JP2012169120A - 面状照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源から導光板に入射する入射光の強度分布を精密に制御可能であるとともに、その色度を強度分布とは独立に調整可能な面状照明装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る面状照明装置１０は、導光板１２と、導光板１２の入光面１２ａに沿って配置される光源１５とを備え、光源１５は、単色光を出射する点状光源１４を含み、光源１５と導光板１２の入光面１２ａとの間に、光源１５側から順に、ＨＯＥフィルム１６と、蛍光フィルム１８とが配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば液晶表示装置のバックライトとして好適な面状照明装置に関する。

現在、透過型（及び半透過型）液晶表示装置用のバックライトとして、点状光源（例えば、ＬＥＤ）を用いたサイドライト型の面状照明装置が広く用いられている。この種の面状照明装置は、画面と略等しい大きさの主面を有する平板状の導光板と、導光板の側端面に配置された点状光源とを備え、導光板の側端面から入射した光を、一主面から出射させることにより、画面を均一に照明するものである。

このような面状照明装置において、従来、点状光源から出射して導光板に入射する光の出射分布を回折光学素子を用いて制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

回折光学素子を用いた従来の面状照明装置の一例として、特許文献１に記載された面状照明装置を図８に示す。図８に示す面状照明装置１１０は、導光板１１８と、光源１１２とを備えており、導光板１１８の光入射面１１８ｅと光源１１２との間には、ホログラフィックオプティカル素子（Holographic Optical Element：HOE）１１５が配置されている。

光源１１２は、複数のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のチップ状のＬＥＤ１４０を所定間隔離間して一列に、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２・・・の順に周期的に配列してなり、これらのＬＥＤ１４０は、アレイ基板１４１に実装されている。ＨＯＥ１１５は、透明基板１１５ａ上に設けられたフォトポリマ１１５ｂに所定の干渉縞を記録して形成される回折光学素子である。このＨＯＥ１１５は、Ｒ、Ｇ、Ｂ型のＬＥＤ１４０それぞれの出射光の波長に対応する干渉縞が記録されたＨＯＥ１１５Ｒ、１１５Ｇ、１１５Ｂ・・・をアレイ状に配列してなり、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２・・・のそれぞれのＬＥＤ１４０にＨＯＥ１１５Ｒ、１１５Ｇ、１１５Ｂ・・・が対向するように配置されている。

面状照明装置１１０では、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２・・・のそれぞれのＬＥＤ１４０から出射される発散光線を、それぞれ対応するＨＯＥ１１５Ｒ、１１５Ｇ、１１５Ｂ・・・により所望の発散角度の光線に整形することによって、導光板１１８の光入射面１１８ｅへの入射効率を向上させることが図られている。

回折光学素子を用いた従来の面状照明装置の別の例として、特許文献２に開示された面状照明装置を図９に示す。図９に示す面状照明装置２００は、導光板２０１と、光源（ＬＥＤユニット）２０３とを備え、導光板２０１と光源２０３との間には、光学素子２０２が配置されている。光源２０３は、基板に実装された複数の白色ＬＥＤ２３１を有しており、光学素子２０２は、各白色ＬＥＤ２３１と対峙する近傍の面に回折パターン２２１が形成されたシート状の部材である。

面状照明装置２００では、各白色ＬＥＤ２３１からの出射光を、光学素子２０２によって分散させてＬＥＤ２３１、２３１間に導光することにより、ＬＥＤ２３１、２３１間の暗部を解消し、輝度斑を低減させることが図られている。

特開２００８−４７３９６号公報 特開２００５−７８９０９号公報

しかしながら、図８、図９に示したような従来の面状照明装置１１０、２００には、それぞれ次のような問題があった。すなわち、図８に示す面状照明装置１１０では、Ｒ、Ｇ、Ｂ型のＬＥＤ１４０のそれぞれに対して、ＬＥＤ１４０の出射光の波長に対応するＨＯＥ１１５Ｒ、１１５Ｇ、１１５Ｂを備える必要があるため、ＨＯＥ１１５の設計及び製作が複雑化し、そのコストも増大する。また、図９に示す面状照明装置２００では、光源に白色ＬＥＤ２３１を使用しているため、対応する回折パターン２２１を、白色光の広いスペクトル分布中の特定の波長（例えば、平均の波長である４５０ｎｍ〜５００ｎｍ）に対応するように設計せざるを得ず、白色ＬＥＤ２３１の出射光全体としての回折角度の正確性や回折効率などの低下が避け得ない。

また、面状照明装置には、バックライトとしての要求性能等に応じて、その照明光に様々な色度が求められる場合があり、色度の要求に対して柔軟に対処可能であることが望ましい。しかしながら、図８及び図９に示す面状照明装置１１０、２００では、光源１１２、２０３から導光板１１８、２０１に入射する入射光の色度（ひいては、導光板１１８、２０１から出射する照明光の色度）は、光源１１２、２０３を構成するＬＥＤ１４０、２３１の特性により定まるものであるため、使用するＬＥＤ１４０、２３１を選択した後に、照明光の色度を調整することは困難である。

本発明は、上記課題に鑑み、光源から導光板に入射する入射光の強度分布を精密に制御可能であるとともに、その色度を強度分布とは独立に調整可能な面状照明装置を提供することを目的とする。

以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、さらに他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。

（１）導光板と、該導光板の入光面に沿って配置される光源とを備える面状照明装置において、前記光源は、単色光を出射する点状光源を含み、前記光源と前記導光板の入光面との間に、前記光源側から順に、ＨＯＥフィルムと、蛍光フィルムとを配置したことを特徴とする面状照明装置（請求項１）。

本項に記載の面状照明装置では、単色光を出射する点状光源を含む光源と導光板の入光面との間に、ＨＯＥフィルムと、蛍光フィルムとを配置したことにより、導光板へ入射する光の強度分布と色度とを、互いに独立かつ精密に調整することが可能となる。

また、本項に記載の面状照明装置では、ＨＯＥフィルムと蛍光フィルムとを、光源側からこの順序で配置したことにより、点状光源から出射する単色光について、まず、その強度分布をＨＯＥフィルムにより所望の分布形状に整形し、その後、蛍光フィルムにより所望の色度に変換して、導光板に入射させることになる。
したがって、点状光源が出射する単色光に対応する単一の波長に応じて、高い回折効率を有し、かつ強度分布を精密に制御可能なホログラムパターンを備えるＨＯＥフィルムを、容易かつ安価に設計及び製作することが可能となる。

本項に記載の面状照明装置の一態様において、前記点状光源は、青色発光ダイオードからなり、前記蛍光フィルムは、青色光を吸収することにより励起されて黄色光を発光する黄色蛍光体を含むものである。
この場合、導光板には、蛍光フィルムを透過した青色光と蛍光体が発光する黄色光とが入射され、青色光と黄色光の混色という比較的簡易な構成により、白色（擬似白色）の照明光を得ることができる。

ここで、本明細書において、ＨＯＥフィルム及び蛍光フィルムの「フィルム」という用語は、この用語が示す概念と、「膜」、「シート」、「板」等の用語が示す概念とを、例えばその厚みを基準として、区別することを意図して用いられるものではない。本明細書にいう「フィルム」は、特に明示して断らない限り、「膜」、「シート」、「板」とも呼ばれ得るような部材を含むものである。

（２）（１）項に記載の面状照明装置において、前記ＨＯＥフィルムは、前記点状光源からの出射光の強度分布を、前記導光板の入光面の短手方向には狭め、長手方向には広げるように形成されていることを特徴とする面状照明装置（請求項２）。

本項に記載の面状照明装置によれば、ＨＯＥフィルムが、点状光源からの出射光の強度分布を導光板の入光面の短手方向には狭めるように形成されていることによって、点状光源からの出射光の導光板への入射効率を向上させることが可能となる。さらに、ＨＯＥフィルムが、点状光源からの出射光の強度分布を導光板の長手方向には広げるように形成されていることによって、面状照明装置の輝度むらを改善することが可能となる。

（３）（１）項または（２）項に記載の面状照明装置において、前記蛍光フィルムが備える蛍光体は、前記蛍光フィルム上の位置に対して変化する濃度分布を有することを特徴とする面状照明装置（請求項３）。

本項に記載の面状照明装置によれば、蛍光フィルムへの入射光の入射位置を、蛍光体の濃度分布の分布形状に対して調整することによって、同一の点状光源を使用しながら、蛍光フィルムを通過した後導光板に入射する光の色度を、容易かつ精密に調整することが可能となる。

本項に記載の面状照明装置の一態様において、前記濃度分布は、前記蛍光フィルム上の前記導光板の入光面の長手方向の位置に対して変化するものである。
また、本項に記載の面状照明装置の一態様において、前記濃度分布は、連続的に変化するものであってもよく、または、段階的に変化するものであってもよい。

さらに、本項に記載の面状照明装置の一態様において、前記蛍光フィルムへの入射光の入射位置の調整は、前記点状光源の蛍光フィルムに対する配置位置を相対的に変位させることによって実行するものであってもよく、または、前記点状光源からの出射光を前記ＨＯＥフィルムにより偏向することによって実行するものであってもよい。あるいは、これらの２つの方式を組み合わせて用いるものであってもよい。

本発明に係る面状照明装置によれば、光源から導光板に入射する入射光の強度分布を精密に制御可能であるとともに、その色度を強度分布とは独立に調整可能となり、所望の色度を有するとともに輝度むらのない高品質な照明光を提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態における面状照明装置の要部を示す分解斜視図である。 図１に示す面状照明装置のＨＯＥフィルムの一例を、部分拡大図とともに模式的に示す図である。 図１に示す面状照明装置において、点状光源からの出射光の、ＨＯＥフィルム通過後の強度分布の一例を示す図であり、（ａ）は、導光板の入光面の長手方向の強度分布、（ｂ）は、導光板の入光面の短手方向の強度分布、（ｃ）は、（ａ）及び（ｂ）の強度分布を実現するホログラムパターンを示す図である。 図１に示す面状照明装置において、点状光源からの出射光の、ＨＯＥフィルム通過後の強度分布の別の例を示す図であり、（ａ）は、導光板の入光面の長手方向の強度分布、（ｂ）は、（ａ）の強度分布を実現するホログラムパターンを示す図である。 図１に示す面状照明装置において、点状光源からの出射光の、ＨＯＥフィルム通過後の強度分布のさらに別の例を示す図であり、（ａ）は、導光板の入光面の長手方向の強度分布、（ｂ）は、（ａ）の強度分布を実現するホログラムパターンを示す図である。 本発明の第２実施形態における面状照明装置の要部を示す分解斜視図である。 図５に示す面状照明装置において、蛍光フィルムへの入射光の入射位置を、点状光源の蛍光フィルムに対する配置位置を変位させることによって調整する場合の例を示す斜視図である。 図５に示す面状照明装置において、蛍光フィルムへの入射光の入射位置を、点状光源からの出射光をＨＯＥフィルムにより偏向することによって調整する場合の一例を示す図であり、（ａ）は、蛍光フィルムへの入射光の偏向の態様の一例を示す図、（ｂ）は、（ａ）において、蛍光フィルム通過後の光のスペクトル分布を模式的に示すグラフである。 図５に示す面状照明装置において、蛍光フィルムへの入射光の入射位置を、点状光源からの出射光をＨＯＥフィルムにより偏向することによって調整する場合の別の例を示す図であり、（ａ）は、蛍光フィルムへの入射光の偏向の態様の別の例を示す図、（ｂ）は、（ａ）において、蛍光フィルム通過後の光のスペクトル分布を模式的に示すグラフである。 従来の面状照明装置の一例を示す一部切欠平面図である。 従来の面状照明装置の別の例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。尚、面状照明装置の全体または部分を示す各図は、いずれも説明のために特徴を強調して示す模式図であって、図示された各部分の相対的な寸法は、必ずしも実際の縮尺を反映するものではない。

図１は、本発明の一実施形態における面状照明装置の要部を示す分解斜視図である。
図１に示す面状照明装置１０は、透過型（または半透過型）液晶表示装置のバックライトとして好適に適用されるものであり、導光板１２と、光源１５とを備え、光源１５と導光板１２の入光面１２ａとの間には、光源１５側から順に、ＨＯＥフィルム１６と、蛍光フィルム１８とが配置されている。

導光板１２は、メタクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透明樹脂材料を成形してなる板状の導光体であり、その一主面を出射面１２ｂとし、出射面１２ｂに対向する主面を反射面１２ｃとするように構成され、一側端面からなる入光面１２ａを通じて導光板１２の内部へと入射した光を、出射面１２ｂと反射面１２ｃとの間で全反射を繰返しつつ導光板１２内を伝播させ、その過程で、伝播光を出射面１２ａから均一に出射させることにより、液晶パネル等の被照明体を照らすものである。
また、導光板１２の反射面１２ｃには、反射面１２ｃに入射した光の一部を反射して、臨界角以下の入射角でもって出射面１２ｂに入射させるための拡散反射手段または正反射手段が設けられているものであってもよい。

光源１５は、複数（図示の例では４個）の点状光源１４から構成され、これらの点状光源１４を導光板１２の入光面１２ａの長手方向に並べることにより、入光面１２ａに沿って配置されている。本実施形態において、各点状光源１４は、青色の単色光を出射する発光ダイオード（青色ＬＥＤ）からなり、例えば、ＩｎＧａＮ系の青色ＬＥＤ（ピーク波長：４７０ｎｍ）を使用することができる。

尚、青色ＬＥＤ等の所謂単色ＬＥＤからの出射光は、通常、単一のピーク波長と一定の半値幅（通常、数十nm程度）を備えたスペクトル分布を有しており、本明細書において、「単色光」とは、単一波長成分のみで構成される光だけではなく、このようなスペクトル分布を有する光（典型的には、単色ＬＥＤからの出射光）を含めていうものとする。

ＨＯＥフィルム１６には、図２に示すように、所定のホログラムパターンが記録されている。このホログラムパターンは、入射光の波面を所望の波面に変換する回折光学素子として機能するものであり、点状光源１４が出射する青色光の波長（典型的には、スペクトル分布のピーク波長または中心波長）に対応させて設計される。本実施形態において、このホログラムパターンは、点状光源１４からの出射光の、出射方向に対する出射光強度の分布（以下、強度分布ともいう）が、ＨＯＥフィルム１６を通過することにより、図３に示すような強度分布に整形されるように形成されている。

ここで、図３（ａ）、（ｂ）は、点状光源１４の出射光の、ＨＯＥフィルム１６通過後の強度分布を、点状光源１４及びＨＯＥフィルム１６の配置構成に対して示した図であり、図３（ａ）は、導光板１２の入光面１２ａの長手方向の強度分布２２、図３（ｂ）は、導光板１２の入光面１２ａの短手方向の強度分布２４を示す図である。また、図３（ｃ）は、図３（ａ）、（ｂ）に示す強度分布を実現するホログラムパターンを示す図である。
このホログラムパターンは、点状光源１４からの出射光のＨＯＥフィルム１６通過後の強度分布を、ＨＯＥフィルム１６入射前の強度分布に対して、導光板１２の入光面１２ａの短手方向（以下、上下方向ともいう）には狭め、導光板１２の入光面１２ａの長手方向（以下、左右方向ともいう）には広げるように形成されている。例えば、図３（ｂ）に示す上下方向の強度分布２４は、その広がりが導光板１２の入光面１２ａの厚みと同程度以下となるように整形され、図３（ａ）に示す左右方向の強度分布２２は、隣り合う点状光源１４の間にも十分な強度の光が分配されるように整形される。

尚、発光ダイオードからの出射光の強度分布は、通常、正面方向に強度のピーク値を取るとともに正面方向の中心軸ｑ（以下、光軸ともいう）について対称な分布形状を有しており、図３（ｃ）に示すホログラムパターンは、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、この分布形状は維持しつつ広がりを変換するように設計されている。

ＨＯＥフィルム１６が備えるホログラムパターンの別の例として、このホログラムパターンは、面状照明装置１０の仕様等に応じて、点状光源１４からの出射光を偏向させる（言い換えれば、強度分布において強度がピーク値を取る方向を、点状光源の１４の正面方向からずらす）ように形成されていてもよい（図４Ａ及び図４Ｂ）。
ここで、図４Ａ（ａ）は、点状光源１４からの出射光を、一方向（図上、左方向）に偏向させる場合の、左右方向の強度分布２６を示す図であり、図４Ａ（ｂ）は、図４Ａ（ａ）に示す強度分布を実現するホログラムパターンを示す図である。同様に、図４Ｂ（ａ）は、点状光源１４からの出射光を、別の一方向（図上、右方向）に偏向させる場合の左右方向の強度分布２８を示す図であり、図４Ｂ（ｂ）は、図４Ｂ（ａ）に示す強度分布を実現するホログラムパターンを示す図である。

図４Ａ（ａ）に示す強度分布２６は、点状光源１４の光軸ｑについて対称な強度分布２５に対して、強度がピーク値を取る方向が左側にずれ、図４Ｂ（ａ）に示す強度分布２８は、同様の強度分布２５に対して、強度がピーク値を取る方向が右側にずれている。この際、いずれの強度分布２６、２８についても、その広がりについては、上下方向には狭め、左右方向には広げるものであってもよい。

本実施形態において、ＨＯＥフィルム１６に記録されるホログラムパターンは、位相型ホログラムであってもよく、または、振幅型ホログラムであってもよい。但し、位相型ホログラムは、記録材料の屈折率変化または表面の凹凸として干渉縞が記録されるものであり、一方、振幅型ホログラムは、干渉縞の明暗の強度分布を記録材料上に白黒の濃淡の変化として記録し、光の透過率の変化によって回折を生じさせるものであるため、光の吸収がなく、高い回折効率が得られる点で、位相型ホログラムが好ましいものである。

蛍光フィルム１８は、蛍光体を含む蛍光体層を備えており、この蛍光体層は、典型的には、蛍光体をシリコーン樹脂等の樹脂バインダーに分散させて透明基材上に塗布することにより形成される。本実施形態で使用される蛍光体は、青色光を吸収して励起され、黄色光（例えば、５５０ｎｍを中心波長とする広帯域スペクトル）を発光する黄色蛍光体（例えば、ＹＡＧ：Ｃｅ）とすることができる。

蛍光フィルム１８が備える蛍光体をこのような黄色蛍光体とすることにより、導光板１２には、蛍光フィルム１８を透過する青色光と、黄色蛍光体が発光する黄色光とが入射することになり、青色光と黄色光の混色による擬似白色光が、導光板１２の出射面１２ｂから照明光として出射されることになる。

尚、面状照明装置１０において、導光板１２の反射面１２ｃ側には、漏れ光を反射するための反射部材２０が配置されており、さらに、導光板１２の出射面１２ｂ側に、所謂プリズムシート及び拡散シート等の光学シート類（図示は省略する）を積層配置するものであってもよい。

面状照明装置１０は、以上の構成をもって、青色発光ダイオードである点状光源１４から出射される青色光について、ＨＯＥフィルム１６により、その強度分布を上下方向には狭め、左右方向には広げた後、蛍光フィルム１８により、擬似白色光に変換して導光板１２に入射させるものである。

このように、点状光源１４からの出射光の強度分布を上下方向に狭めることによって、点状光源１４からの出射光の導光板１２への入射効率を向上させるとともに、左右方向に広げることによって、隣り合う点状光源１４の間に発生する暗部を解消し、面状照明装置の輝度むらを低減させることができる。また、点状光源１４からの出射光の強度分布を左右方向に広げることにより、隣り合う点状光源１４の間隔を広げ点状光源１４の数を削減することが可能となる。
また、特に導光板１２の反射面１２ｃに設けられる反射手段が正反射手段の場合、導光板１２の入光面１２ａに入射する光の上下方向の輝度むらが、導光板１２からの出射光の輝度むらにそのまま反映される場合があり、点状光源１４からの出射光の強度分布を上下方向に狭めることは、このような輝度むらを低減する効果も奏する。

そして、面状照明装置１０では、点状光源１４からの出射光の強度分布と色度（すなわち、スペクトル分布）とを、それぞれＨＯＥフィルム１６と蛍光フィルム１８により独立に制御可能なものとしたため、バックライトとしての要求性能等に応じて所望の色度を有し、かつ輝度むらのない高品質の照明光を提供することができる。

その際、ＨＯＥフィルム１６と蛍光フィルム１８とを、光源１５側からこの順序で配置し、点状光源１４から出射光について、まず、その強度分布をＨＯＥフィルム１４により所望の分布形状に整形し、その後、蛍光フィルム１８により所望の色度に変換して、導光板１２に入射させる構成としたことにより、ＨＯＥフィルム１６が備えるホログラムパターンは、点状光源１４が出射する青色光（例えば、スペクトル分布中のピーク波長または中心波長）に対応する単一の波長に対応させて設計することにより、高い回折効率と強度分布の精密な制御を実現することができ、このようなＨＯＥフィルム１６を、容易かつ安価に設計及び製作することが可能となる。

尚、本明細書における「色度」の変換、制御等の用語は、一般に、色の変化として知覚し得るスペクトル分布の変化を総称していうものであり、ＲＧＢ表色系、ＸＹＺ表色系等の特定の表色系で規定される「色度」の変化を含むが、それによって限定されるものではない。

また、一般に、ＨＯＥフィルム１６によって整形された強度分布は、蛍光フィルム１８による散乱の影響によりある程度変化することが考えられるが、このような散乱の影響は、蛍光フィルム１８が含む蛍光体の濃度の調整、または、このような散乱を考慮に入れたホログラムパターンの設計等により制御することができる。

次に、図５を参照して、本発明の第２実施形態における面状照明装置３０について説明する。但し、図１に示す面状照明装置１０と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する部分の説明は適宜省略して、主として面状照明装置１０との相違点について説明する。
本実施形態における面状照明装置３０は、蛍光フィルム３８が備える蛍光体が、蛍光フィルム１６上の位置に対して変化する濃度分布を有する点で、面状照明装置１０と相違するものである。

図示の例では、蛍光フィルム３８には、光源１５が備える複数の点状光源１４のそれぞれに対応する複数の領域３９が設けられ、蛍光フィルム３８が備える蛍光体層は、各領域内３９において、導光板１２の入光面１２ａの長手方向（左右方向）に沿って一端側から他端側（図上、左（手前）側から右（奥）側）に、蛍光体の濃度が連続的に濃くなるように形成されている。

本実施形態における面状照明装置３０では、蛍光フィルム３８への入射光の入射位置を、蛍光体の濃度分布の分布形状に対して調整することによって、同一の点状光源１４を使用しながら、蛍光フィルム３８を通過した後導光板に入射する光の色度を、容易かつ精密に調整することが可能となる。

蛍光フィルム３８への入射光の入射位置の、蛍光体の濃度分布の分布形状に対する調整は、例えば、図６に示すように、点状光源１４または蛍光フィルム３８のいずれか一方または両方を移動させることによって、点状光源１４の蛍光フィルム３８に対する相対的な配置位置を、対応する領域３９内において左右方向に変位させることによって調整するものであってもよい。この場合、導光板１２の入射する擬似白色光には、点状光源１４の蛍光フィルム３８に対する相対的な配置位置を、領域３９内において図上右側に変位させる程、黄色みが強くあらわれることになる。

または、蛍光フィルム３８への入射光の入射位置の、蛍光体の濃度分布の分布形状に対する調整は、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、点状光源１４からの出射光をＨＯＥフィルム１６により左右方向に偏向させることによって調整するものであってもよい。ここで、図７Ａ（ａ）は、このような調整において、点状光源１４からの出射光をＨＯＥフィルム１６により左方向に偏向させた場合、図７Ｂ（ａ）は、点状光源１４からの出射光をＨＯＥフィルム１６により右方向に偏向させた場合の例を示す図であり、図７Ａ（ｂ）及び図７Ｂ（ｂ）は、それぞれの場合について蛍光フィルム３８を通過後の擬似白色光４０、４１のスペクトル分布を模式的に示した図である。

図７Ａ（ｂ）及び図７Ｂ（ｂ）において、ピークＰ１を取る狭い分布は点状光源１４が発光する青色光に対応し、ピークＰ２を取るなだらかな分布は、蛍光フィルム３８の黄色蛍光体が発光する黄色光に対応する。図示するように、点状光源１４からの出射光を蛍光体の濃度が濃い右側に偏向させた場合のピークＰ２の高さｄ２（図７Ｂ（ｂ））は、蛍光体の濃度が薄い左側に偏向させた場合のピークＰ２の高さｄ１（図７Ａ（ｂ））よりも高く、擬似白色光４１には、擬似白色光４０と比較して強く黄色みがあらわれることになる。

また、蛍光フィルム３８への入射光の入射位置の、蛍光体の濃度分布の分布形状に対する調整は、図６に示す点状光源１４と蛍光フィルム３８との相対的変位による方法と、図７Ａ及び図７Ｂに示したような点状光源からの出射光の偏向による方法とを組みあせて実行するものであってもよい。

本実施形態における面状照明装置３０では、同一の点状光源１４を使用しながら、蛍光フィルム３８を通過した後、導光板１２に入射する光の色度を、容易かつ精密に調整することが可能となり、ひいては、バックライトの要求性能等に、より柔軟に対応することが可能となる。

また、現在広く用いられている、青色ＬＥＤチップを黄色蛍光体が分散された樹脂で封止した構造を有する擬似白色発光ダイオードには、青色ＬＥＤチップからの出射光と黄色蛍光体からの出射光との強度分布とが異なることにより、擬似白色発光ダイオードからの出射光の、出射方向に対する色度の均一性が低いという問題があることが知られている。
一方、面状照明装置３０では、点状光源１４から出射される青色光の出射光の強度分布と、蛍光フィルム３８が備える蛍光体の濃度分布とを独立に調整することによって、導光板１２に入射する入射光の色度の方向均一性を向上させることも可能となる。

ここで、図示の例では、蛍光体フィルム３８が備える蛍光体の濃度分布を、各領域内３９において左右方向に沿って左側から右側に蛍光体の濃度が濃くなるような分布形状としたが、蛍光体フィルム３８における蛍光体の濃度分布の分布形状は、例えば面状照明装置３０の輝度の均一性等の他の条件も勘案の上、任意の適切な分布形状とすることができる。また、蛍光体の濃度は、連続的に変化するものではなく、それぞれ異なる一定濃度に形成された複数の部分領域を配列することにより、段階的に変化するものであってもよい。

以上、本発明を好ましい実施形態に基づいて説明してきたが、本発明に係る面状照明装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態は、点状光源１４を青色発光ダイオードとし、蛍光フィルム１８、３８が備える蛍光体を黄色蛍光体としたが、本発明に係る面状照明装置において、青色発光ダイオードに対して、２種類以上の蛍光体（黄色蛍光体＋赤色蛍光体、または、緑色蛍光体＋赤色蛍光体）を用いる構成とすることもできる。また、点状光源１４として紫外又は近紫外発光ダイオードを用い、蛍光体として、青色蛍光体＋黄色蛍光体、または、青色蛍光体＋緑色蛍光体＋赤色蛍光体という構成にすることで白色光を得るものであってもよい。

１２：導光板、１２ａ：入光面、１４：点状光源、１６:ＨＯＥフィルム、１８、３８：蛍光フィルム

Claims (3)

1. 導光板と、該導光板の入光面に沿って配置される光源とを備える面状照明装置において、前記光源は、単色光を出射する点状光源を含み、前記光源と前記導光板の入光面との間に、前記光源側から順に、ＨＯＥフィルムと、蛍光フィルムとを配置したことを特徴とする面状照明装置。
2. 前記ＨＯＥフィルムは、前記点状光源からの出射光の強度分布を、前記導光板の入光面の短手方向には狭め、長手方向には広げるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
3. 前記蛍光フィルムが備える蛍光体は、前記蛍光フィルム上の位置に対して変化する濃度分布を有することを特徴とする請求項１または２に記載の面状照明装置。