(57)【要約】【課題】透過率分布層に形成されたパターンに起因する輝度ムラを発生させず、透過率分布層における光吸収を抑制し、透過率分布層の特性を安定に保つこと。【解決手段】拡散板１２１は、内部にて入射光を拡散させつつ透過させる。光源部１１０は、光源面上に配置された複数のＬＥＤ１１１を含み、拡散板１２１の入射面に向けて発光する。反射シート１１３は、拡散板１２１の入射面からの反射光を反射によりその入射面に再入射させる。透明材料から成る透過率分布シート１２２は、拡散板１２１の出射面に対向して配置され、フラット面と構造面とを有し、構造面に形成された複数の微細構造部は、複数のＬＥＤ１１１のそれぞれに対応する複数のグループを形成するように配置される。形成された各グループにおいて、個々の微細構造部の形状は、当該グループに対応する光源からの距離に応じて設定され、その形状は、その距離が増大するにつれて平坦に近づく。【選択図】図１
2012018880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にて入射光を拡散させつつ透過させる拡散板と、
前記拡散板の入射面に対向する所定の面上に配置された複数の光源を含み、前記入射面に向けて発光する光源部と、
前記入射面からの反射光を反射により前記入射面に再入射させる反射部材と、
前記拡散板の出射面に対向して配置され、透明材料から成る光学シートと、を有し、
前記光学シートは、
第１の主面と、複数の微細構造部を有する第２の主面と、を有し、
前記複数の微細構造部は、前記複数の光源のそれぞれに対応する複数のグループを形成するように配置され、
形成された各グループにおいて、個々の微細構造部の形状は、当該グループに対応する光源からの距離に応じて設定され、
前記形状は、前記距離が増大するにつれて平坦に近づく、
面状照明装置。
【請求項２】
前記個々の微細構造部は、錐体を成す突起部である、
請求項１記載の面状照明装置。
【請求項３】
前記錐体の側面と底面とが成す角度は、所定の光源から最短距離の位置にて最大の角度となり、
前記所定の光源に対応するグループにおいて、前記錐体の側面と底面とが成す角度は、前記所定の光源からの距離が増大するにつれて小さくなる、
請求項２記載の面状照明装置。
【請求項４】
前記最大の角度は４５度である、
請求項３記載の面状照明装置。
【請求項５】
前記個々の微細構造部は、錐体を成す空隙を有する凹陥部である、
請求項１記載の面状照明装置。
【請求項６】
前記錐体の側面と底面とが成す角度は、所定の光源から最短距離の位置にて最大の角度となり、
前記所定の光源に対応するグループにおいて、前記錐体の側面と底面とが成す角度は、前記所定の光源からの距離が増大するにつれて小さくなる、
請求項５記載の面状照明装置。
【請求項７】
前記最大の角度は４５度である、
請求項６記載の面状照明装置。
【請求項８】
前記光学シートの出射側に配置され、出射光の指向性を補償する指向性補償シートをさらに有する、
請求項１記載の面状照明装置。
【請求項９】
前記指向性補償シートは、透明材料内に前記透明材料と異なる屈折率を有する透明粒子を分散して成る拡散シートである、
請求項８記載の面状照明装置。
【請求項１０】
前記指向性補償シートは、表面に微細な凹凸が形成された透明材料から成る拡散シートである、
請求項８記載の面状照明装置。
【請求項１１】
請求項１記載の面状照明装置と、
前記面状照明装置からの光を映像信号に応じて空間変調することにより映像を表示する光変調部と、
を有する映像表示装置。
【請求項１２】
前記複数の光源は、複数の発光領域を形成するように配列され、
前記複数の光源の発光強度を発光領域毎に制御する制御部をさらに有する、
請求項１１記載の映像表示装置。
【請求項１３】
透明材料から成る光学シートであって、
第１の主面と、複数の微細構造部を有する第２の主面と、を有し、
前記複数の微細構造部は、複数のグループを形成するように配置され、
形成された各グループにおいて、個々の微細構造部の形状は、当該グループにおける中心位置からの距離に応じて設定され、
前記形状は、前記距離が増大するにつれて平坦に近づく、
光学シート。
【請求項１４】
前記個々の微細構造部は、錐体を成す突起部である、
請求項１３記載の光学シート。
【請求項１５】
前記各グループにおいて、前記錐体の側面と底面とが成す角度は、前記中心位置からの距離が増大するにつれて小さくなる、
請求項１４記載の光学シート。
【請求項１６】
前記角度の最大値は４５度である、
請求項１５記載の光学シート。
【請求項１７】
前記個々の微細構造部は、錐体を成す空隙を有する凹陥部である、
請求項１３記載の光学シート。
【請求項１８】
前記各グループにおいて、前記錐体の側面と底面とが成す角度は、前記中心位置からの距離が増大するにつれて小さくなる、
請求項１７記載の光学シート。
【請求項１９】
前記角度の最大値は４５度である、
請求項１８記載の光学シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学シート、面状照明装置および映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、製造技術の進展により価格が低下したため、また、液晶表示装置自体の薄型軽量化、及び、表示機能における高画質化技術の開発が進んだため、急速に普及している。液晶表示装置は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）のモニタ、携帯電話、およびテレビ（ＴＶ）受像機などに広く用いられている。
【０００３】
上記のような液晶表示装置としては、主に反射型液晶表示装置と透過型液晶表示装置とがある。これらのうち一般的に用いられているのは透過型液晶表示装置である。透過型液晶表示装置は、バックライト装置（以下、単に「バックライト」という）と呼ばれる面状照明装置を備え、そこから照射される光を、液晶パネルにおいて空間変調して画像を形成する。
【０００４】
バックライトとしては、導光板を用いてその端面に光源を配置して一方の主面から液晶パネルに向けて光を出射するエッジ型（例えば特許文献１参照）と、液晶パネルに向けて光を出射する光源を液晶パネルの直下に配置する直下型（例えば特許文献２参照）とがある。
【０００５】
いずれも、従来、光源としては蛍光管が良く用いられているが、近年は、高効率化および低価格化の技術進展が著しい発光ダイオード（ＬＥＤ）も良く用いられるようになっている。また、いずれも、光学シート（プリズムシートおよび拡散シートなど）を用いることがある。例えば、エッジ型の場合、導光板の光出射側に光学シートが配置され、直下型の場合、液晶パネルと光源との間に光学シートおよび拡散板が配置される。
【０００６】
直下型は、ＬＥＤのような点光源を、複数の発光領域が形成されるように例えばマトリクス状に配置することができる点で、各発光領域の発光強度を映像信号と同期して個別制御するローカルエリア制御を行うのに適している。ローカルエリア制御は、液晶テレビの光コントラストと省電力とを両立することができる照明方式として期待されている。
【０００７】
一方で、直下型には、薄型化が難しいという課題もある。拡散板を光源の近くに配置すると、光源直上が明るい輝度ムラが発生しやすいからである。
【０００８】
例えば、一般的なランバーシャン配光の光源を用いる場合、実用的な輝度均一性を確保するには、光源面と拡散板との間隔を光源の配列ピッチと同等以上に空ける必要がある。
【０００９】
また、製造コストを低減する目的で光源数を減らす場合、光源の配列ピッチは必然的に大きくなり、これに応じて光源面と拡散板との間隔を空ける必要性がさらに生じる。
【００１０】
光源面と拡散板との間隔を空けること自体、薄型化の面で好ましくないが、性能の面でも不都合がある。前述のローカルエリア制御のために一部の光源だけを点灯させても、照明光が広がるとともに照明対象部分の輝度が低下することにより、照明対象部分の周辺にハローが発生するからである。
【００１１】
光源面と拡散板との間隔を相対的に大きくすることなく輝度ムラを低減する方法として、透過率（または反射率）が不均一に分布する層（以下「透過率分布層」という）を設けることが、提案されている。
【００１２】
例えば特許文献３に記載された方法では、拡散板の表面に白色インクで反射パターンを形成し、光源直上付近の反射パターンの面積占有率を相対的に高くする。
【００１３】
また、例えば特許文献４に記載された方法では、拡散板の入射面に凹凸を設け、その凹凸の波形状の大きさ（深さ）を光源直上付近で相対的に大きくする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開１９９７−０３４３７０号公報
【特許文献２】特開２００５−２４９９４２号公報
【特許文献３】特開２００５−２８４２８３号公報
【特許文献４】特開平６−２７３７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記特許文献３記載の方法においては、微細なパターン形成が困難であり、反射パターンに起因する新たな輝度ムラが発生しやすいという問題がある。また、時間が経過すると溶媒が気化してインク濃度が変化するなど、目的の特性を安定に保つことが困難であるという問題もある。
【００１６】
さらに、上記特許文献３記載の方法においては、白色インクが用いられるが、白色インクでは可視光の吸収をゼロにするのは困難であり、特に短波長側の光吸収が大きい傾向にある。一般に、バックライトでは、拡散板、拡散シート、プリズムシートまたは偏光反射シートなどからの反射光を反射シートによって再反射させることによって、光利用効率の低下防止を図っている。ところが、その経路上に光を吸収し得る層が介在する場合は、その層を何度も往復する光が吸収され、結果的には光利用効率が大きく低下するという問題がある。
【００１７】
また、上記特許文献４記載の方法においては、成形による転写によって精密な凹凸パターン形成が可能であり、凹凸パターンに起因する輝度ムラが生じにくい点では、上記特許文献３記載の方法に比べて有利といえる。また、目的の特性が安定する点も有利である。ところが、発明者らの検討によれば、拡散板の入射面に凹凸を設け、その波形状の大きさを制御しても、その大きさに依存して透過率が変化することは殆どなく、したがって、輝度ムラ補正に効果を発揮するほどの透過率分布を形成することは困難である。
【００１８】
本発明の目的は、透過率分布層に形成されたパターンに起因する輝度ムラを発生させず、透過率分布層における光吸収を抑制し、透過率分布層の特性を安定に保つことができる面状照明装置、映像表示装置、およびこれらに用いる光学シートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の面状照明装置は、内部にて入射光を拡散させつつ透過させる拡散板と、前記拡散板の入射面に対向する所定の面上に配置された複数の光源を含み、前記入射面に向けて発光する光源部と、前記入射面からの反射光を反射により前記入射面に再入射させる反射部材と、前記拡散板の出射面に対向して配置され、透明材料から成る光学シートと、を有し、前記光学シートは、第１の主面と、複数の微細構造部を有する第２の主面と、を有し、前記複数の微細構造部は、前記複数の光源のそれぞれに対応する複数のグループを形成するように配置され、形成された各グループにおいて、個々の微細構造部の形状は、当該グループに対応する光源からの距離に応じて設定され、前記形状は、前記距離が増大するにつれて平坦に近づく。
【００２０】
本発明の映像表示装置は、上記の面状照明装置と、前記面状照明装置からの光を映像信号に応じて空間変調することにより映像を表示する光変調部と、有する。
【００２１】
本発明の光学シートは、透明材料から成る光学シートであって、第１の主面と、複数の微細構造部を有する第２の主面と、を有し、前記複数の微細構造部は、複数のグループを形成するように配置され、形成された各グループにおいて、個々の微細構造部の形状は、当該グループにおける中心位置からの距離に応じて設定され、前記形状は、前記距離が増大するにつれて平坦に近づく。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、透過率分布層に形成されたパターンに起因する輝度ムラを発生させず、透過率分布層における光吸収を抑制し、透過率分布層の特性を安定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る面状照明装置の構成を示す図
【図２】図１に示す光源部を正面から見た図
【図３】図１に示す透過率分布シートの構成を説明するための図
【図４Ａ】図３に示す透過率分布シートにおける突起部の斜視図
【図４Ｂ】図３に示す透過率分布シートにおける突起部の平面図
【図４Ｃ】図３に示す透過率分布シートにおける突起部の側面図
【図５】図３に示す透過率分布シートにおいてグループを形成する突起部の形状を説明するための図
【図６】図３に示す透過率分布シートにおける突起部が成す四角錐の底角と透過率との関係を説明するための図
【図７】本発明の実施の形態１に係る面状照明装置における光学的作用について説明するための図
【図８】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る面状照明装置の要部構成を示す図である。
【００２６】
図１に示す面状照明装置は、光源部１１０および光学シート部１２０を有する。
【００２７】
光源部１１０は、複数のＬＥＤ１１１が基板１１２の主面上に実装された構成を有する。ＬＥＤ１１１が実装されている基板１１２の主面（以下「光源部１１０の光源面」という）は、光学シート部１２０の入射面に対向して配置され、ＬＥＤ１１１は、光学シート部１２０の入射面に向けて発光する。すなわち、光源部１１０の照射範囲が光学シート部１２０の入射面のほぼ全域をカバーするように、各ＬＥＤ１１１が発する光は、ある程度の拡散性をもって光源部１１０の光源面から光学シート部１２０に向かう方向（ｚ方向として定義する）に伝播する。
【００２８】
光源部１１０の光源面上には、反射部材としての反射シート１１３が設けられている。より具体的には、反射シート１１３は、各ＬＥＤ１１１の配置位置を除いて光源部１１０の光源面全体を覆うように、設けられている。これにより、光学シート部１２０の入射面から反射した光は、反射シート１１３により反射されて光学シート部１２０の入射面に向かって伝播し、光学シート部１２０の入射面に再入射する。
【００２９】
図２は、光源部１１０を正面（光学シート部１２０の側）から見た図である（ただし、説明の便宜上、反射シート１１３は図示せず）。
【００３０】
基板１１２は、ｘ方向（横方向）において相対的に長く且つｙ方向（縦方向）において相対的に短い矩形形状を有し、これにより矩形の光源面が規定されている。なお、光学シート部１２０に含まれる各部材も同様に矩形形状を有している。
【００３１】
ＬＥＤ１１１は、光源面の矩形の領域内で、ｘ方向およびｙ方向のそれぞれにおいてほぼ一定のピッチで配列されている。すなわち、ＬＥＤ１１１の配列密度は、各ＬＥＤ１１１の配置位置に依存せず、光源面全域において一定である。なお、本実施の形態の変形例として、ＬＥＤ１１１を不等な間隔で配列してもよい。
【００３２】
ＬＥＤ１１１は、ローカルエリア制御の制御単位としての発光領域が形成されるように配列されている。図２の例では、図中の点線で区切られているように、各発光領域は２行３列のＬＥＤ１１１（つまり６個のＬＥＤ１１１）によって形成されている。前述のとおりＬＥＤ１１１の配列密度は一定であるため、全ＬＥＤ１１１が同一の供給電力で駆動されれば、全発光領域が均一の輝度で発光することとなる。
【００３３】
図１を再び参照する。光学シート部１２０は、拡散板１２１、透過率分布シート１２２および指向性補償シート１２３を含む。拡散板１２１、透過率分布シート１２２および指向性補償シート１２３はいずれも、光透過性を有する。
【００３４】
拡散板１２１は、光源部１１０からの光が拡散板１２１の一方の主面（入射面）に直接的に入射するように配置されている。拡散板１２１に入射した光は拡散板１２１を透過し、拡散板１２１の他方の主面（出射面）から透過率分布シート１２２に向けて出射する。
【００３５】
拡散板１２１は、透明基材（例えば、アクリル（ＰＭＭＡ：Polymethyl methacrylate）樹脂）内にこの透明基材と異なる屈折率を有する透明微粒子を均一密度で分散させて成るものであり、この構成により透過率が均一（例えば、透過率６０％）に設定されている。よって、拡散板１２１は、多重散乱により、入射光の一部を拡散させつつ透過させるとともに残りを反射する。反射光は、対向する反射シート１１３にて再反射して拡散板１２１に再入射する。拡散板１２１は、多重散乱により、再入射光の一部を拡散させつつ透過させるとともに残りを反射される。これらを繰り返すことによって、最終的にはほぼ全ての光が、拡散板１２１の内部を拡散しつつ透過することとなる。
【００３６】
透過率分布シート１２２（以下、単に「分布シート」という）は、拡散板１２１の出射側に配置されている。分布シート１２２は、透過率が不均一に設定されている透過率分布層を含む。分布シート１２２は、本発明に係る光学シートの一例である。
【００３７】
ここで、不均一な透過率が設定されている分布シート１２２の構成について、図３を用いて、より具体的に説明する。図３には、分布シート１２２および光源部１１０の要部が示されている。
【００３８】
分布シート１２２において、一方の主面の表面形状は平坦である（フラット面１３１）。他方の主面には多数の突起部１３３が設けられている（構造面１３２）。個々の突起部１３３は、構造面１３２の表面形状を平坦でない形状にする微細構造体（微細構造部）である。
【００３９】
一方の平面を平坦とし且つ他方の主面を非平坦とする構成は、例えば、均一厚みのＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）シートに、多数の微細構造体が形成されたアクリル系のＵＶ（ultraviolet）硬化樹脂シートを重ねることによって、実現することができる。なお、ＰＥＴシートの厚さは一般に、約１００〜２００μｍである。なお、必ずしも前述のように微細構造体の層（つまり透過率分布層）と均一厚みの層とを異なる材料で作製する必要はなく、これらを同一材料で作製してもよい。
【００４０】
突起部１３３は、ＬＥＤ１１１（図３にはＬＥＤ１１１ａ〜１１１ｄのみ図示）にそれぞれ対応するグループ（図３にはグループ１３４ａ〜１３４ｄのみ図示）が形成されるように、配列されている。各グループ１３４ａ〜１３４ｄには、各ＬＥＤ１１１ａ〜１１１ｄの出射光の到達範囲内に一様に密接して配列された多数の突起部１３３の集合が含まれる。
【００４１】
分布シート１２２上に形成される突起部１３３はいずれも、図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、正四角錐（以下、単に「四角錐」という）を成す点で共通する。また、この四角錐の底面のサイズは、全突起部１３３において同一である。ただし、この四角錐の形状、特に側面の傾斜は、各突起部１３３と対応するＬＥＤ１１１との位置関係に応じて相違する。側面の傾斜は、四角錐において側面と底面とが成す角度として定義される底角θによって表される。
【００４２】
図５は、１つのグループ１３４を形成する複数の突起部１３３の形状を説明するための図である。グループ１３４の領域の中心に位置する１つの突起部１３３ａは、側面の傾斜がその他の突起部１３３ｂ、１３３ｃよりも大きくなるように形成されている。すなわち、突起部１３３ａの底角θは、その他の突起部１３３ｂ、１３３ｃよりも大きく設定されている。このような形状を有する突起部１３３ａは、構造面１３２において、対応するＬＥＤ１１１（例えば、図３のグループ１３４ａについて言えば、ＬＥＤ１１１ａ）から最短距離の位置（直上部）に配置される。
【００４３】
突起部１３３ａの周囲に隣接する複数の突起部１３３ｂは、突起部１３３ａに比べて、底角θが若干小さく、このため側面の傾斜が若干小さくなる。さらに、突起部１３３ｂの外周側に隣接する複数の突起部１３３ｃは、突起部１３３ｂに比べて、底角θが若干小さく、このため側面の傾斜が若干小さくなる。
【００４４】
よって、１つのグループ１３４を形成する突起部１３３において、四角錐の側面の傾斜は、対応するＬＥＤ１１１から最短距離の位置にて最大となり、対応するＬＥＤ１１１からの距離が増大するにつれて徐々に小さくなる。したがって、分布シート１２２の透過率分布は、ＬＥＤ１１１から最短距離の位置にて透過率が極小値となり且つＬＥＤ１１１からの距離が増大するにつれて透過率が徐々に大きくなるような特性を呈する。
【００４５】
なお、図５に示すグループ１３４に含まれる突起部１３３の総数は２５個であるが、通常はそれよりも多数の突起部がグループ毎に形成される。
【００４６】
例えば、グループ１３４の領域が４０ｍｍ×４０ｍｍの正方形であるとすると、その領域には４００×４００＝１６００００個の突起部１３３が形成される。この場合、各突起部１３３のサイズ、つまり、各突起部１３３が成す四角錐の底面のサイズ（正方形の１辺の長さ）は、１００μｍとなる。
【００４７】
分布シート１２２を作製する方法としては、例えば、１グループ分のサイズのマスター金型を用いて複数グループ分のサイズの電鋳スタンパを作製し、電鋳スタンパの形状を樹脂製シートに転写する方法がある。なお、電鋳スタンパは、シートタイプであってもロールタイプであってもよい。この方法によれば、数十〜数百μｍオーダーの非常に微細な構造であっても容易に且つ正確に成形することができる。
【００４８】
図６は、シミュレーション用に用意された微細構造シート（微細構造体が形成されたシート）にランバーシャン配光の拡散光を入射する場合に得られる透過率のシミュレーション計算結果を示す図である。なお、微細構造シートにおける一方の主面はフラット面であり、他方の主面には、同一底角θを有する四角錐を成す多数の突起部が一様に密接して配列されているものとする。
【００４９】
微細構造シートのフラット面に光を入射させる場合を想定すると、底角θが約４５度に設定されたときに透過率は極小値（約５５％）となり、底角θがそれよりも大きくても小さくても透過率は上昇する。
【００５０】
このシミュレーション計算結果を踏まえると、本実施の形態の分布シート１２２において透過率を抑制する必要性が最も高い部分では、突起部１３３が成す四角錐の底角θを約４５度に設定することが、好ましい。したがって、１つのグループ１３４を形成する突起部１３３が成す四角錐のうち、ＬＥＤ１１１から最短距離の位置にある四角錐の底角θは、約４５度であることが好ましい。
【００５１】
四角錐の底面のサイズが１００μｍであるとすると、底角θが４５度の四角錐の高さは５０μｍとなる。よって、透過率分布層の厚みは、最も厚い部分でも５０μｍとなるため、分布シート１２２を非常に薄く作製することができる。なお、本実施の形態では、突起部１３３の配列ピッチ（四角錐の底面のサイズに相当）が均一であるため、底角θを変えることで突起部１３３の高さが変化するが、配列ピッチを不等にすると底角θを変えることで突起部１３３の高さを揃えることができる。
【００５２】
微細構造シートの構造面に光を入射させる場合についても、上記と同様のシミュレーション結果が得られる（このため、図６においては、フラット面に光を入射させる場合に関する折れ線グラフが隠れている）。このシミュレーション計算結果を踏まえると、分布シート１２２を図３に示す状態から裏返して、構造面１３２が入射面となり且つフラット面１３１が出射面となるように分布シート１２２を配置しても、同様の作用効果を実現することができる。
【００５３】
なお、図６には、比較例として、透過率６０％および反射率４０％に設定された拡散板の出射面上に上記と同様の微細構造体を形成し、その拡散板の入射面にランバーシャン配光の拡散光を入射する場合についても、透過率のシミュレーション計算結果が示されている。このシミュレーション計算結果によれば、底角θを変えても透過率は殆ど変化せず、約６０％であり、有意な透過率分布が形成されていない。したがって、上記特許文献４記載の方法では、輝度ムラ補正に効果を発揮するほどの透過率分布を形成することは困難であると考えられる。
【００５４】
図１を再び参照する。指向性補償シート１２３は、前述の拡散板１２１と同様、光を拡散させつつ透過させるものであり、分布シート１２２の出射側に配置されている。一般的なバックライトにおいて通常用いられる透過率７０％程度の拡散シートを、指向性補償シート１２３として用いることができる。指向性補償シート１２３の構成は基本的に前述の拡散板１２１と同様である。なお、指向性補償シート１２３は、透明材料表面に微細な凹凸を形成することによって得られる拡散シートであってもよい。
【００５５】
以下、上記構成を有する面状照明装置１００における光学的作用について、説明簡略化のために１つのグループ１３４分の領域に注目して、図７を用いて説明する。
【００５６】
ＬＥＤ１１１からの出射光１４１は、ＬＥＤ１１１の直上部には垂直に入射するため、その部分では照度が高くなり、ＬＥＤ１１１の直上部から離れるにつれて入射角度が大きくなるため、照度が低下する。
【００５７】
拡散板１２１を透過した出射光１４２の特性は、拡散板１２１内部での多重散乱によって、入射角度に依存せず一様に出射面の法線方向（ｚ方向に相当）に指向性を有するランバーシャン配光となる。しかし、出射光１４２の照度は、ＬＥＤ１１１の直上部から離れるにつれて低下する。なお、図７において、照度の高さは、出射光１４２、１４３、１４４を囲む円の大きさによって、分かりやすく表されている。
【００５８】
分布シート１２２は、ＬＥＤ１１１の直上部では透過率が低く、且つ、ＬＥＤ１１１の直上部から離れるにつれて透過率が高くなるように、構成されているため、上記の不均一な照度分布を打ち消すことができる。したがって、分布シート１２２を透過した出射光１４３の照度は、ほぼ一様となる。
【００５９】
ただし、分布シート１２２における上記の作用は、多数の突起部１３３により実現されるものであり、各突起部１３３は四角錐を成すものであるため、分布シート１２２を透過した出射光１４３には、指向性が生じる。具体的には、出射光１４３は、ＬＥＤ１１１の直上部では出射面の法線方向（ｚ方向に相当）に強い指向性を有し、ＬＥＤ１１１の直上部から離れるにつれてランバーシャンに近づく。なお、図７において、指向性は、出射光１４２、１４３、１４４を囲む円の形状によって、分かりやすく表されている。
【００６０】
上記のような不均一な指向性分布が存在すると、観察方向によっては輝度ムラが生じることになるため、好ましくない。
【００６１】
指向性補償シート１２３は、このような指向性分布を補償して、場所に依存せず一様な指向性を有する出射光１４４を得るために設けられる。すなわち、指向性補償シート１２３を使用することにより、観察方向に依存して生じる輝度ムラを抑えることもできる。
【００６２】
このようにして、面状照明装置１００においては、輝度ムラを適正レベルに抑えることができる。また、分布シート１２２の追加により、ＬＥＤ１１１と拡散板１２１とを大きく離間させる必要もなくなり、面状照明装置１００のさらなる薄型化を実現することができる。発明者らのシミュレーションによれば、従来では光源と拡散板との間隔を２０ｍｍ以上に設定する必要があったところ、本実施の形態の構成ではその間隔を１２ｍｍにまで短縮することができた。
【００６３】
なお、面状照明装置１００においては通常、各部材での反射光が作用する。さらに、一般には、バックライトの正面輝度を上昇させるためのシート（プリズムシートおよび偏光反射シートなど）が併用される。したがって、実際に生じる光学的作用は、前述のものよりもかなり複雑となるが、面状照明装置１００における光学的作用についての理解を容易にするために、実際に生じる光学的作用についての詳細な説明を省略した。
【００６４】
以上のように、本実施の形態によれば、分布シート１２２の構造面１３２には、複数のＬＥＤ１１１に対応する複数のグループ１３４を形成する多数の突起部１３３が、形成されている。各グループ１３４における個々の突起部１３３の形状は、対応するＬＥＤ１１１からの距離に応じて設定されている。突起部１３３の形状は、ＬＥＤ１１１からの距離が増大するにつれて平坦に近づく。
【００６５】
このため、分布シート１２２からの出射光には、場所に依存せず一様な照度が与えられる。また、突起部１３３は微細な構造体であるため、突起部１３３の形状に起因する輝度ムラを殆ど発生させることがない。さらに、白色インクによる反射パターンを用いないため、透過率分布層において吸収による光損失を発生させることもなく、透過率分布の特性が経時変化することもない。
【００６６】
さらに、面状照明装置１００のさらなる薄型化が実現されるため、１つのＬＥＤ１１１でより狭い領域をより大きな光線強度で照明することができる。したがって、ローカルエリア制御を行う場合に、個々の領域におけるピーク輝度が高まるとともにフレア（周辺領域への光のにじみ）が低減されるため、コントラストをより高めることができる。
【００６７】
なお、本実施の形態では、微細構造体は凸状（突起部１３３）であるが、凹状であってもよい。この場合、突起部１３３の代わりに形成される凹陥部は、四角錐を成す空隙を有する。
【００６８】
また、突起部１３３または凹陥部の空隙が成す形状は、例えば三角錐または円錐など、四角錐でない形状であってもよい。
【００６９】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について説明する。
【００７０】
図８は、本実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。
【００７１】
図８に示す液晶表示装置２００は、実施の形態１で説明した面状照明装置１００をバックライトとして有するほか、液晶パネル２２０、映像信号発生器２３０、液晶駆動回路２４０および光源駆動回路２５０を有する。
【００７２】
面状照明装置１００の構成については実施の形態１で詳しく説明したため、ここではその詳細な説明を省略する。
【００７３】
光変調部としての液晶パネル２２０は、面状照明装置１００によって背面から照射される照射光を、液晶駆動回路２４０から入力される制御信号に応じて空間変調することにより、映像を表示する。
【００７４】
液晶パネル２２０は、ガラス基板に液晶層を挟み込んだ構成をしており、ゲートドライバ（図示せず）およびソースドライバ（図示せず）などによって、各画素に対応する液晶層に信号電圧が与えられて透過率が制御される。上記のゲートドライバおよびソースドライバには、液晶駆動回路２４０から制御信号が与えられる構成となっている。
【００７５】
なお、液晶パネル２２０における光変調方式としては、ＩＰＳ（In Plane Switching）方式およびＶＡ（Vertical Alignment）方式など、種々の方式を採用することができる。
【００７６】
液晶パネル２２０は、非自発光型表示デバイスの一種であり、本発明の表示部としては、別の種類の非自発光型表示デバイスを代用することもできる。したがって、本発明の映像表示装置は、液晶表示装置に限定されるものではない。
【００７７】
液晶駆動回路２４０は、映像信号発生器２３０から入力される映像信号に応じて、液晶パネル２２０の透過率を制御する制御信号を生成し、この制御信号を液晶パネル２２０に出力する。
【００７８】
制御部としての光源駆動回路２５０は、映像信号発生器２３０から入力される映像信号に応じて、面状照明装置１００のＬＥＤ１１１の発光強度を発光領域（ローカルエリア制御の制御単位）毎に制御する。これにより、映像のコントラストを向上して表示品位を高めるとともに、不要な部分の照明を抑えることにより照明に要する消費電力を低減することができる。
【００７９】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。上記各実施の形態は、種々変更して実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明の面状照明装置は、透過率分布層に形成されたパターンに起因する輝度ムラを発生させず、透過率分布層における光吸収を抑制し、透過率分布層の特性を安定に保つ効果を有し、液晶表示装置などのバックライトに用いて好適である。
【符号の説明】
【００８１】
１００  面状照明装置
１１０  光源部
１１１、１１１ａ〜１１１ｄ  ＬＥＤ
１１２  基板
１１３  反射シート
１２０  光学シート部
１２１  拡散板
１２２  透過率分布シート
１２３  指向性補償シート
１３１  フラット面
１３２  構造面
１３３、１３３ａ〜１３３ｃ  突起部
１３４、１３４ａ〜１３４ｄ  グループ
２００  液晶表示装置
２２０  液晶パネル
２３０  映像信号発生器
２４０  液晶駆動回路
２５０  光源駆動回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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