(57)【要約】【課題】色むらの少ない直下型の面光源およびそれを用いた液晶表示装置を提供すること。【解決手段】面光源（１）は、青色光を発光する複数の発光手段（１０）と、前記発光手段の背面側に配置され、光を反射する第１の反射手段（２０）と、前記発光手段の前面側に配置され、光を拡散する拡散手段（３０）と、前記拡散手段の前面側に配置され、入射光の一部を反射させ、一部を透過する第２の反射手段（６０）と、前記第１の反射手段と前記第２の反射手段との間に配置され、前記青色光を一部透過するとともに、前記青色光の他の一部を前記透過した青色光と混色することで白色光となる特定色の光に変換する波長変換手段（４０）と、前記第１の反射手段と前記第２の反射手段との間に配置され、前記特定色の光に対して減衰作用を有する減衰手段（５０）と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色光を発光する複数の発光手段と、
前記発光手段の後方に配置され、入射光を反射する第１の反射手段と、
前記発光手段の前方に配置され、入射光を拡散する拡散手段と、
前記拡散手段の前方に配置され、入射光の一部を反射させ、一部を透過する第２の反射手段と、
前記第１の反射手段と前記第２の反射手段との間に配置され、前記青色光を一部透過するとともに、前記青色光の他の一部を前記透過した青色光と混色することで白色光となる特定色の光に変換する波長変換手段と、
前記第１の反射手段と前記第２の反射手段との間に配置され、前記特定色の光に対して減衰作用を有する減衰手段と、を備えた、
面光源。
【請求項２】
前記波長変換手段は、
青色光によって励起され、青色光と混色することで白色光となる特定色の光を発光する蛍光体を有する、
請求項１記載の面光源。
【請求項３】
前記減衰手段は、前記波長変換手段よりも前方に配置される、
請求項１記載の面光源。
【請求項４】
前記波長変換手段および前記減衰手段は、
当該波長変換手段と当該減衰手段とを組合せた複合体としての前記青色光の発光主波長の透過率をＴ１、前記特定色の発光主波長の透過率をＴ２とするとき、以下の式
０．７×Ｔ１＜Ｔ２＜１．４×Ｔ１
を満足する、請求項１記載の面光源。
【請求項５】
前記波長変換手段および前記減衰手段は、
当該波長変換手段と当該減衰手段とを組合せた複合体としての前記青色光の発光主波長の透過率をＴ１、前記特定色の発光主波長の透過率をＴ２とするとき、以下の式
０．９×Ｔ１＜Ｔ２＜１．１×Ｔ１
を満足する、請求項１記載の面光源。
【請求項６】
前記発光手段は、
発光する前記青色光の発光主波長が４３０ｎｍ〜４８０ｎｍである発光ダイオードである、
請求項１記載の面光源。
【請求項７】
当該面光源の出射光の色温度が３０００Ｋ〜１００００Ｋである、
請求項１記載の面光源。
【請求項８】
前記減衰手段は、
前記特定色の波長域以外の波長に対しては減衰作用を有さない、
請求項１記載の面光源。
【請求項９】
前記発光手段と前記拡散手段との間に、前記発光手段の発光する光の配光を拡げるレンズを備えた、
請求項１記載の面光源。
【請求項１０】
前記減衰手段は、前記特定色の補色の色素を含むフィルタである、
請求項１記載の面光源。
【請求項１１】
前記減衰手段は、複数の薄膜で構成されたダイクロイックフィルタである、
請求項１記載の面光源。
【請求項１２】
前記波長変換手段と前記減衰手段とが一体で形成されて、１枚のシート形状を有する、
請求項１記載の面光源。
【請求項１３】
請求項１記載の面光源と、
前記面光源からの出射光を背面から入射し、画像を表示する液晶パネルと、を備えた、
液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置のバックライトとして用いられる面光源、および面光源を用いた液晶表示装置に関する。特に、色むらを低減した面光源、および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置のバックライトは、拡散板や反射板等の部材と共に、光源として冷陰極管を用いた構成が使われている。近年、これらバックライトの光源として発光ダイオード（以下、ＬＥＤと言う）が使用されるようになってきた。ＬＥＤは近年効率が向上し、冷陰極管に変わる消費電力の少ない光源として期待されている。また、ＬＥＤを液晶パネルの背面に平面状に２次元配置した直下型の液晶表示装置においては、映像に応じてＬＥＤの明暗を平面内で局所制御することで、液晶表示装置の消費電力を下げたり、映像のコントラストを向上させたりすることができる。
【０００３】
バックライトとして用いられる白色の面光源をＬＥＤを用いて構成する方法としては、以下のようなものがある。例えば、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３色のＬＥＤを複数配置し、３色の光を混色することで白色を得る方法である。また、他の方法として、単色のＬＥＤの直上に蛍光体を配置し、ＬＥＤの光と蛍光体で励起された光とを混色して白色を得る白色光源を複数配置する方法である。蛍光体を用いる方法は、経時変化で色度が変化する現象が少なく、比較的発光効率も高いという特性がある。
【０００４】
ＬＥＤと蛍光体で白色光源を構成する場合は、蛍光体の厚さや蛍光体の濃度で色度が変化する。すなわち、それぞれの白色光源の色度を一定に揃える必要がある。しかし、蛍光体を塗布する工程のばらつきがあり、一定の色度を得ることは困難である。結果として、面光源としての色むらの原因となっている。
【０００５】
上記色むらの対策として、ＬＥＤからの光を均一にしてからシート状の蛍光体に照射して、均一な白色光を得る方法が知られている。例えば特許文献１に開示されている方法は、まず、導光板の端面から青色ＬＥＤの光を入射し、導光板主面から青色の光を出射させている。そして、導光板主面に青色ＬＥＤの光で励起されて黄色を発光する蛍光体シートを配置している。蛍光体で励起された黄色と、そのまま透過した青色とが混色し、白色の面光源を得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３１１６７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
大画面の液晶表示装置用の面光源とするためには、光量を確保する必要がある。導光板の端面から光源の光を入射させる方法は、光源を配置できる場所が限られており、光源が近接して配置される。さらに、光量確保のため光源１個あたりの発光輝度を高める必要があり、熱対策も問題となる。また、上述したような局所制御ができない。
【０００８】
これに対し、光源を配置できる場所が多く、大画面に適している直下型の液晶表示装置において、バックライトとしての面光源の出射面に蛍光体シートを置く方法が考えられる。例えば、光源として青色ＬＥＤ光源を平面上に複数配置すると共に、面光源の出射面に青色ＬＥＤの光で励起されて黄色を発光する蛍光体シートを配置する方法である。しかし、一般的に面光源には、液晶表示装置の画面正面方向の輝度を向上するために輝度上昇フィルムが使われている。そのため、輝度上昇フィルムの出射面側に蛍光体シートを配置すると、面光源を観察する方向によって面光源の色度が変化する問題が発生する。また、輝度上昇フィルムの背面側に蛍光体シートを配置すると、ＬＥＤが配置された位置を中心として同心円状に色度が変化する問題が発生する。
【０００９】
本発明者らは、鋭意検討の結果この同心円状に色度が変化する問題の原因として以下の原因を見出した。
【００１０】
輝度上昇フィルムとＬＥＤ背面に配置された白色反射板との間では、ＬＥＤから出射した光は多重反射を繰り返している。その間に蛍光体シートを配置することによって、蛍光体シートを光線が透過する度にＬＥＤの青色光が吸収される。よって、拡散されてＬＥＤから距離が遠くなるに従って、青色光が減少する。しかし、蛍光体シートで発光した黄色は再度蛍光体シートに入射しても吸収されないため、ＬＥＤから離れても青色ほど光量が減少しない。そのため、ＬＥＤから距離が遠くなるに従って色度が黄色に近づいてしまう。
【００１１】
この現象について、図１０〜図１２を用いてより詳細に説明する。
【００１２】
図１０は、従来の構成における面光源の概略断面図である。面光源１００は、青色ＬＥＤ１１０と反射板２００と拡散シート３００と波長変換シート４００と輝度上昇シート５００とを備えている。
【００１３】
青色ＬＥＤ１１０は、青色の光を発光する。青色ＬＥＤ１１０は、反射板２００の前面にマトリックス状に均等間隔で複数配置されている。
【００１４】
反射板２００は、青色ＬＥＤ１１０の後方に配置されている。反射板２００は、前面が白色の拡散反射面で形成され、その拡散反射面に到達した光を拡散して反射する。
【００１５】
拡散シート３００は、青色ＬＥＤ１１０の前方に配置されている。拡散シート３００は、背面から入射する光を拡散させる。そして、一部の光を透過して前面から出射し、一部の光は反射して背面方向側（青色ＬＥＤ１１０側）へ戻る。
【００１６】
波長変換シート４００は、拡散シート３００と後述する輝度上昇シート５００との間に配置されている。波長変換シート４００は、内部に蛍光体（図示せず）を有している。この蛍光体は、青色の光が当たることで励起して、黄色の光を発する。波長変換シート４００は、背面から入射する青色光を一部そのまま透過させるとともに、蛍光体の波長変換作用によって一部の光を黄色に変換して透過させる。青色光と黄色光は、混色することで白色光となる。
【００１７】
輝度上昇シート５００は、拡散シート３００の前方に配置される。輝度上昇シート５００は、入射光の一部を後方へ反射するとともに、一部を透過して出射面の法線方向に向けて集光して出射することで出射光の正面輝度を上昇させる。
【００１８】
次に、面光源１００の作用について図１１および図１２を用いて説明する。図１１は、面光源１００における青色光の様子を示す説明図であり、図１２は面光源１００における黄色光の様子を示す説明図である。なお、図中の矢印は、その向きが光線の向きを、その幅が光線の強度を模式的に表す。
【００１９】
図１１（ａ）は、青色ＬＥＤ１１０から発せられた光が輝度上昇シート５００の前面から出射するまでの様子を示している。まず、青色ＬＥＤ１１０から発せられた青色光２０Ｂａは、拡散シート３００に到達する。拡散シート３００に入射した青色光２０Ｂａは拡散され、一部は透過し、一部は反射する。よって、拡散シート３００を透過した青色光３０Ｂａは、青色光２０Ｂａに比べて光の強度が減少している。拡散シート３００を透過した青色光３０Ｂａは、波長変換シート４００に到達する。波長変換シート４００では、青色光３０Ｂａの内一部は蛍光体（図示せず）に衝突し、蛍光体を励起する。そして、一部は蛍光体に衝突せず透過する。よって、波長変換シート４００を透過した青色光４０Ｂａは、青色光３０Ｂａに比べて光の強度が減少している。波長変換シート４００を透過した青色光４０Ｂａは、輝度上昇シート５００に到達する。青色光４０Ｂａは、輝度上昇シート５００に入射する角度によって一部は反射し、一部は透過する。輝度上昇シート５００を透過した青色光５０Ｂａは、面光源１００の出力として出射される。
【００２０】
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）における青色光４０Ｂａの内、輝度上昇シート５００で反射された光が反射板２００に到達するまでの様子を示している。まず、輝度上昇シート５００を反射した青色光４０Ｂｂは、波長変換シート４００に到達する。波長変換シート４００では、青色光４０Ｂｂの内一部は蛍光体（図示せず）に衝突し、蛍光体を励起する。そして、一部は蛍光体に衝突せず透過する。よって、波長変換シート４００を透過した青色光３０Ｂｂは、青色光４０Ｂｂに比べて光の強度が減少している。波長変換シート４００を透過した青色光３０Ｂｂは、拡散シート３００に到達する。拡散シート３００に入射した青色光３０Ｂｂは拡散され、一部は透過し、一部は反射する。よって、拡散シート３００を透過した青色光２０Ｂｂは、青色光３０Ｂｂに比べて光の強度が減少している。拡散シート３００を透過した青色光２０Ｂｂは、反射板２００に到達する。反射板２００では、青色光２０Ｂｂは拡散しながら反射して、再度拡散シート３００に入射する。
【００２１】
図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）における青色光２０Ｂｂのうち、反射板２００で反射された光が輝度上昇シート５００の前面から出射するまでの様子を示している。このとき青色光２０Ｂｃ〜５０Ｂｃまでの作用は、上述した図１１（ａ）における青色光２０Ｂａ〜５０Ｂａと同様である。
【００２２】
以上のように、青色ＬＥＤ１１０からの光は、面光源１００内部を循環する。ただし、輝度上昇シート５００の前面から徐々に面光源１００外部に出力されるため、光の強度は減衰していく。また、青色光は、減衰しながらも各構成部材で拡散される。そのため、青色光は、面光源１００を循環するほど青色ＬＥＤ１１０から離れていく。また、青色光は、面光源１００を循環する毎に、波長変換シート４００を透過する。そのため、青色光は、波長変換シート４００を透過する毎に蛍光体に光の一部が衝突し、光の強度が減衰する。
【００２３】
次に、波長変換シート４００で発光した黄色光について説明する。
【００２４】
図１２（ａ）は、波長変換シート４００から発せられた黄色光が輝度上昇シート５００の前面から出射するまでの様子を示している。まず、波長変換シート４００から発生した黄色光４０Ｙａは、輝度上昇シート５００に到達する。黄色光４０Ｙａは、輝度上昇シート５００に入射する角度によって一部は反射し、一部は透過する。輝度上昇シート５００を透過した黄色光５０Ｙａは、面光源１００の出力として出射される。
【００２５】
図１２（ｂ）は、図１２（ａ）における黄色光４０Ｙａの内、輝度上昇シート５００で反射された光が反射板２００に到達するまでの様子を示している。まず、輝度上昇シート５００を反射した黄色光４０Ｙｂは、波長変換シート４００に到達する。波長変換シート４００では、黄色光４０Ｙｂに対しては、波長変換が起こらない。よって、黄色光４０Ｙｂは、一部が反射されると共に、一部が波長変換シート４００内を拡散して透過する。また、波長変換シート４００では、図１１（ｂ）の青色光４０Ｂｂの一部が蛍光体を励起するため、新たな黄色光も発生する。よって、波長変換シート４００を透過した黄色光３０Ｙｂは、黄色光４０Ｙｂとほぼ同じ強度または黄色光４０Ｙｂよりも強い強度を有している。あるいは、波長変換シート４００の反射の程度によっては、黄色光３０Ｙｂは、黄色光４０Ｙｂに比べて強度が減少する場合もありうる。ただし、黄色光４０Ｙｂよりも黄色光３０Ｙｂの強度が減少する場合であっても、図１１（ｂ）において、青色光３０Ｂｂが青色光４０Ｂｂに比べて強度が減少している度合いに比べれば、減少の度合いは小さくなる。波長変換シート４００を透過した黄色光３０Ｙｂは、拡散シート３００に到達する。拡散シート３００に入射した黄色光３０Ｙｂは拡散され、一部は透過し、一部は反射する。よって、拡散シート３００を透過した黄色光２０Ｙｂは、黄色光３０Ｙｂに比べて光の強度が減少している。拡散シート３００を透過した黄色光２０Ｙｂは、反射板２００に到達する。反射板２００では、黄色光２０Ｙｂは拡散しながら反射して、再度拡散シート３００に入射する。
【００２６】
図１２（ｃ）は、図１２（ｂ）における黄色光２０Ｙｂのうち、反射板２００で反射された光が輝度上昇シート５００の前面から出射するまでの様子を示している。まず、反射板２００で反射された黄色光２０Ｙｃは、拡散シート３００に到達する。拡散シート３００に入射した黄色光２０Ｙｃは拡散され、一部は透過し、一部は反射する。よって、拡散シート３００を透過した黄色光３０Ｙｃは、黄色光２０Ｙｃに比べて光の強度が減少している。拡散シート３００を透過した黄色光３０Ｙｃは、波長変換シート４００に到達する。波長変換シート４００では、黄色光３０Ｙｃに対しては、波長変換が起こらない。よって、黄色光３０Ｙｃは、一部が反射されると共に、一部が波長変換シート４００内を拡散して透過する。また、波長変換シート４００では、図１１（ｃ）の青色光３０Ｂｃの一部が蛍光体を励起するため、新たな黄色光も発生する。よって、波長変換シート４００を透過した黄色光４０Ｙｃは、黄色光３０Ｙｃとほぼ同じ強度または黄色光３０Ｙｃよりも強い強度を有している。あるいは、波長変換シート４００の反射の程度によっては、黄色光４０Ｙｃは、黄色光３０Ｙｃに比べて強度が減少する場合もありうる。ただし、黄色光３０Ｙｃよりも黄色光４０Ｙｃの強度が減少する場合であっても、図１１（ｃ）において、青色光４０Ｂｃが青色光３０Ｂｃに比べて強度が減少している度合いに比べれば、減少の度合いは小さくなる。以降、黄色光４０Ｙｃ〜５０Ｙｃまでの作用は、上述した図１２（ａ）における黄色光４０Ｙａ〜５０Ｙａと同様である。
【００２７】
以上のように、波長変換シート４００で発生した黄色光は、面光源１００内部を循環する。ただし、輝度上昇シート５００の前面から徐々に面光源１００外部に出力されるため、光の強度は減衰していく。また、黄色光は、減衰しながらも各構成部材で拡散される。そのため、黄色光は、面光源１００を循環するほど青色ＬＥＤ１１０から離れていく。
【００２８】
ここで、青色ＬＥＤ１１０から発せられる青色光と波長変換シート４００から発せられる黄色光とでは、減衰の度合いが異なっている。より詳しくは、青色ＬＥＤ１１０から発せられる青色光は、面光源１００の内部を循環する間に波長変換シート４００を透過する度に光の強度が低下するのに対して、波長変換シート４００から発せられた黄色光は、面光源１００の内部を循環する間に波長変換シート４００を透過しても光の強度はほぼ変わらない。これは、青色光と黄色光とでは、青色ＬＥＤ１１０からの距離が離れるにしたがって光の強度が減衰する際の減衰の度合いが異なることを意味する。つまり、図１１（ａ）における輝度上昇シート５００から出射する青色光５０Ｂａと、図１２（ａ）における輝度上昇シート５００から出射する黄色光５０Ｙａとの比に対し、図１１（ｃ）における輝度上昇シート５００から出射する青色光５０Ｂｃと、図１２（ｃ）における輝度上昇シート５００から出射する黄色光５０Ｙｃとの比が異なっている。具体的には、青色光よりも黄色光のほうが、減衰が少ない。このことによって、たとえ青色ＬＥＤ１１０の位置で所望の白色となるように青色光と黄色光の量を調整したとしても、青色ＬＥＤ１１０から離れるほど青色成分が減衰し、黄色がかった色になってしまう。すなわち、色むらが発生する。
【００２９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、色むらの少ない直下型の面光源およびそれを用いた液晶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】
【００３０】
本発明の面光源は、青色光を発光する複数の発光手段と、前記発光手段の背面側に配置され、光を反射する第１の反射手段と、前記発光手段の前面側に配置され、光を拡散する拡散手段と、前記拡散手段の前面側に配置され、入射光の一部を反射させ、一部を透過する第２の反射手段と、前記第１の反射手段と前記第２の反射手段との間に配置され、前記青色光を一部透過するとともに、前記青色光の他の一部を前記透過した青色光と混色することで白色光となる特定色の光に変換する波長変換手段と、前記第１の反射手段と前記第２の反射手段との間に配置され、前記特定色の光に対して減衰作用を有する減衰手段と、を備える。
【００３１】
また、本発明の液晶表示装置は、前記面光源と、前記面光源からの出射光を背面から入射し、画像を表示する液晶パネルと、を備える。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の面光源によれば、色むらの少ない直下型の面光源を提供することができる。また、本発明の液晶表示装置によれば、色むらの少ない直下型の液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る面光源の概略構造の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１に係る面光源の概略断面図
【図３】（ａ）実施の形態１において、青色ＬＥＤから発せられた青色光が輝度上昇シートの前面から出射するまでの様子を示す説明図、（ｂ）輝度上昇シートで反射した青色光が反射板に到達するまでの様子を示す説明図、（ｃ）反射板で反射した青色光が輝度上昇シートの前面から出射するまでの様子を示す説明図
【図４】（ａ）実施の形態１において、波長変換シートから発せられた黄色光が輝度上昇シートの前面から出射するまでの様子を示す説明図、（ｂ）輝度上昇シートで反射した黄色光が反射板に到達するまでの様子を示す説明図、（ｃ）反射板で反射した黄色光が輝度上昇シートの前面から出射するまでの様子を示す説明図
【図５】本発明の実施の形態２に係る面光源の概略断面図
【図６】（ａ）実施の形態２において、青色ＬＥＤから発せられた青色光が輝度上昇シートの前面から出射するまでの様子を示す説明図、（ｂ）輝度上昇シートで反射した青色光が反射板に到達するまでの様子を示す説明図、（ｃ）反射板で反射した青色光が輝度上昇シートの前面から出射するまでの様子を示す説明図
【図７】（ａ）実施の形態２において、波長変換シートから発せられた黄色光が輝度上昇シートの前面から出射するまでの様子を示す説明図、（ｂ）輝度上昇シートで反射した黄色光が反射板に到達するまでの様子を示す説明図、（ｃ）反射板で反射した黄色光が輝度上昇シートの前面から出射するまでの様子を示す説明図
【図８】本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の概略構造の斜視図
【図９】本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の概略断面図
【図１０】従来の面光源の概略断面図
【図１１】（ａ）従来の面光源において、青色ＬＥＤから発せられた青色光が輝度上昇シートの前面から出射するまでの様子を示す説明図、（ｂ）輝度上昇シートで反射した青色光が反射板に到達するまでの様子を示す説明図、（ｃ）反射板で反射した青色光が輝度上昇シートの前面から出射するまでの様子を示す説明図
【図１２】（ａ）従来の面光源において、波長変換シートから発せられた黄色光が輝度上昇シートの前面から出射するまでの様子を示す説明図、（ｂ）輝度上昇シートで反射した黄色光が反射板に到達するまでの様子を示す説明図、（ｃ）反射板で反射した黄色光が輝度上昇シートの前面から出射するまでの様子を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態において、同様の構成要素については同一の符号を付し、再度の説明を省略する場合がある。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る面光源の概略構造の斜視図である。また、図２は、図１の面光源のｘ−ｙ平面における概略断面図である。なお、図１および図２では本実施の形態の特徴的な構成のみを示しており、その他の部分については記載を一部省略している。ここで、ｘ軸の方向を「横方向」又は「左右方向」、面光源１の光の出射方向であるｙ軸の正の方向を「正面方向」又は「前方向」、ｙ軸の負の方向を「背面方向」又は「後方向」、ｚ軸の正の方向を「上方向」、ｚ軸の負の方向を「下方向」と呼ぶ。また、各構成要件における正面方向側の面を「正面」又は「前面」と呼ぶ。
【００３６】
面光源１は、青色ＬＥＤ１０と反射板２０と拡散シート３０と波長変換シート４０と減衰シート５０と輝度上昇シート６０とを備えている。また、面光源１は、青色ＬＥＤ１０と拡散シート３０の間に、青色ＬＥＤ１０に接して配置されたレンズ１１を備えている。面光源１は、輝度上昇シート６０の正面側の面を光の出射面として、白色の面状光を出射する。ここで、白色とは、色温度が３０００Ｋ〜１００００Ｋ以内のことを言う。
【００３７】
青色ＬＥＤ１０は、青色の光を発光する。青色ＬＥＤ１０の発光する青色の発光主波長は、４３０〜４８０ｎｍである。ここで、発光主波長とは、発光輝度のピーク値を有する波長である。青色ＬＥＤ１０は、反射板２０の前面にマトリックス状に均等間隔で複数配置されている。青色ＬＥＤ１０は、面光源１の構成によって適宜最適な数および間隔で配置される。例えば、面光源１の大きさ、厚み、レンズ１１の配光化特性等に応じて決定される。
【００３８】
レンズ１１は、青色ＬＥＤ１０に接するように設けられている。レンズ１１は、青色ＬＥＤ１０から出射した青色光を入射し、広配光化して出射する。より具体的に説明すると、青色ＬＥＤ１０から出射した青色光は、光軸方向である正面方向に最も強い光を出射する。この青色光をレンズ１１の作用によって光軸方向からより傾斜した方向に光を配光させる。つまり、レンズ１１は、入射した光の配光を拡げる。このことによって、面光源１の厚みをより薄くしたり、あるいは、青色ＬＥＤ１０の数を減らしたりすることができる。レンズ１１は、シリコンやアクリルなどの透明な樹脂材料で形成される。あるいは、ガラス材料で形成されてもよい。
【００３９】
反射板２０は、平板形状を有しており、青色ＬＥＤ１０の後方に配置されている。反射板２０は、少なくともその前面が白色の拡散反射面で形成されている。具体的には、白色のポリエステルなどにより形成される。反射板２０は、その拡散反射面に到達した光を拡散して反射する。つまり、反射板２０に到達した光は、正面方向側に拡散して反射される。
【００４０】
拡散シート３０は、平板形状を有しており、青色ＬＥＤ１０の前方に配置されている。拡散シート３０は、背面から入射する光を拡散させる。そして、一部の光を透過して前面から出射し、一部の光は反射して背面方向側（青色ＬＥＤ１０側）へ戻る。
【００４１】
波長変換シート４０は、平板形状を有しており、拡散シート３０と後述する輝度上昇シート６０との間に配置されている。波長変換シート４０は、内部に蛍光体（図示せず）を有している。この蛍光体は、青色の光が当たることで励起して、特定色の光、すなわち本実施の形態においては黄色の光を発する。言い換えると、蛍光体は、青色の光の波長を長波長側に変換して黄色の光を発する。黄色の発光主波長は、５５０ｎｍ〜６１０ｎｍである。波長変換シート４０は、背面から入射する青色光を一部そのまま透過させるとともに、蛍光体の波長変換作用によって一部の光を黄色に変換して透過させる。青色光と黄色光は、混色することで白色光となる。もちろん、青色光が多い場合には青色がかった白色光となり、黄色光が多い場合には、黄色がかった白色光となる。
【００４２】
減衰シート５０は、平板形状を有しており、拡散シート３０と後述する輝度上昇シート６０との間に配置されている。減衰シート５０は、特定色の光、すなわち本実施の形態においては黄色の光に対して減衰作用を有する。また、減衰シート５０は、青色の光に対しては減衰作用を有さない。減衰シート５０は、特定色である黄色の補色の色素を含むフィルタからなる。
【００４３】
輝度上昇シート６０は、平板形状を有しており、拡散シート３０の前方に配置される。輝度上昇シート６０は、入射光の一部を後方へ反射するとともに、一部を透過して出射面の法線方向に向けて集光して出射することで出射光の正面輝度を上昇させる。このような構成は、例えば、輝度上昇シート６０がその前面にプリズムを有することで、所定の角度の光だけを出射させることによって実現される。
【００４４】
以上、面光源１の構成について説明した。次に、面光源１の作用について図３および図４を用いて説明する。図３は、面光源１における青色光の様子を示す説明図であり、図４は面光源１における黄色光の様子を示す説明図である。なお、図中の矢印は、その向きが光線の向きを、その幅が光線の強度を模式的に表す。
【００４５】
図３（ａ）は、青色ＬＥＤ１０から発せられた光が輝度上昇シート６０の前面から出射するまでの様子を示している。まず、青色ＬＥＤ１０から発せられた光は、レンズ１１を介して拡げられる。その後、青色光２１Ｂａは、拡散シート３０に到達する。拡散シート３０に入射した青色光２１Ｂａは拡散され、一部は透過し、一部は反射する。よって、拡散シート３０を透過した青色光３１Ｂａは、青色光２１Ｂａに比べて光の強度が減少している。拡散シート３０を透過した青色光３１Ｂａは、波長変換シート４０に到達する。波長変換シート４０では、青色光３１Ｂａの内一部は蛍光体（図示せず）に衝突し、蛍光体を励起する。そして、一部は蛍光体に衝突せず透過する。よって、波長変換シート４０を透過した青色光４１Ｂａは、青色光３１Ｂａに比べて光の強度が減少している。波長変換シート４０を透過した青色光４１Ｂａは、減衰シート５０に到達する。減衰シート５０では、青色ＬＥＤ１０の発光主波長の光は減衰することはないので、ほぼそのままの強度で減衰シート５０を透過する。よって、減衰シート５０を透過した青色光５１Ｂａは、青色光４１Ｂａとほぼ同じ強度を有している。減衰シート５０を透過した青色光５１Ｂａは、輝度上昇シート６０に到達する。青色光５１Ｂａは、輝度上昇シート６０に入射する角度によって一部は反射し、一部は透過する。輝度上昇シート６０を透過した青色光６１Ｂａは、面光源１の出力として出射される。
【００４６】
図３（ｂ）は、図３（ａ）における青色光５１Ｂａの内、輝度上昇シート６０で反射された光が反射板２０に到達するまでの様子を示している。まず、輝度上昇シート６０を反射した青色光５１Ｂｂは、減衰シート５０に到達する。減衰シート５０では、青色光５１Ｂｂの発光主波長の光は減衰することはないので、ほぼそのままの強度で減衰シート５０を透過する。よって、減衰シート５０を透過した青色光４１Ｂｂは、青色光５１Ｂｂとほぼ同じ強度を有している。減衰シート５０を透過した青色光４１Ｂｂは、波長変換シート４０に到達する。波長変換シート４０では、青色光４１Ｂｂの内一部は蛍光体（図示せず）に衝突し、蛍光体を励起する。そして、一部は蛍光体に衝突せず透過する。よって、波長変換シート４０を透過した青色光３１Ｂｂは、青色光４１Ｂｂに比べて光の強度が減少している。波長変換シート４０を透過した青色光３１Ｂｂは、拡散シート３０に到達する。拡散シート３０に入射した青色光３１Ｂｂは拡散され、一部は透過し、一部は反射する。よって、拡散シート３０を透過した青色光２１Ｂｂは、青色光３１Ｂｂに比べて光の強度が減少している。拡散シート３０を透過した青色光２１Ｂｂは、反射板２０に到達する。反射板２０では、青色光２１Ｂｂは拡散しながら反射して、再度拡散シート３０に入射する。
【００４７】
図３（ｃ）は、図３（ｂ）における青色光２１Ｂｂのうち、反射板２０で反射された光が輝度上昇シート６０の前面から出射するまでの様子を示している。このとき青色光２１Ｂｃ〜６１Ｂｃまでの作用は、上述した図３（ａ）における青色光２１Ｂａ〜６１Ｂａと同様である。
【００４８】
以上のように、青色ＬＥＤ１０からの光は、面光源１内部を循環する。ただし、輝度上昇シート６０の前面から徐々に面光源１外部に出力されるため、光の強度は減衰していく。また、青色光は、減衰しながらも各構成部材で拡散される。そのため、青色光は、面光源１を循環するほど青色ＬＥＤ１０から離れていく。また、青色光は、面光源１を循環する毎に、波長変換シート４０を透過する。そのため、青色光は、波長変換シート４０を透過する毎に蛍光体に光の一部が衝突し、光の強度が減衰する。
【００４９】
次に、波長変換シート４０で発光した黄色光について説明する。
【００５０】
図４（ａ）は、波長変換シート４０から発せられた黄色光が輝度上昇シート６０の前面から出射するまでの様子を示している。まず、波長変換シート４０を透過した黄色光４１Ｙａは、減衰シート５０に到達する。減衰シート５０は、黄色光の波長域に対して減衰特性を有している。よって、黄色光４１Ｙａは、減衰シート５０の吸収率に応じた分だけ光の強度が減衰して、減衰シート５０を透過する。すなわち、減衰シート５０を透過した黄色光５１Ｙａは、黄色光４１Ｙａに比べて光の強度が減少している。減衰シート５０を透過した黄色光５１Ｙａは、輝度上昇シート６０に到達する。黄色光５１Ｙａは、輝度上昇シート６０に入射する角度によって一部は反射し、一部は透過する。輝度上昇シート６０を透過した黄色光６１Ｙａは、面光源１の出力として出射される。
【００５１】
図４（ｂ）は、図４（ａ）における黄色光５１Ｙａの内、輝度上昇シート６０で反射された光が反射板２０に到達するまでの様子を示している。まず、輝度上昇シート６０を反射した黄色光５１Ｙｂは、減衰シート５０に到達する。減衰シート５０は、黄色光の波長域に対して減衰特性を有している。よって、黄色光５１Ｙｂは、減衰シート５０の吸収率に応じた分だけ光の強度が減衰して、減衰シート５０を透過する。すなわち、減衰シート５０を透過した黄色光４１Ｙｂは、黄色光５１Ｙｂに比べて光の強度が減少している。減衰シート５０を透過した黄色光４１Ｙｂは、波長変換シート４０に到達する。波長変換シート４０では、黄色光４１Ｙｂに対しては、波長変換が起こらない。よって、黄色光４１Ｙｂは、一部が反射されると共に、一部が波長変換シート４０内を拡散して透過する。また、波長変換シート４０では、図３（ｂ）の青色光４１Ｂｂの一部が蛍光体を励起するため、新たな黄色光も発生する。よって、波長変換シート４０を透過した黄色光３１Ｙｂは、黄色光４１Ｙｂとほぼ同じ強度または黄色光４１Ｙｂよりも強い強度を有している。あるいは、波長変換シート４０の反射の程度によっては、黄色光３１Ｙｂは、黄色光４１Ｙｂに比べて強度が減少する場合もありうる。ただし、黄色光４１Ｙｂよりも黄色光３１Ｙｂの強度が減少する場合であっても、図３（ｂ）において、青色光３１Ｂｂが青色光４１Ｂｂに比べて強度が減少している度合いに比べれば、減少の度合いは小さくなる。波長変換シート４０を透過した黄色光３１Ｙｂは、拡散シート３０に到達する。拡散シート３０に入射した黄色光２１Ｙｂは拡散され、一部は透過し、一部は反射する。よって、拡散シート３０を透過した黄色光２１Ｙｂは、黄色光３１Ｙｂに比べて光の強度が減少している。拡散シート３０を透過した黄色光２１Ｙｂは、反射板２０に到達する。反射板２０では、黄色光２１Ｙｂは拡散しながら反射して、再度拡散シート３０に入射する。
【００５２】
図４（ｃ）は、図４（ｂ）における黄色光２１Ｙｂのうち、反射板２０で反射された光が輝度上昇シート６０の前面から出射するまでの様子を示している。まず、反射板２０で反射された黄色光２１Ｙｃは、拡散シート３０に到達する。拡散シート３０に入射した黄色光２１Ｙｃは拡散され、一部は透過し、一部は反射する。よって、拡散シート３０を透過した黄色光３１Ｙｃは、黄色光２１Ｙｃに比べて光の強度が減少している。拡散シート３０を透過した黄色光３１Ｙｃは、波長変換シート４０に到達する。波長変換シート４０では、黄色光３１Ｙｃに対しては、波長変換が起こらない。よって、黄色光３１Ｙｃは、一部が反射されると共に、一部が波長変換シート４０内を拡散して透過する。また、波長変換シート４０では、図３（ｃ）の青色光３１Ｂｃの一部が蛍光体を励起するため、新たな黄色光も発生する。よって、波長変換シート４０を透過した黄色光４１Ｙｃは、黄色光３１Ｙｃとほぼ同じ強度または黄色光３１Ｙｃよりも強い強度を有している。あるいは、波長変換シート４０の反射の程度によっては、黄色光４１Ｙｃは、黄色光３１Ｙｃに比べて強度が減少する場合もありうる。ただし、黄色光３１Ｙｃよりも黄色光４１Ｙｃの強度が減少する場合であっても、図３（ｃ）において、青色光４１Ｂｃが青色光３１Ｂｃに比べて強度が減少している度合いに比べれば、減少の度合いは小さくなる。以降、黄色光４１Ｙｃ〜６１Ｙｃまでの作用は、上述した図４（ａ）における黄色光４１Ｙａ〜６１Ｙａと同様である。
【００５３】
以上のように、波長変換シート４０で発生した黄色光は、面光源１内部を循環する。ただし、輝度上昇シート６０の前面から徐々に面光源１外部に出力されるため、光の強度は減衰していく。また、黄色光は、減衰しながらも各構成部材で拡散される。そのため、黄色光は、面光源１を循環するほど青色ＬＥＤ１０から離れていく。また、黄色光は、面光源１を循環する毎に、減衰シート５０を透過する。そのため、黄色光は、減衰シート５０を透過する毎に、光の強度が減衰する。
【００５４】
ここで、青色ＬＥＤ１０から発せられる青色光と波長変換シート４０から発せられる黄色光とは、強度が低減する部材が異なっている。青色ＬＥＤ１０から発せられる青色光は、面光源１を循環する間に波長変換シート４０を透過する度に光の強度が低下するのに対して、波長変換シート４０から発せられた黄色光は、面光源１を循環する間に減衰シート５０を透過する度に光の強度が低下する。
【００５５】
このように光の強度が低下する部材が異なるが、低下する割合を調整することで、青色ＬＥＤ１０から離れていくに従って色度が変化する（黄色味が増す）ことを防ぐことができる。
【００５６】
なお、波長変換シート４０と減衰シート５０とは、それぞれを組合せた複合体として考えた場合に、以下の特性を有することが好ましい。すなわち、複合体としての青色光の発光主波長の透過率をＴ１、特定色である黄色の発光主波長の透過率をＴ２とするとき、以下の式（１）を満足することが好ましい。
【００５７】
０．７×Ｔ１＜Ｔ２＜１．４×Ｔ１・・・（１）
より好ましくは、以下の式（２）を満足することが好ましい。
【００５８】
０．９×Ｔ１＜Ｔ２＜１．１×Ｔ１・・・（２）
つまり、複合体として見た場合に、青色光と黄色光の透過率ができるだけ近いことが好ましい。青色光と黄色光の透過率ができるだけ近いことで、面光源１の内部での反射光の青色光と黄色光が同様に減衰する。結果としてより色むらの少ない構成を得ることができる。なお、複合体として見た場合の、青色光の透過率Ｔ１と黄色光の透過率Ｔ２は以下のような方法で測定することができる。例えば、リファレンスとなる所定の白色光のスペクトラムを測定する。そして、その白色光を当該複合体に透過させた後の光のスペクトラムを測定する。測定した２つのスペクトラムから、青色光のスペクトラム強度の比よりＴ１を、黄色光のスペクトラム強度の比よりＴ２を、それぞれ得ることができる。
【００５９】
上述した構成により、青色ＬＥＤ１０を多数個並べた面光源１では、色むらの発生を防ぐことができる。本実施の形態の面光源１においては、減衰シート５０の前面側で所望の白色光が得られるように、波長変換シート４０の蛍光体濃度や減衰シート５０の吸収率を調整する。そのためには、波長変換シート４０の前面側では所望の白色光に対して少し黄色くなるように調整する。すなわち、減衰シート５０での、黄色光の吸収率を考慮して、減衰シート５０で吸収される分だけ黄色光が多くなるように調整する。こうすることで、所望の白色光を得ることができる。
【００６０】
以上のように、本実施の形態の面光源１は減衰シート５０を有しているので、波長変換シート４０から発生した波長の光の強度を低下することができる。これにより、輝度上昇シート６０を用いた効率の高い面光源でも、色むらの少ない面光源を提供することができる。
【００６１】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る面光源について説明する。図５は、実施の形態２に係る面光源のｘ−ｙ平面における概略断面図である。実施の形態２に係る面光源２は、実施の形態１の面光源１と比較して、波長変換シート４０と減衰シート５０の位置関係が異なる。すなわち、波長変換シート４０の方が減衰シート５０よりも前方にある。
【００６２】
面光源２の作用について図６および図７を用いて説明する。図６は、面光源２における青色光の様子を示す説明図であり、図７は面光源２における黄色光の様子を示す説明図である。
【００６３】
図６（ａ）は、青色ＬＥＤ１０から発せられた光が輝度上昇シート６０の前面から出射するまでの様子を示している。まず、青色ＬＥＤ１０から発せられた光は、レンズ１１を介して拡げられる。その後、青色光２２Ｂａは、拡散シート３０に到達する。拡散シート３０に入射した青色光２２Ｂａは拡散され、一部は透過し、一部は反射する。よって、拡散シート３０を透過した青色光３２Ｂａは、青色光２２Ｂａに比べて光の強度が減少している。拡散シート３０を透過した青色光３２Ｂａは、減衰シート５０に到達する。減衰シート５０では、青色ＬＥＤ１０の発光主波長の光は減衰することはないので、ほぼそのままの強度で減衰シート５０を透過する。よって、減衰シート５０を透過した青色光５２Ｂａは、青色光３２Ｂａとほぼ同じ強度を有している。減衰シート５０を透過した青色光５２Ｂａは、波長変換シート４０に到達する。波長変換シート４０では、青色光５２Ｂａの内一部は蛍光体（図示せず）に衝突し、蛍光体を励起する。そして、一部は蛍光体に衝突せず透過する。よって、波長変換シート４０を透過した青色光４２Ｂａは、青色光５２Ｂａに比べて光の強度が減少している。波長変換シート４０を透過した青色光４２Ｂａは、輝度上昇シート６０に到達する。青色光４２Ｂａは、輝度上昇シート６０に入射する角度によって一部は反射し、一部は透過する。輝度上昇シート６０を透過した青色光６２Ｂａは、面光源１の出力として出射される。
【００６４】
図６（ｂ）は、図６（ａ）における青色光４２Ｂａの内、輝度上昇シート６０で反射された光が反射板２０に到達するまでの様子を示している。まず、輝度上昇シート６０を反射した青色光４２Ｂｂは、波長変換シート４０に到達する。波長変換シート４０では、青色光４２Ｂｂの内一部は蛍光体（図示せず）に衝突し、蛍光体を励起する。そして、一部は蛍光体に衝突せず透過する。よって、波長変換シート４０を透過した青色光５２Ｂｂは、青色光４２Ｂｂに比べて光の強度が減少している。波長変換シート４０を透過した青色光５２Ｂｂは、減衰シート５０に到達する。減衰シート５０では、青色光５２Ｂｂの発光主波長の光は減衰することはないので、ほぼそのままの強度で減衰シート５０を透過する。よって、減衰シート５０を透過した青色光３２Ｂｂは、青色光５２Ｂｂとほぼ同じ強度を有している。減衰シート５０を透過した青色光３２Ｂｂは、拡散シート３０に到達する。拡散シート３０に入射した青色光３２Ｂｂは拡散され、一部は透過し、一部は反射する。よって、拡散シート３０を透過した青色光２２Ｂｂは、青色光３２Ｂｂに比べて光の強度が減少している。拡散シート３０を透過した青色光２２Ｂｂは、反射板２０に到達する。反射板２０では、青色光２２Ｂｂは拡散しながら反射して、再度拡散シート３０に入射する。
【００６５】
図６（ｃ）は、図６（ｂ）における青色光２２Ｂｂのうち、反射板２０で反射された光が輝度上昇シート６０の前面から出射するまでの様子を示している。このとき青色光２２Ｂｃ〜６２Ｂｃまでの作用は、上述した図６（ａ）における青色光２２Ｂａ〜６２Ｂａと同様である。
【００６６】
以上のように、青色ＬＥＤ１０からの光は、面光源２内部を循環する。ただし、輝度上昇シート６０の前面から徐々に面光源２外部に出力されるため、光の強度は減衰していく。また、青色光は、減衰しながらも各構成部材で拡散される。そのため、青色光は、面光源２を循環するほど青色ＬＥＤ１０から離れていく。また、青色光は、面光源２を循環する毎に、波長変換シート４０を透過する。そのため、青色光は、波長変換シート４０を透過する毎に蛍光体に光の一部が衝突し、光の強度が減衰する。
【００６７】
次に、波長変換シート４０で発光した黄色光について説明する。
【００６８】
図７（ａ）は、波長変換シート４０から発せられた黄色光が輝度上昇シート６０の前面から出射するまでの様子を示している。まず、波長変換シート４０を透過した黄色光４２Ｙａは、輝度上昇シート６０に到達する。黄色光４２Ｙａは、輝度上昇シート６０に入射する角度によって一部は反射し、一部は透過する。輝度上昇シート６０を透過した黄色光６２Ｙａは、面光源２の出力として出射される。
【００６９】
図７（ｂ）は、図７（ａ）における黄色光４２Ｙａの内、輝度上昇シート６０で反射された光が反射板２０に到達するまでの様子を示している。まず、輝度上昇シート６０を反射した黄色光４２Ｙｂは、波長変換シート４０に到達する。波長変換シート４０では、黄色光４２Ｙｂに対しては、波長変換が起こらない。よって、黄色光４２Ｙｂは、一部が反射されると共に、一部が波長変換シート４０内を拡散して透過する。また、波長変換シート４０では、図６（ｂ）の青色光４２Ｂｂの一部が蛍光体を励起するため、新たな黄色光も発生する。よって、波長変換シート４０を透過した黄色光５２Ｙｂは、黄色光４２Ｙｂとほぼ同じ強度または黄色光４２Ｙｂよりも強い強度を有している。あるいは、波長変換シート４０の反射の程度によっては、黄色光５２Ｙｂは、黄色光４２Ｙｂに比べて強度が減少する場合もありうる。ただし、黄色光４２Ｙｂよりも黄色光５２Ｙｂの強度が減少する場合であっても、図６（ｂ）において、青色光５２Ｂｂが青色光４２Ｂｂに比べて強度が減少している度合いに比べれば、減少の度合いは小さくなる。波長変換シート４０を透過した黄色光５２Ｙｂは、減衰シート５０に到達する。減衰シート５０は、黄色光の波長域に対して減衰特性を有している。よって、黄色光５２Ｙｂは、減衰シート５０の吸収率に応じた分だけ光の強度が減衰して、減衰シート５０を透過する。すなわち、減衰シート５０を透過した黄色光３２Ｙｂは、黄色光５２Ｙｂに比べて光の強度が減少している。減衰シート５０を透過した黄色光３２Ｙｂは、拡散シート３０に到達する。拡散シート３０に入射した黄色光３２Ｙｂは拡散され、一部は透過し、一部は反射する。よって、拡散シート３０を透過した黄色光２２Ｙｂは、黄色光３２Ｙｂに比べて光の強度が減少している。拡散シート３０を透過した黄色光２２Ｙｂは、反射板２０に到達する。反射板２０では、黄色光２２Ｙｂは拡散しながら反射して、再度拡散シート３０に入射する。
【００７０】
図７（ｃ）は、図７（ｂ）における黄色光２２Ｙｂのうち、反射板２０で反射された光が輝度上昇シート６０の前面から出射するまでの様子を示している。まず、反射板２０で反射された黄色光２２Ｙｃは、拡散シート３０に到達する。拡散シート３０に入射した黄色光２２Ｙｃは拡散され、一部は透過し、一部は反射する。よって、拡散シート３０を透過した黄色光３２Ｙｃは、黄色光２２Ｙｃに比べて光の強度が減少している。拡散シート３０を透過した黄色光３２Ｙｃは、減衰シート５０に到達する。減衰シート５０は、黄色光の波長域に対して減衰特性を有している。よって、黄色光３２Ｙｃは、減衰シート５０の吸収率に応じた分だけ光の強度が減衰して、減衰シート５０を透過する。すなわち、減衰シート５０を透過した黄色光５２Ｙｃは、黄色光３２Ｙｃに比べて光の強度が減少している。減衰シート５０を透過した黄色光５２Ｙｃは、波長変換シート４０に到達する。波長変換シート４０では、黄色光５２Ｙｃに対しては、波長変換が起こらない。よって、黄色光５２Ｙｃは、一部が反射されると共に、一部が波長変換シート４０内を拡散して透過する。また、波長変換シート４０では、図６（ｃ）の青色光５２Ｂｃの一部が蛍光体を励起するため、新たな黄色光も発生する。よって、波長変換シート４０を透過した黄色光４２Ｙｃは、黄色光５２Ｙｃとほぼ同じ強度または黄色光５２Ｙｃよりも強い強度を有している。あるいは、波長変換シート４０の反射の程度によっては、黄色光４２Ｙｃは、黄色光５２Ｙｃに比べて強度が減少する場合もありうる。ただし、黄色光５２Ｙｃよりも黄色光４２Ｙｃの強度が減少する場合であっても、図６（ｃ）において、青色光４２Ｂｃが青色光５２Ｂｃに比べて強度が減少している度合いに比べれば、減少の度合いは小さくなる。以降、黄色光４２Ｙｃ〜６２Ｙｃまでの作用は、上述した図７（ａ）における黄色光４２Ｙａ〜６２Ｙａと同様である。
【００７１】
以上のように、波長変換シート４０で発生した黄色光は、面光源２内部を循環する。ただし、輝度上昇シート６０の前面から徐々に面光源２外部に出力されるため、光の強度は減衰していく。また、黄色光は、減衰しながらも各構成部材で拡散される。そのため、黄色光は、面光源２を循環するほど青色ＬＥＤ１０から離れていく。また、黄色光は、面光源２を循環する毎に、減衰シート５０を透過する。そのため、黄色光は、減衰シート５０を透過する毎に、光の強度が減衰する。
【００７２】
ここで、青色ＬＥＤ１０から発せられる青色光と波長変換シート４０から発せられる黄色光とは、強度が低減する部材が異なっている。青色ＬＥＤ１０から発せられる青色光は、面光源２を循環する間に波長変換シート４０を透過する度に光の強度が低下するのに対して、波長変換シート４０から発せられた黄色光は、面光源２を循環する間に減衰シート５０を透過する度に光の強度が低下する。
【００７３】
このように光の強度が低下する部材が異なるが、低下する割合を調整することで、青色ＬＥＤ１０から離れていくに従って色度が変化する（黄色味が増す）ことを防ぐことができる。結果として、青色ＬＥＤ１０を多数個並べた面光源２では、色むらの発生を防ぐことができる。
【００７４】
本実施の形態の面光源２においては、波長変換シート４０の前面側で所望の白色光が得られるように、波長変換シート４０の蛍光体濃度や減衰シート５０の吸収率を調整する。ここで、減衰シート５０を波長変換シート４０よりも後方に配置することで、実施の形態１に比べて所望の白色光を得るための調整が容易になる。このことについて説明する。実施の形態１では、波長変換シート４０の出射光の色は、その後方に位置する減衰シート５０の吸収率を考慮して、少し黄色くなるように調整しなければならない。これは、減衰シート５０が波長変換シート４０よりも前方にあることで、図３（ｂ）、（ｃ）および図４（ｂ）、（ｃ）に示す反射光と同様に、図３（ａ）および図４（ａ）に示す直接光も減衰シート５０の影響を受けるためである。つまり、反射光の影響で発生する色むらを低減するために減衰シート５０を配置すれば、直接光にも影響が出てしまう。そのため、減衰シート５０と波長変換シート４０の両方の調整が必要になる。これに対し、実施の形態２では、減衰シート５０が波長変換シート４０よりも後方にあることで、図６（ｂ）、（ｃ）および図７（ｂ）、（ｃ）に示す反射光のみが減衰シート５０の影響を受け、図６（ａ）および図７（ａ）に示す直接光は、減衰シート５０の影響を受けない。つまり、波長変換シート４０の調整は従来の構成と同様に所望の白色光を得るように調整した状態でよく、反射光の影響で発生する色むらを低減するためには、減衰シート５０の吸収率の調整だけで調整することができる。
【００７５】
また、本実施の形態においては、上述の通り、直接光に対しては減衰シート５０の減衰作用は生じない。よって、実施の形態１に比べて面光源から出射する白色光の強度を高めることができる。言い換えると、実施の形態１に比べてより高効率で白色光を出射することができる。
【００７６】
以上のように、本実施の形態の面光源２は減衰シート５０を有しているので、波長変換シート４０から発生した波長の光の強度を低下することができる。これにより、輝度上昇シート６０を用いた効率の高い面光源でも、色むらの少ない面光源を提供することができる。
【００７７】
なお、実施の形態１および２において、青色ＬＥＤ１０は、発光手段の一例である。青色を発光するものであれば、他の光源を用いてもよい。例えば、青色のレーザ光源や有機ＥＬ光源を用いることも可能である。
【００７８】
また、実施の形態１および２において、反射板２０は、第１の反射手段の一例である。必ずしも板状でなくてもよい。例えば、反射シートや反射フィルムであってもよい。
【００７９】
また、実施の形態１および２において、拡散シート３０は、拡散手段の一例である。必ずしもシートでなくてもよい。例えば、拡散板であってもよい。
【００８０】
また、実施の形態１および２において、波長変換シート４０は、波長変換手段の一例である。必ずしもシートでなくてもよい。例えば、波長変換板や波長変換層をベースとなる板に塗布するような構成であってもよい。
【００８１】
また、本実施の形態において、波長変換シート４０は、拡散シート３０と輝度上昇シート６０の間に配置されていたが、これに限られない。例えば、反射板２０と拡散シート３０の間に配置することもできる。要するに、反射板２０と輝度上昇シート６０の間に配置されていれば、色むらを低減する効果を得ることができる。
【００８２】
また、実施の形態１および２において、減衰シート５０は、減衰手段の一例である。必ずしもシートでなくてもよい。例えば、減衰板であってもよい。また、減衰シート５０は、黄色の補色の色素を含むフィルタであるとしたが、これに限られない。例えば、複数の薄膜で構成されたダイクロイックフィルタであってもよい。黄色の補色の色素を含むフィルタであれば、低コストで容易に減衰手段を構成することができる。
【００８３】
また、実施の形態１および２において、減衰シート５０は、青色の光に対しては減衰作用を有さないとしたがこれに限られない。すなわち、青色の光に対して減衰作用を有していても、黄色の光（特定色）に対する減衰作用よりも少なければ、色むらの低減効果を得ることができる。
【００８４】
また、本実施の形態において、減衰シート５０は、拡散シート３０と輝度上昇シート６０の間に配置されていたが、これに限られない。例えば、反射板２０と拡散シート３０の間に配置することもできる。要するに、反射板２０と輝度上昇シート６０の間に配置されていれば、色むらを低減する効果を得ることができる。
【００８５】
また、実施の形態１および２において、輝度上昇シート６０は、第２の反射手段の一例である。輝度上昇シート６０は、入射光の一部を後方へ反射するとともに、一部を透過して出射面の法線方向に向けて集光して出射することで出射光の正面輝度を上昇させる、としたがこれに限られない。要するに、入射光の一部を後方へ反射するものであれば、他のものであっても構わない。例えば、液晶表示装置を構成した場合に液晶パネルで吸収される偏光成分のみを反射して、残りの光を透過させるような構成であってもよい。この構成では、反射した偏光が第１の反射手段で再度反射される際に無偏光となり、一部の偏光を輝度上昇シートで再度透過させることができる。この構成により、液晶パネルで吸収される成分を低減し、輝度を上昇させる。また、第２の反射手段は、必ずしもシートでなくてもよい。例えば、輝度上昇板であってもよい。
【００８６】
また、実施の形態１および２において、波長変換手段と減衰手段とを別体で構成したが、これに限られない。例えば、一体で形成されて、一枚のシート形状を有してもよい。このことにより、組立てが容易となり、低コスト化できる。
【００８７】
また、実施の形態１および２において、波長変換シート４０は、青色光を、特定色として黄色光に変換する蛍光体を有していたが、これに限られない。例えば、青色光を赤色光に変換する蛍光体と、青色光を緑色光に変換する蛍光体を有していてもよい。この構成によれば、発光手段からの青色光と、波長変換手段で波長変換された赤色光および緑色光とが混色して白色光を生成することができる。この場合、減衰手段は、赤色光および緑色光に対して減衰作用を有するものを用いればよい。もちろん、それぞれの色の減衰作用を有する減衰手段を個別に複数用いてもよい。ここで、赤色の発光主波長は、６２０ｎｍ〜７５０ｎｍ、緑色は４９５ｎｍ〜５７０ｎｍである。
【００８８】
（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置について説明する。図８は、実施の形態３に係る液晶表示装置の概略構造の斜視図である。また、図９は、図８の液晶表示装置のｘ−ｙ平面における概略断面図である。なお、図８および図９では本実施の形態の特徴的な構成のみを示しており、その他の部分については記載を一部省略している。
【００８９】
本実施の形態において、液晶表示装置３は、実施の形態１の面光源１と、画像を表示する液晶パネル７０とを備えている。
【００９０】
面光源１は、液晶表示装置３のバックライトとして、液晶パネル７０の背面から光を照射する。
【００９１】
液晶パネル７０は、図示しない偏光板やカラーフィルタ、液晶層などから構成されている。また、液晶パネル７０は、図示しない複数の画素を形成し、それぞれの画素が透過するバックライトの光の量を調整して、所望の画像を表示する。
【００９２】
上述した液晶表示装置３は、色むらの少ない面光源１を備えることにより、色むらの少ない直下型の液晶表示装置を構成することができる。
【００９３】
なお、本実施の形態においては、バックライトとして実施の形態１の面光源１を用いたがこれに限られない。例えば、実施の形態２の面光源２をバックライトとして用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明は、液晶表示装置用のバックライトおよびそれを用いた液晶表示装置に好適である。
【符号の説明】
【００９５】
１、２、１００  面光源
３  液晶表示装置
１０、１１０  青色ＬＥＤ
１１  レンズ
２０、２００  反射板
３０、３００  拡散シート
４０、４００  波長変換シート
５０  減衰シート
６０、５００  輝度上昇シート
７０  液晶パネル
２０Ｂａ、３０Ｂａ、４０Ｂａ、５０Ｂａ  青色光
２０Ｂｂ、３０Ｂｂ、４０Ｂｂ  青色光
２０Ｂｃ、３０Ｂｃ、４０Ｂｃ、５０Ｂｃ  青色光
４０Ｙａ、５０Ｙａ  黄色光
２０Ｙｂ、３０Ｙｂ、４０Ｙｂ  黄色光
２０Ｙｃ、３０Ｙｃ、４０Ｙｃ、５０Ｙｃ  黄色光
２１Ｂａ、３１Ｂａ、４１Ｂａ、５１Ｂａ、６１Ｂａ  青色光
２１Ｂｂ、３１Ｂｂ、４１Ｂｂ、５１Ｂｂ  青色光
２１Ｂｃ、３１Ｂｃ、４１Ｂｃ、５１Ｂｃ、６１Ｂｃ  青色光
４１Ｙａ、５１Ｙａ、６１Ｙａ  黄色光
２１Ｙｂ、３１Ｙｂ、４１Ｙｂ、５１Ｙｂ  黄色光
２１Ｙｃ、３１Ｙｃ、４１Ｙｃ、５１Ｙｃ、６１Ｙｃ  黄色光
２２Ｂａ、３２Ｂａ、４２Ｂａ、５２Ｂａ、６２Ｂａ  青色光
２２Ｂｂ、３２Ｂｂ、４２Ｂｂ、５２Ｂｂ  青色光
２２Ｂｃ、３２Ｂｃ、４２Ｂｃ、５２Ｂｃ、６２Ｂｃ  青色光
４２Ｙａ、６２Ｙａ  黄色光
２２Ｙｂ、３２Ｙｂ、４２Ｙｂ、５２Ｙｂ  黄色光
２２Ｙｃ、３２Ｙｃ、４２Ｙｃ、５２Ｙｃ、６２Ｙｃ  黄色光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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