバックライトユニット２３０の導光板２５０から出射される出射光について、実施例１と同様に、ピーク角度θ_Ｐの測定及び光出射割合Ｒｆの算出を行った。バックライトユニット２３０に含まれる導光板２５０には、出射面２５１ａ側に光を出射させる反射部として、導光板１５０における凸条部１５２の代わりに白色ドット２５２が備えられていた。白色ドット２５２は、光源から遠い位置（図７では、導光板１５０の短辺方向における中心位置）ほど密に配置されており、出射面２５１ａ側に光を均一に出射させるように最適に配置されている。ここでも、導光板２５０の側面２５０ａ，２５０ｂに対向する位置にそれぞれ配置された光源２６０から導光板２５０内に白色光を供給し、導光板２５０の出射面２５１ａ上の所定位置から出射される出射光の輝度の角度分布を測定した。なお、座標軸（ａｂｃ軸）、偏角θ、偏角φの定義については、実施例１と同様であるのでここではその説明を省略する。また、ピーク角度θ_Ｐ及び光出射割合Ｒｆの算出方法についても、実施例１と同様であるのでここではその説明を省略する。

比較例１では、下記に示す主な特性を有する導光板２５０が内蔵されていた。導光板２５０の本体部２５１を構成する材料には、拡散剤が添加されていなかった。また、導光板２５０の出射面にはエンボス加工などの表面処理も施されていなかった。
・導光板２５０の平面視形状（板厚方向からみた形状）：長方形
・導光板２５０の長辺の長さＷ１：９０３．９ｍｍ
・導光板２５０の短辺の長さＷ２：５１３．８ｍｍ
・導光板２５０の厚さｔ：３ｍｍ

この結果、比較例１としての導光板２５０におけるピーク角度θ_Ｐと光出射割合Ｒｆとが、下記表１に示すように算出された。すなわち、ピーク角度θ_Ｐとして５２°が測定され、光出射割合Ｒｆとして２．５３１％が算出された。

実施例１及び比較例１に基づけば、実施例１の導光板１５０を含むバックライトユニット１３０の方が、比較例１の導光板２５０を含むバックライトユニット２３０よりも特定方向（ピーク角度θ_Ｐ方向）への光出射割合が高くなること、すなわち、特定方向に光をより多く集光できていることが確認できた。ここで、バックライトユニット１３０，２３０の光出射側に、所定のフィルム（例えばプリズム板）を配置することにより、特定方向に出射された光を正面方向に向けて出射することができるようになる。すなわち、導光板から出射される光は、出射方向を問わず正面方向に光を出射できるようになるため、光出射割合Ｒｆの高い光ほど正面方向の輝度を高めることができる。

以上の内容を鑑みれば、実施例１としての導光板１５０を含むバックライトユニット１３０の方が、比較例１としての導光板２５０を含むバックライトユニット２３０よりも特定方向（ピーク角度θ_Ｐ方向）への光出射割合が高いので、正面方向の輝度も高めることができる。すなわち、本体部１５１のヘイズが５．０％以上６．５％以下であり、背面１５１ｂに一方向に延在すると共に当該延在方向に略直交する方向に並列配置された、上記形状の複数の凸条部１５２が形成されている本実施例１の導光板１５０では、輝度の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。

上記実施形態の導光板５０では、ヘイズが５．０％以上６．５％以下となるように、本体部５１全体に拡散剤が添加されている例を挙げて説明したがこれに限定されるものではない。導光板５０は、上記実施形態のような単層構成とするだけでなく、多層構成とすることもできる。この場合、本体部５１に添加される拡散剤は、全ての層に添加されてもよいし、例えば表層となる層にだけ拡散剤を添加するなど選択的に添加されてもよく、本体部５１（導光板５０）としてのヘイズが５．０％以上６．５％以下となるように添加されればよい。

また、上記実施形態の導光板５０では、本体部５１のヘイズが５．０％以上６．５％以下となるように、添加される拡散剤の添加量が調整される例を挙げて説明したがこれに限定されるものではない。上述したように、拡散剤を添加する層を設ける場合には、拡散剤の添加量ではなく、当該層厚を調整することによって本体部５１（導光板５０）のヘイズを５．０％以上６．５％以下とすることができる。

上記実施形態では、凸条部５２の材料と本体部５１とが同じ材料であ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、互いに材料が異なっていてもよい。また、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。

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、上記実施形態では、凸条部５２を含めて一体的に形成された導光板５０について説明したが、本発明の導光板はこれに限定されるものではなく、本体部５１と凸条部５２とが別々に形成される導光板について適用が可能である。例えば、フォトポリマー法を用いて、図２に示す背面５１ｂより下の部分である本体部５１に対して、背面５１ｂより上の部分である凸条部５２を形成してもよい。この場合の本体部５１のヘイズは、凸条部５２が形成される前の平板状の本体部５１を厚み方向に測定したものとすることができる。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。

更に、本体部５１及び凸条部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。

上記実施形態では、凸条部５２の配列について、図１などに示すように、長辺方向に隣接する凸条部５２同士がＸ軸方向中心部ほど密となる例を挙げて説明したがこれに限定されるものではない。例えば、凸条部５２同士の距離は、Ｘ軸方向において一律であってもよいし、隣接する凸条部５２同士が隙間なく配置されていてもよい。

更に、光源部６０の配置位置は、２つの箇所に限定されない。例えば、光源部６０は、３つ以上の箇所に配置することもできる。この場合、例えば、導光板５０が有する側面５１ｅ，５１ｆのうちの少なくとも一つに対して更に設けることができる。また、光源部６０は一箇所に配置することもできる。光源部６０からの光が入射される一方の側面と対向する他方の側面には、光漏れを防止するための、ミラーテープや白色拡散テープなどの反射テープが貼付されてもよい。

また、図１に示した透過型画像表示装置１０において、本発明の趣旨を逸脱しなければ、導光板５０とプリズム板４０との間に他の光学部材を配置したり、プリズム板４０と透過型画像表示部２０との間に他の光学部材を配置したりすることもできる。導光板５０とプリズム板４０との間に設ける他の光学部材の例は、本発明の趣旨を逸脱しない程度の光拡散特性を有する光拡散シート、マイクロレンズシートである。また、プリズム板４０と透過型画像表示部２０との間に設ける他の光学部材の例は、反射型偏光分離シート、光拡散シート、マイクロレンズシート、レンチキュラーレンズシート及びプリズムシートが含まれる。

上記実施形態の透過型画像表示装置１０では、導光板５０と対向する面に複数のプリズム部４１が形成されたプリズム板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い。例えば、頂角の角度を適宜調整したり、プリズム部４１が形成される面を透過型画像表示部２０側に配置したりしてもよい。また、導光板５０と透過型画像表示部２０との間に配置される部材としては、導光板５０からピーク角度θ_Ｐ方向に出射された出射光割合の高い光を正面方向に向けることができる光学部材であればよく、プリズム板４０に限定されるものではない。また、光学部材としては、１つの部材に限られず、複数の部材を組み合わせたものも含まれる。

１０…透過型画像表示装置、２０…透過型画像表示部、２１…液晶セル、２２，２３…偏光板、３０…面光源装置、４０…プリズム板、４０ａ…表面、４０ｂ…裏面、４１…プリズム部、４１ａ…頂部、５０…導光板、５０ａ，５０ｂ…側面、５１…本体部、５１ａ…出射面（第１の面）、５１ｂ…背面（第２の面）、５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ…側面、５２…凸条部、５２ａ…先端部、５２ｂ…底部、６０…光源部、６１…点状光源、７０…反射部（白色反射板）、１３０…バックライトユニット（面光源装置）、１５０…導光板、１５０ａ，１５０ｂ…側面、１５１…本体部、１５１ａ…出射面、１５１ｂ…背面、１５１ｃ，１５１ｄ…側面、１５２…凸条部、１５２ａ…先端部、１７０…白色反射板、２３０…バックライトユニット、２５０…導光板、２５１…本体部、２５２…白色ドット、２６０…光源。

Claims (7)

1. 光が入射される入射面と、前記入射面と交差しており、前記光が出射される第１の面と、前記第１の面とは反対側の面である第２の面と、を有している本体部を備え、
   前記本体部のヘイズが５．０％以上６．５％以下であり、
   前記第２の面には、一方向に延在すると共に当該延在方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸条部が形成されている導光板。
2. 複数の前記凸条部の各々の延在方向に直交する断面において、各前記凸条部の両端を通る軸をｕ軸とし、前記ｕ軸上において両端間の中心をとおりｕ軸に直交する軸をｖ軸とし、前記凸条部の各々に対して前記ｕ軸方向の長さをｗ_ａとしたとき、前記断面において前記凸条部の各々の輪郭形状は、−０．４７５ｗ_ａ≦ｕ≦０．４７５ｗ_ａにおいて式（１）を満たすｖ（ｕ）で表される導光板。
   

   

   
   ただし、式（１）において、
   

   

   
   （式（２）において、ｈ_ａは、０．０４ｗ_ａ以上０．０８ｗ_ａ以下を満たす定数であり、ｋ_ａは、０．４以上０．８以下を満たす定数である）
3. 前記本体部は、全光線透過率が９１％以上９３％以下であるという条件及び拡散透過率が４．５％以上６．０％以下であるという条件のうち、少なくとも一方の条件を満たしている、請求項１または２に記載の導光板。
4. 前記本体部のヘイズとは、前記第２の面に形成されている前記凸条部の凸形状が平坦となるように処理された当該本体部について測定された値である、請求項１〜３の何れか１項に記載の導光板。
5. 前記凸条部は、レンチキュラーレンズである、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の導光板。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の導光板と、
   前記導光板の前記入射面に対向して配置された光源部と、
   を備えている面光源装置。
7. 請求項１〜５の何れか１項に記載の導光板と、
   前記導光板の前記入射面に対向して配置された光源部と、
   前記導光板から出射された光を正面方向に集光するための光学部材と、
   前記導光板の前記第１の面に対向して配置され、前記光源部から出射された光に照射されて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。

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