CN101790701A - 液晶背光以及使用该液晶背光的液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

液晶背光(10)包括：射出激光的光源(12)；构成将来自光源(12)的激光转换为线状光的转换光学系统的透镜(21)、镜(13)、旋转多面镜(14)、扫描透镜(15)和折返镜(16)；以及让线状光入射并沿水平方向射出二维光的导光板(17)，光源(12)的出射端面(19)被配置在导光板(17)的背面一侧，且其面法线朝向水平方向或比水平方向更朝下，透镜(21)、镜(13)和扫描透镜(15)被配置在导光板(17)的背面一侧，且其光透射面和光反射面的面法线全部朝向水平方向或比水平方向更朝下。

Description

液晶背光以及使用该液晶背光的液晶显示装置

技术领域

本发明涉及用于液晶电视等非自发光型显示装置的薄型且高辉度的液晶背光(liquidcrystal backlight)、以及使用该液晶背光的液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置采用一种通过利用由液晶分子的取向带来的电光效应来控制从背面照射的光的透射量从而显示图像的方式，通常需要由荧光显示管等构成的被称作背光单元的面状照明装置。近年来，这种液晶显示装置的大画面化不断推进，50英寸以上的电视用显示器装置也得到实用。但是，伴随着大型化功耗也增加，因此期待着实现低功耗化的技术开发，并且，为了尽量减少在所设置的室内占用的空间，也强烈期待着实现薄型化。另外，同时也期待着实现高辉度化和高精细度化。

为了适应这些所期望的低功耗化和高辉度化，作为发光效率好的光源，正在研究使用发光二极管(以下称作LED)或激光，使用LED作为光源的液晶背光也已经得到实用。但是，为了适应进一步的低功耗化、高辉度化、以及广色域化而使用激光光源时，重要的是要提高从背面照射液晶面板的液晶背光的耐灰尘性。这是因为，激光具有直进性因此可聚光成很小的斑点而加以使用，从而构成装置小型化时区别于其它光源的因素，但另一方面，如果在光学部件的面上堆积微小的灰尘等，则会产生激光的透射率下降或辉度不均这些图像显示装置的画质方面的课题。

作为解决这些课题的对策，考虑在灰尘少的洁净室进行液晶显示装置的光学部件的组装，或者物理性密闭液晶显示装置的光学系统以防灰尘从外部进入。然而，如果考虑用于抑制包括光学系统的液晶背光的温度上升的有效冷却的必要性或液晶显示装置的制作成本等，则认为这些对策并不现实。

另外，提出有这样一种方案，即，在图像记录装置、打印机以及传真机等使激光偏向以进行信号检测或信号记录的光学系统中，通过将因激光的偏向而使激光的入射角发生改变的镜设置成其面法线从水平朝向下，从而防止灰尘等附着在镜上(例如，参照日本专利公开公报特开昭53-142247号)。由此，不仅可防止灰尘，还可防止墨粉等附着在镜上，从而可抑制反射率的下降和反射不均。

另外，在多色图像输出装置中，通过在感光体的上半周配置各曝光部，可以将用于将光导入该曝光部的反射镜配置成镜面朝下，以防止灰尘等因自重附着在镜面上(例如，参照日本专利公开公报特开昭61-270772号)。由此，在镜面不会损失反射光或者激光，不会产生灰尘等造成的画质劣化。

另外，在激光打印机等数字静电印刷(digital xerography)方式的图像形成装置中，通过调整激光的出射窗与感光体之间的距离以及光束在感光体上的光点径，可将在灰尘附着于出射窗时因灰尘造成的感光体表面上的光束的光量下降限制在指定的比例以内(例如，参照日本专利公开公报特开2002-337386号)。

然而，在上述说明的现有技术中所存在的问题是，虽然示出了使激光在水平面而不是在垂直面的面方向偏向扫描的结构，但对于可适用于薄型的液晶背光以及液晶显示装置的、使激光在垂直面的面方向上扫描的最佳结构，并没有具体示出。

即，由于现有的激光打印机等的装置形态并非是薄型且立式，所以作为装置内的光学系统的典型配置，激光光学系统被配置在箱体内的大致水平载置的光学平板上。为此，采取激光在同一水平面内被引导，最后向着感光体等倾斜向下地从上往下照射的结构，使得各光学部件的激光的入射面和出射面的法线方向必然为从水平方向朝向下。因此，即使使用波长不同的多个光源时，也是难以造成灰尘等的堆积的结构。

另一方面，当使用激光构成液晶背光的光学系统时，可以通过在垂直配置光学平板的状态下在液晶面板背面构成光学系统，从而构成超薄型的液晶电视。此时，灰尘会堆积在构成光学系统的各光学部件的侧面，如果灰尘堆积在激光透过的侧面，则会存在以下问题，即，由灰尘造成的激光透射率的下降会引起液晶背光的辉度下降，或因灰尘造成的激光被部分遮住而产生辉度不均。

另外，在激光打印机等中，使用的激光的强度也低，为毫瓦特级，而且使用红外光的情况较多，而液晶电视的光源使用瓦特级的高功率光源，且还包括蓝色的短波长光源，因此存在因诱发的静电而导致灰尘易于附着于光学部件的表面的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可维持薄型、且没有因灰尘等堆积于光学部件而引起的辉度下降或辉度不均的可靠性较高的液晶背光。

本发明所涉及的液晶背光包括：射出激光的激光光源部；将来自所述激光光源部的激光转换为线状光的转换光学系统；以及让所述线状光入射并沿水平方向射出二维光的导光板，其中，所述激光光源部的光出射面被配置在所述导光板的背面一侧，且其面法线朝向水平方向或比水平方向更朝下，所述转换光学系统具备不具有可动部的固定光学部件，所述固定光学部件被配置在所述导光板的背面一侧，且其光透射面和光反射面的面法线全部朝向水平方向或比水平方向更朝下。

根据上述结构，能够实现一种维持薄型、且没有因灰尘等堆积于光学部件而引起的辉度下降或辉度不均的可靠性较高的液晶背光。

附图说明

图1是表示本发明实施例1所涉及的液晶背光的概要结构的立体图。

图2是通常的扫描光学系统的概要结构图。

图3是使用多个光源而不进行合波时的扫描光学系统的概要结构图。

图4是使用多个光源进行了合波时的扫描光学系统的概要结构图。

图5是内部含有扩散粒子的导光板中的光的扩散的概念图。

图6是用于说明导光板的激光入射侧面中的光束直径的示意图。

图7是本发明实施例1所涉及的液晶背光所使用的半导体激光光源的一例的概要结构图。

图8是表示图7所示的半导体激光光源的激光的强度分布的图。

图9是本发明实施例1所涉及的液晶背光所使用的其他半导体激光光源的一例的概要结构图。

图10是表示使用本发明实施例1所涉及的液晶背光的液晶显示装置的概要结构的剖视图。

图11是表示本发明实施例2所涉及的液晶背光的概要结构的立体图。

图12是图11所示的液晶背光的光源周边的概要结构图。

图13是表示本发明实施例3所涉及的液晶背光的概要结构的立体图。

图14是表示本发明实施例4所涉及的液晶背光的概要结构的立体图。

图15是表示本发明实施例4所涉及的其他液晶背光的概要结构的立体图。

图16是表示本发明实施例4所涉及的其他液晶背光的概要结构的立体图。

图17是表示本发明实施例5所涉及的液晶背光的概要结构的侧视图。

图18是表示本发明实施例5所涉及的液晶背光的概要结构的立体图。

图19是本发明实施例5所涉及的其他液晶背光的概要结构图。

图20是本发明实施例6所涉及的液晶背光的概要结构图。

图21是本发明实施例6所涉及的其他液晶背光的概要结构图。

图22是本发明实施例6所涉及的其他液晶背光的概要结构图。

图23是本发明实施例7所涉及的液晶背光的概要结构图。

图24是本发明实施例7所涉及的其他液晶背光的概要结构图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施例进行说明。其中，对相同要素标注相同符号，并有时省略说明。另外，为了易于理解，附图以各构成要素为主体示意性地被加以表示，形状等并不一定正确。

(实施例1)

图1是本发明实施例1所涉及的液晶背光10的概要结构图。本液晶背光10包括：射出多束激光11(红色激光11R、绿色激光11G、蓝色激光11B)的多个光源12(红色光源12R、绿色光源12G、蓝色光源12B)、多个透镜21(红色激光用透镜21R、绿色激光用透镜21G、蓝色激光用透镜21B)、多个镜13(红色激光反射镜13R、绿色激光反射镜13G、蓝色激光反射镜13B)、旋转多面镜14、扫描透镜15、折返镜16(前侧折返镜16a、后侧折返镜16b)、导光板17、以及支撑各光学部件的光学平板18。

在本实施例1的液晶背光10中，转换光学系统包括透镜21、镜13、旋转多面镜14、扫描透镜15和折返镜16，例如，光源12相当于激光光源部的一例，光源12、透镜21、镜13、旋转多面镜14和扫描透镜15被设置在导光板17的背面一侧的光学平板18上，透镜21、镜13和扫描透镜15相当于不具有可动部的固定光学部件的一例，折返镜16相当于配置在导光板17的侧面17b一侧的反射元件的一例，透镜21的入射面和出射面、以及扫描透镜15的入射面和出射面相当于固定光学部件的光透射面的一例，镜13的反射面相当于固定光学部件的光反射面的一例，光源12的出射端面19相当于激光光源部的光出射面的一例，折返镜16的反射面相当于反射元件的光反射面的一例。

下面，对本液晶背光的动作结构进行说明。红色光源12R、绿色光源12G和蓝色光源12B从上到下配置成一列，各激光11从各光源12的出射端面19(红色激光出射端面19R、绿色激光出射端面19G、蓝色激光出射端面19B)射出。从光源12射出的各激光11通过透镜21聚光并射入镜13，并以红、蓝、绿每种颜色各不相同的角度朝着旋转多面镜14反射。通过让旋转多面镜14沿图中的箭头方向旋转，使入射旋转多面镜14的激光11反射并偏向，并作为扫描光射入扫描透镜15。作为扫描透镜15，可以使用例如fθ透镜那样使扫描面上的扫描速度均匀化的透镜群等。此外，扫描透镜15被图示为一枚透镜，但多枚透镜也完全没有问题。

折返镜16包括一侧的长边相互连接的前侧折返镜16a和后侧折返镜16b，被配置在导光板17的侧面17b一侧，通过未图示的指定的支撑部件或者直接地固定在光学平板18上。透过扫描透镜15的激光11一边沿图中X方向扫描，一边被折返镜16改变方向180度，从导光板17的侧面17b射入导光板17。

通常，较为理想的是，导光板17的侧面17b的扫描范围对于各红、蓝、绿来说都仅在导光板17的侧面17b上，由于不扫描导光板17的侧面17b以外的区域，从而可以构成高效率的液晶背光。各红色激光11R、绿色激光11G和蓝色激光11B以不同的角度入射旋转多面镜14，而由于入射位置彼此不同，因而扫描导光板17的侧面17b的时刻不同，但能够扫描同一区域。另外，由于导光板17较薄，厚度通常在10mm以下，因此还可以让扫描透镜15具备使导光板17在厚度方向具有功效(power)的功能，以便光在导光板17中沿厚度方向聚光。

导光板17包含使光在其内部扩散的多个扩散粒子，作为扩散粒子，例如可以使用包括微米级的微粒子的扩散珠(diffusion bead)。从导光板17的侧面17b射入导光板17的激光11，通过导光板17内的扩散珠扩散，并从导光板17的出射面17a(纸面背侧)作为面状照明光射出。此外，在导光板17的背面(导光板17与光学平板18之间的面)也可以适宜形成反射膜等。

由以上的说明可知，刚从光源12射出的激光11的剖面形状是点，但透过转换光学系统后的激光11被转换为剖面形状呈线状的激光，并射入导光板17，射入导光板17的激光11被转换为剖面形状呈面状的激光，从导光板17射出二维光。

在此，液晶背光10作为液晶电视等液晶显示装置的背光而加以使用，但由于液晶显示装置通常是其画面被垂直竖起以供观看，因此本液晶背光10也是在光学平板18垂直竖起的状态下加以设置。在本实施例中，将导光板17的出射面17a的长边方向(附图的左右方向)和导光板17的厚度方向(附图的进深方向)称作水平方向，将导光板17的出射面17a的短边方向(附图的上下方向)称作垂直方向。由此，从导光板17射出的激光11沿水平方向作为二维光射出。

通常，现有的激光打印机等所使用的扫描光学系统，作为典型例如图2的扫描光学系统500所示，采取这样一种方式，即，在大致水平载置的光学平板502上配置光源501、折返镜503、透镜504、扫描器505、扫描透镜506、扫描镜507，让从光源501射出的激光光栅扫描(raster scan)感光鼓508。

此时，由于光学平板502配置在大致水平面上，因此可以说各光学部件的激光透过或者反射的面的法线方向全部朝向水平或者从水平朝下，照此必然成为灰尘难以堆积在激光的透射面和反射面上的结构。但是，如果保持着这种结构，使光学平板502大致垂直竖起，若假设竖起时光学平板502的长边方向为水平，则透镜504的透射面的法线方向朝向垂直方向，灰尘会堆积在透镜504的激光入射面。其结果，由于堆积的灰尘造成激光损失、激光光量下降，而构成辉度下降或辉度不均的原因，因此激光打印机等所使用的现有的扫描光学系统的结构无法用于液晶背光。

因此，在本液晶背光10中，将作为激光光源部的光源12配置成其出射端面19的面法线方向朝向水平方向或比水平方向更朝下，将作为固定光学部件的透镜21、镜13、扫描透镜15以及作为反射元件的折返镜16分别配置成各激光11的透射面或者反射面的面法线方向朝向水平方向或比水平方向更朝下，即面法线方向与重力方向形成的角度为90度以下。在此，透射面或者反射面等为球面状的曲面时，其面法线是指与透射面或者反射面等的光轴中心点处的切线垂直的直线。

例如，在本实施例中，光源12被配置成其出射端面19的面法线方向朝向水平方向，透镜21、扫描透镜15和折返镜16被配置成其激光11的透射面或者反射面的面法线方向朝向水平方向，镜13被配置成其激光11的反射面的法线方向比水平方向更朝下。

由此，能够防止在液晶显示装置内浮游的灰尘堆积在光源12的出射端面19、转换光学系统中的各固定光学部件和折返镜16的激光的透射面或者反射面上。因此，使用本液晶背光10的液晶显示装置，可构成即使长期使用也不会产生因灰尘的堆积所引起的辉度下降或辉度不均的、可靠性较高的液晶显示装置。

此外，对于转换光学系统中的作为具有可动部的可动光学部件的旋转多面镜14，虽然其反射面中会出现其法线方向从水平方向朝向上的面，但即使在该面上暂时堆积了灰尘，也会通过旋转多面镜14的旋转而使灰尘飞散，完全不会成为问题。

另外，如本液晶背光10那样使用多个光源构成光源12时，通过形成各激光11R、11G、11B的主光线一次也不重合的结构，可以使各光学部件的透射面或者反射面的面法线方向朝向水平方向或比水平方向更朝下，因此可以构成不会产生因灰尘的堆积所造成的辉度下降或辉度不均的液晶背光10。

在图1中，分别用实线、虚线、点划线表示红色激光11R、绿色激光11G、蓝色激光11B的主光线。在本说明书中，主光线“重合”是指实线、虚线、点划线的其中任意两条线在指定长度的区域内位于相同的位置，与一点“相交”有所区别。例如，在图1中，由红色激光反射镜13R反射后的红色激光11R与由绿色激光反射镜13G反射之前的绿色激光11G“相交”，但不“重合”。

在激光打印机等中，通常需要使用光传感器等来检测记录开始时刻，如图3的扫描光学系统510那样，在使用波长互不相同的激光光源501R、501G、501B进行扫描时，如果不进行合波而是让各激光分别扫描，则为了区别每一波长的记录时刻，需要与各激光光源对应的传感器。在图3的扫描光学系统510中，对于激光光源501R需要传感器509R，对于激光光源501G需要传感器509G，对于激光光源501B需要传感器509B，因而成本高且结构复杂。

因此，如图4所示的扫描光学系统520那样，在扫描前通过正交棱镜511(或者分色镜等)将来自激光光源501R、501G、501B的激光合波(重合)并通过单个的传感器509检测合波后的激光，这可以说是低成本且简便的理想结构。然而，如扫描光学系统520那样，如果将正交棱镜511配置在导光板17的背面一侧合波来自三个激光光源的三条激光，则正交棱镜511的至少其中一面朝向水平方向，从而灰尘会堆积在该面上。

而本液晶背光10的扫描光学系统，由于是照明光学系统，无需检测记录开始时刻，因此不需要通常所必要的合波，不合波即不重合各激光的主光线能够防止因灰尘的堆积所造成的辉度下降等，并且不需要合波用的光学部件，在成本方面也是有利的。这样，通过采用不使各激光的主光线重合的结构，可以不使用分色镜或正交棱镜等合波元件，低成本地构成没有因灰尘的堆积造成的辉度下降的、可靠性较高的液晶背光。

另外，也可以通过在导光板17的厚度方向层叠光源12，在灰尘不会被堆积的状态下合波，但此时，液晶背光的厚度会增加光源部分，无法构筑薄型的液晶背光。因此，为了维持薄型，且构成没有因灰尘的堆积而造成的辉度下降的、可靠性较高的液晶背光，较为理想的是，不像上述那样在导光板17的厚度方向层叠光源12，而是将光源12配置在导光板17的背面一侧(例如，在光学平板18的固定面上沿上下方向配置成一列)，形成不使各激光的主光线重合的结构。

另外，在液晶背光10中，如上所述，导光板17的内部含有散射粒子。图5是在内部含有扩散粒子的导光板中光的扩散的概念图。如图5所示，通过多个散射粒子17c，从导光板17的侧面射入的激光11在导光板17内反复被反射，从导光板17的广范围(例如，图5的虚线包围的区域)射出。例如，在导光板17上的P点，射入处在从导光板17的侧面射入的两条激光11之间的区域RA的全部激光都分别对照射稍有贡献。因此，即使在导光板17的侧面附着细小的灰尘，也几乎不会观察到辉度不均，从辉度不均的观点来看，液晶背光10为几乎不受灰尘影响的、可靠性较高的液晶背光。

另外，关于上述的P点，由于射入处在从导光板17的侧面射入的两条激光11之间的区域RA的激光全部有所贡献，而散斑图案(speckle pattern)基于激光11的入射位置而变动，因此可以构成散斑图案不易被觉察到的液晶背光。

另外，在本液晶背光10中，如图6所示，将射入导光板17的激光11在厚度方向的光束直径Φ设定成在扫描区域W中的至少一处为导光板17的厚度D的90％以上(较为理想的是，为95％以上，更加理想的是，为98％以上)。这样，通过相对于导光板17的厚度D较大地设定厚度方向的光束直径Φ，即使在导光板17的激光11入射的侧面上附着灰尘时，也可以降低照明导光板17的侧面的激光11中被附着的灰尘挡住的光量的比例，因此能够进一步抑制从导光板17射出的激光在二维分布上的辉度不均。

此外，在本液晶背光10中，采用导光板17的内部含有扩散粒子的结构，但在此说明的将厚度方向的光束直径Φ设为导光板17的厚度D的90％以上所实现的效果，是不管在导光板17的内部是否包含扩散粒子都是有效的，并不受到导光板的结构限制。

另外，作为液晶背光10的光源12，也可以使用在盖玻片(cover glass)上形成有微透镜阵列的半导体激光光源，此时，可以构成能够进一步防止灰尘附着的液晶背光。例如，如图7所示，半导体激光光源22是将半导体激光器封入罐包装(CANpackage)24中的激光光源，其特征在于使用微透镜阵列23作为盖玻片。

如上所述，液晶显示装置的光源使用瓦特级的高功率的光源，而且由于还包括蓝色的短波长光源，因此，由于玻璃材料的激光吸收所导致的热释电效应(pyroelectric effect)等而在玻璃材料表面的光路周边产生静电，由于如此在光学部件的表面感应产生的静电而导致灰尘容易附着。另一方面，激光光源的功率分布多呈如图8所示的高斯分布GD，中央部的功率密度高于周边部。而从半导体激光光源22射出的激光的功率分布由于通过微透镜阵列23，从而如图8所示，呈强度均匀的分布AD。

此时，由于维持着总功率不变中央部的功率密度下降，因此在让从本半导体激光光源22射出的激光透过或者反射该激光的、位于半导体激光光源22下游的所有光学部件中，能够防止静电造成的灰尘附着，构成辉度下降得到抑制的可靠性较高的液晶背光10。

此外，微透镜阵列的形成方法并不特别限定于上述的例子，例如，如图9所示，通过在CAN包装24的内侧形成微透镜阵列23a，能够使与包含灰尘的外气接触的盖玻片23b的外侧的激光强度分布比高斯分布更平坦。此时，可以进一步抑制静电造成的灰尘的附着，构成辉度下降得到进一步抑制的可靠性较高的液晶背光10。另外，这里描述的半导体激光光源22等的效果并不限定于本实施例1所涉及的液晶背光，在用于其他液晶背光时也具有同样的效果。另外，微透镜阵列如上所述可以与盖玻片分体构成，也可以与盖玻片一体构成。

下面，对使用本实施例的液晶背光10的液晶显示装置进行说明。图10是表示使用本发明实施例1所涉及的液晶背光的液晶显示装置的概要结构的剖视图。液晶显示装置30包括液晶背光10和液晶显示面板31，图10示出的是用从导光板17的出射面17a射出的激光对液晶显示面板31进行曝光的状态，是从上方观察图1的液晶背光10时的剖视图。

液晶显示面板31包括入射侧偏振薄膜(polarizer film)37、玻璃基板32、34、液晶层33、彩色滤光器35、出射侧偏振薄膜36和扩散板38，彩色滤光器35包括红光用彩色滤光器35R、绿光用彩色滤光器35G和蓝光用彩色滤光器35B。从液晶背光10射出的激光通过入射侧偏振薄膜37被转换为单偏振光后，经由玻璃基板32透过液晶层33，其偏振方向根据图像数据而旋转。然后，通过彩色滤光器35删除了不需要的颜色的光经过玻璃基板34和出射侧偏振薄膜36，最后通过扩散板38扩大视野角度后射出，达到收视。

通常，电视等图像显示装置被设置在房屋内时，由于会被蒙上房间内的灰尘，所以如果不实施任何灰尘对策地经过数年，则灰尘会在电视内层积。例如，通过将液晶背光的光学系统等在利用气窗(louver)等使其通气良好的状态下覆盖，能够减少在液晶背光上层积的灰尘量。然而，通过进一步实施灰尘对策，可以进一步构成可靠性较高的液晶背光。本液晶显示装置30由于具有如液晶背光10所示的避免灰尘堆积的结构，因此即使长期使用，也不会有灰尘的堆积所造成的光量下降等问题，从而可以低成本地构成因灰尘造成的辉度不均的发生得到抑制的可靠性较高的液晶显示装置。

另外，由于本液晶显示装置30使用激光作为光源，因此，与包括使用通常所用的冷阴极管或LED等的背光的液晶显示装置相比较，也可以构成色彩再现范围广、高画质的液晶显示装置。此外，关于激光的扫描，除了旋转多面镜以外还可以使用检流镜(galvanomirror)或MEMS反射镜等反射偏向元件。

(实施例2)

图11是表示本发明实施例2所涉及的液晶背光40的概要结构的立体图，图12是图11所示的液晶背光的光源周边的概要结构图。液晶背光40采用与实施例1所涉及的液晶背光10类似的结构，但与实施例1的不同之处在于：作为结构要素包括与导光板17的背面部分体设置的光源部42、光纤49、光纤49的出射端部41以及光纤准直器43。另外，与实施例1的不同之处还在于：光源部42除了多个光源12(红色光源12R、绿色光源12G、蓝色光源12B)以外，还包括蓝色激光反射镜45、红色激光反射镜48以及分色镜46、47，并且从光纤49的出射端部41的出射端面50射出的激光为白色光44。

下面，对于本液晶背光40的动作，主要就与实施例1的液晶背光10的不同之处进行说明。首先，本液晶背光40如上所述，作为光源具有与导光板17的背面部分体设置的光源部42。光源部42如图12所示，在其内部具有光源12(红色光源12R、绿色光源12G、蓝色光源12B)，从光源12射出的激光11中的红色激光11R通过红色激光反射镜48而被反射，再被分色镜47反射，并与从绿色光源12G射出的绿色激光11G合波。另外，从蓝色光源12B射出的蓝色激光11B通过蓝色激光反射镜45而被反射，再被分色镜46反射，并与红色激光11R和绿色激光11G合波，与光纤49结合。

在光纤49内传播的各激光11作为三色混合的白色光44从出射端部41射出，进一步通过光纤准直器43被转换为大致平行光。被光纤准直器43转换为大致平行光的白色光44通过镜13而被反射，由旋转多面镜14偏向扫描。之后的动作除了三色激光变为一条白色光44以外与液晶背光10相同。

此外，在本实施例2的液晶背光40中，激光光源部包括光源部42、光纤49和出射端部41，转换光学系统包括光纤准直器43、镜13、旋转多面镜14、扫描透镜15、折返镜16。另外，出射端部41、光纤准直器43、镜13和扫描透镜15被设置在导光板17的背面一侧的光学平板18上，光纤准直器43、镜13和扫描透镜15相当于不具有可动部的固定光学部件的一例，折返镜16相当于在导光板的侧面一侧配置的反射元件的一例，光纤准直器43的入射面和出射面、以及扫描透镜15的入射面和出射面相当于固定光学部件的光透射面的一例，镜13的反射面相当于固定光学部件的光反射面的一例，出射端部41的出射端面50相当于激光光源部的光出射面的一例，折返镜16的反射面相当于反射元件的光反射面的一例。此外，这里较为理想的是，光纤准直器43和扫描透镜15是消色差透镜(achromatic lens)。

如上所述，通过采用在离开导光板17的背面部的位置另外设置光源部42的结构，能够在多个光源12在光源部42内部被排列在水平面上的状态下，将三色激光合波。其结果，由于能够使各分色镜46、47的反射面和透射面的面法线方向、蓝色激光反射镜45和红色激光反射镜48的反射面的面法线方向始终朝向水平方向，因此能够防止灰尘堆积在激光的透射面或反射面上。另外，即使使用未图示的透镜等与光纤49耦合，也能够使该透镜的激光的透射面的面法线方向同样朝向水平方向，因此灰尘不会堆积在激光的透射面上，从而可以构成没有透射率的下降造成的辉度下降、可靠性较高的液晶背光。

另外，由于在导光板17的背面以外的位置已经合波的状态下白色光44射入转换光学系统，因而不需要在导光板17的背面合波激光，因此能够将光纤49的出射端部41配置在导光板17的背面一侧，使出射端面50的面法线方向朝向水平方向。此外，关于构成转换光学系统等的其他元件，也能够使光纤准直器43、扫描透镜15、折返镜16的激光的反射面或者透射面的面法线方向朝向水平方向，使镜13的反射面的面法线方向比水平方向更朝下。

由此，由于能够防止灰尘堆积在激光的透射面或者反射面上，因此即使长期使用，也能够防止灰尘的堆积造成的来自导光板17的出射面17a的光量下降，从而可构成可靠性较高的液晶背光。

另外，转换光学系统中的旋转多面镜14也如实施例1所述，虽然其反射面中会出现法线方向从水平方向朝向上的面，但即使在该面上暂时堆积了灰尘，也会通过旋转多面镜14的旋转而使灰尘飞散，完全不会成为问题。

(实施例3)

图13是本发明实施例3所涉及的液晶背光70的概要结构图。本液晶背光70的结构与实施例2的液晶背光40类似，不同之处在于：作为光源使用将多个激光器装在一个箱体内的多光源(multi-light source)71，其他结构与实施例2的液晶背光40相同。

从多光源71射出的多激光(multi-laser light)73通过准直器72被转换为大致平行光后，被镜13折返，通过旋转多面镜14偏向扫描。被旋转多面镜14反射的多激光73经由扫描透镜15、折返镜16沿X方向扫描并射入导光板17。如果本多光源71例如为集中红、蓝、绿的各半导体激光的光源，则多激光73作为一条白色激光从多光源71的出射端面74射出。之后的动作与实施例2的液晶背光40中让通过光纤49传播的白色光44扫描的情况完全相同，因此省略详细说明。此外，较为理想的是，在本液晶背光70中，准直器72、扫描透镜15为消色差透镜。

在本实施例3的液晶背光70中，激光光源部采用多光源71，转换光学系统包括准直器72、镜13、旋转多面镜14、扫描透镜15和折返镜16，全部配置在导光板17的背面的光学平板18上。这样，使用多光源71作为液晶背光70的光源时，在从光源射出的阶段红、蓝、绿色的各激光已经合波，从而不需要在导光板17的背面进行激光的合波。

其结果是，可以使多光源71的出射端面74的面法线方向朝向水平方向，并且可以使作为转换光学系统的固定光学部件的准直器72、扫描透镜15、以及作为反射元件的折返镜16的多激光73的透射面或者反射面的面法线方向朝向水平方向，也可以使作为固定光学部件的镜13的反射面的面法线方向比水平方向更朝下。由此，由于能够防止灰尘堆积在各固定光学部件的激光的透射面或者反射面等上，因此即使长期使用，来自导光板17的出射面17a的出射光量也不会变动，从而可以构成可靠性较高的液晶背光。

此外，转换光学系统中的旋转多面镜14也如实施例1所述，虽然其反射面中会出现法线方向从水平方向朝向上的面，但即使在该面上暂时堆积了灰尘，也会通过旋转多面镜14的旋转而使灰尘飞散，完全不会成为问题。

(实施例4)

图14是本发明实施例4所涉及的液晶背光80的概要结构图。液晶背光80的结构与实施例3所示的液晶背光70类似，不同之处在于：使用两套从多光源71到折返镜16的激光光源部及转换光学系统，并排列在光学平板18上的左右两侧。从多光源71射出到射入导光板17的动作结构与实施例3完全相同，因此省略重复说明。

如图14所示，多激光73从左右射入，从而可以进一步提供导光板17的左右方向的辉度均匀性优异、高画质的液晶背光。当然，本实施例也与液晶背光70同样，通过使用多光源71，构成转换光学系统的光学部件的多激光73的透射面或者反射面等的面法线方向朝向水平方向或比水平方向更朝下，因此可以构筑没有灰尘的堆积造成的辉度下降等、可靠性较高的液晶背光。

图15是本发明实施例4所涉及的其他液晶背光85的概要结构图。本液晶背光85是与液晶背光80类似的光学系统，但不同之处在于：两套转换光学系统共用一个旋转多面镜14。旋转多面镜14由于具有多个面，因此如液晶背光85那样，能够使用一个旋转多面镜14让多激光73沿多个方向扫描。因此，在本液晶背光85中，除了具有与液晶背光80同样的效果，即，防止因灰尘堆积所造成的辉度下降和使辉度进一步均匀化这两个效果之外，还能够以低成本且简便的结构实现。

图16是本发明实施例4所涉及的其他液晶背光90的概要结构图。本液晶背光90使用两套从多光源71到折返镜16的激光光源部和转换光学系统，并排列在光学平板18上的左右两侧，其结构与液晶背光80类似，但不同之处在于：不使用旋转多面镜14，而是使用两个线漫射器(line diffuser)91。

下面对本液晶背光90的动作结构进行说明。从多光源71射出的多激光73通过准直器72而被转换为大致平行光，射入线漫射器91。通常，线漫射器具有以指定角度扩散剖面形状为点状的激光的功能，这里使用的线漫射器91具有将剖面形状为点状的多激光73转换为剖面形状为线状的激光的功能，代替液晶背光80的旋转多面镜14，制成线状光。透过线漫射器91的多激光73通过透镜92而被调整以便照射导光板17的侧面，通过折返镜16折返并射入导光板17。之后的动作与液晶背光80等完全相同。另外，作为线漫射器，也可以采用全息透镜板或非球面透镜等。

在本液晶背光90中，多激光73的出射端面74相当于激光光源部的光出射面的一例，转换光学系统包括准直器72、线漫射器91、透镜92、折返镜16。本液晶背光90的转换光学系统中不具有可动光学部件，全部为固定光学部件。

另外，在本实施例中，也与液晶背光80、85同样，使用多光源71，由于不需要在导光板17的背面一侧进行合波，因此能够使本液晶背光90中增加的线漫射器91和透镜92的多激光73的透射面或者反射面的面法线方向朝向水平方向。其结果是，由于灰尘的堆积得以防止，因此可以构成没有画面的左右辉度不均、没有灰尘的堆积造成的光量下降等、可靠性较高的液晶背光。

此外，在上述实施例的液晶背光80、85、90的说明中，使用多光源71作为激光光源部，但对于实施例1的液晶背光10的光源12或像实施例2的液晶背光40那样，利用光纤对来自外部的激光11进行导光的激光光源部，也能够获得同样的效果。

此外，上述实施例的液晶背光80、85的转换光学系统中的旋转多面镜14也如实施例1所述，虽然其反射面中会出现法线方向从水平方向朝向上的面，但即使在该面上暂时堆积了灰尘，也会通过旋转多面镜14的旋转而使灰尘飞散，完全不会成为问题。

(实施例5)

图17和图18是表示本发明实施例5所涉及的液晶背光100的概要结构的侧视图和立体图。本液晶背光100与其他实施例的不同之处在于：对于导光板17，不是让多激光73从导光板17的侧面入射而是让多激光73从上面入射。另外，将射入导光板17之前的激光进行折返的折返镜101包括柱面镜(cylinder mirror)101a和平面镜101b，并且不具有在其他液晶背光中存在的扫描透镜。

下面对本液晶背光100的动作结构进行说明。从多光源(multi-light source)71射出的多激光(multi-laser light)73通过准直器72被转换为平行光，入射旋转多面镜14并被向上偏向，从图18的左侧向右侧扫描。然后，多激光73通过柱面镜101a反射，一边在导光板17的厚度方向聚光，一边被平面镜101b反射，从导光板17的上面射入导光板17。从射入导光板17到射出的部分与其他液晶背光相同。

在本液晶背光100中，多光源71的出射端面74相当于激光光源部的光出射面的一例，准直器72、旋转多面镜14、折返镜101相当于转换光学系统。在本液晶背光100中，由柱面镜101a进行对导光板17的厚度方向的聚光，柱面镜101a的反射面的法线方向比水平方向更朝下，不用担心灰尘的堆积等。另外，关于导光板17的上面，虽然其法线方向为垂直向上，但由于可以在其正上方配置折返镜101，因此折返镜101成了灰尘的遮挡伞，从而能够防止灰尘的堆积。

另外，关于其他的转换光学系统的固定光学部件，也由于使用多光源71作为光源，因此不需要在导光板17的背面一侧进行合波。其结果是，由于可以使所有多激光73的透射面或者反射面的面法线方向比水平方向更朝下，因此不用担心灰尘的堆积等，可以构成没有因灰尘的堆积所造成的光量下降等、可靠性较高的液晶背光。另外，由于折返镜101具备在厚度方向的聚光功能，因此还具有可以削减部件数目，能够低成本地构成的优点。

此外，对于本液晶背光100，在折返镜101中是在前段配置柱面镜101a，但也可以在后段的平面镜101b的位置配置柱面镜，也可以是两者都为柱面镜的结构。另外，在液晶背光10、40、70、80、85、90中，作为折返镜16，也可以将前段的折返镜16a和后段的折返镜16b中的任意一个或者两个设为柱面镜，从而省去扫描透镜15、透镜92。

图19是表示本发明实施例5所涉及的其他液晶背光110的概要结构的侧视图。本液晶背光110与液晶背光100同样采用让多激光73从导光板17的上面一侧入射的结构，并且除了将折返镜101设为折返棱镜111以外，采用与液晶背光100相同的结构。这里，折返棱镜111包括前段的反射面111a、后段的反射面111b和柱面部111c，它们一体构成。

被旋转多面镜14偏向反射的多激光73射入柱面部111c，一边在导光板17的厚度方向聚光，一边被折返棱镜111内部的前段的反射面111a和后段的反射面111b全反射，从折返棱镜111射出，并射入导光板17的上面。

在本液晶背光110中，转换光学系统包括未图示的准直器72、旋转多面镜14和折返棱镜111。在本液晶背光110中，也使用多光源71作为光源，由于不需要在导光板17的背面一侧合波，因此可以使多激光73的透射面或者反射面的面法线方向全部朝向水平方向或比水平方向更朝下。而且，柱面部111c的透射面的法线方向也比水平方向更朝下，前段的反射面111a和后段的反射面111b的法线方向也比水平方向更朝下。另外，虽然在折返棱镜111的上侧会堆积灰尘，但由于不影响折返棱镜111内部的全反射，因此不会产生透射率下降等问题。另外，虽然导光板17的上面的法线方向为垂直向上，但由于可以在其正上方配置折返棱镜111，因此折返棱镜111成了灰尘的遮挡伞，从而能够防止灰尘的堆积。因此，可以构成没有因灰尘的堆积所造成的透射率下降的、可靠性较高的液晶背光。

另外，在本液晶背光110中，通过柱面部111c进行在导光板17的厚度方向的聚光，由于折返棱镜111具备在厚度方向的聚光功能，因此还具有可以削减部件数目，能够低成本地构成的优点。

此外，在本实施例的液晶背光100、110的说明中，使用多光源71作为激光光源部，但对于实施例1的液晶背光10的光源12或如实施例2的液晶背光40那样，利用光纤对来自外部的激光11进行导光的激光光源部，也能够获得同样的效果。

此外，本实施例的液晶背光100、110的转换光学系统中的旋转多面镜14也如实施例1所述，虽然其反射面中会出现法线方向从水平方向朝向上的面，但即使在该面上暂时堆积了灰尘，也会通过旋转多面镜14的旋转而使灰尘飞散，完全不会成为问题。

(实施例6)

图20是本实施例6所涉及的液晶背光200的概要结构图。本液晶背光200的结构与实施例1的液晶背光10类似，但不同之处在于：在光路上配置有三枚玻璃板202(红色激光用玻璃板202R、绿色激光用玻璃板202G、蓝色激光用玻璃板202b)，通过将各激光11(红色激光11R、绿色激光11G、蓝色激光11B)的一部分光引导至各光传感器201(红色激光用光传感器201R、绿色激光用光传感器201G、蓝色激光用光传感器201B)，由光传感器201监控刚刚从各光源12射出的各激光11的输出，并且配置在更下游的光传感器203同样监控各激光的输出。这里，光传感器201、203相当于测量部的一例。

具体而言，控制部199包括控制电路和驱动电路等，通过省略了图示的配线而与光源12以及光传感器201、203电连接，光传感器201、203测量各激光11的光量，控制部199基于测量到的光量来控制各光源12以使各激光11的强度为一定值。此外，从光源12(红色光源12R、绿色光源12G、蓝色光源12B)射出的各激光11的大部分透过各玻璃板202，一边通过多个透镜204(红色激光用透镜204R、绿色激光用透镜204G、蓝色激光用透镜204B)聚光一边射入镜13，之后的动作与实施例1相同，因此省略详细说明。

这里，如图20所示那样配置了光传感器201、203，但只要是分别配置在转换光学系统的上游侧和下游侧即可，并不特别限定于图20的例子。通过采用这种结构，能够实时测量在光传感器201与光传感器203之间的光路中的透射率的变动。

另外，如实施例1等中所述，在液晶背光200中，通过采用不在导光板17的背面一侧进行激光合波的结构，可以使构成转换光学系统的固定光学部件的光透射面和光反射面等的面法线方向为水平方向或者从水平方向朝向，因此能够防止灰尘的堆积。

另一方面，在激光的强度高至瓦特级时或者使用蓝色等的短波长的激光时，由于玻璃材料的激光吸收所造成的热释电效应等在玻璃材料表面的光路周边产生的静电会变得明显，由此灰尘等浮游物可能会被吸引并附着于玻璃材料表面。例如，如果让450nm的激光以1kW/cm²的光量射入丙烯(acrylic)，在通常的室内环境下，有时会观察到透射率在大约10小时因灰尘的附着而下降约数个百分点。

对此，通过采用图20所示的本实施例6的液晶背光200的结构，能够实时地确认透射率的变动。具体而言，通过反馈即将进入导光板17之前的光传感器203的光量，控制部199控制各光源12以便让始终相同的光量射入导光板17。另外，控制部199通过监控光传感器201的光量的变动量，能够推定在两个传感器之间的光学部件的光路上是否附着灰尘。

此外，对于光传感器201，虽然激光11可通过玻璃板202被向上反射，但为了不设置向上的面，可以将光传感器201沿水平方向配置，通过由玻璃板202在水平方向反射激光11，光传感器201可接收在水平方向被弯折的激光11。此时，由于可以将玻璃板202配置成玻璃板202的透射面和反射面的面法线方向朝向水平方向或比水平方向更朝下，因此能够防止浮游于装置内的灰尘堆积在玻璃板202的透射面或者反射面上。

图21是本实施例6所涉及的其他液晶背光210的概要结构图。液晶背光210的结构与液晶背光200类似，但不同之处在于增加了多个风扇211。具体而言，控制部209包括控制电路和驱动电路等，通过省略了图示的配线而与光源12、光传感器201、203以及风扇211电连接，光传感器201、203测量各激光11的光量，控制部209基于测量到的光量控制风扇211的风量。这里，光传感器201、203相当于测量部的一例，风扇211相当于送风部的一例。

从风扇211送出的气流通过多个管道212引导，高效率地被引导至各光学部件(例如，红色激光反射镜13R、绿色激光反射镜13G、蓝色激光反射镜13B、红色激光用光传感器201R、绿色激光用光传感器201G、蓝色激光用光传感器201B、红色激光用玻璃板202R、绿色激光用玻璃板202G、蓝色激光用玻璃板202B、红色激光用透镜204R、绿色激光用透镜204G、蓝色激光用透镜204B)的表面。由此，通过吹散因在各光学部件的表面产生的静电而被吸引的灰尘，能够防止灰尘的附着，从而防止灰尘的附着所造成的透射率下降。

另外，风扇211的风量根据由光传感器201、203测量到的光量来确定，控制部209，在由光传感器201、203测量到的光量减少至低于指定值时，使风扇211的风量增加，在由光传感器201、203测量到的光量增加至指定值以上时，使风扇211的风量减少，或者，使风扇211停止。

由此，由于在设置在灰尘少的场所等而观察不到装置内的光学部件的透射率下降时，可以降低风扇211的转速，因此能够降低功耗。另外，通过让来自风扇211的气流向下送出，能够防止气流中包含的灰尘再次下落堆积。

此外，这里，是基于光传感器201、203检测到的值来确定风扇211的动作，但除此以外也可以每隔一定时间使风扇211动作，还可以在液晶背光的点亮结束时等指定的条件下使之动作。此时，也可以不使光传感器201、203始终动作，而只在满足其条件时动作即可。

图22是本实施例6所涉及的其他液晶背光220的概要结构图。液晶背光220的结构与实施例4的液晶背光90类似，另外，用多个光传感器221、224在刚刚从光源射出后和下游这两处分别测量激光光量的结构与液晶背光200类似，但不同之处在于：线漫射器91以可移动的状态被配置在致动器223上。

具体而言，使用两套从多光源71到折返镜16的激光光源部和转换光学系统，将这两套激光光源部和转换光学系统排列在光学平板18上的左右两侧，在各光路上配置有玻璃板222，多激光73的一部分光被引导至光传感器221，多激光73的大部分透过各玻璃板222并被引导至准直器72。控制部219包括控制电路和驱动电路等，通过省略了图示的配线与多光源71、光传感器221、224以及致动器223电连接，光传感器221、224测量各激光11的光量，控制部219基于测量到的光量控制多光源71和致动器223的动作。这里，光传感器221、224相当于测量部的一例，致动器223相当于驱动部的一例。

根据上述结构，在液晶背光220中，与液晶背光200、210同样，例如，将由光传感器224测量到的光量反馈至多光源71，能够使射入导光板17的激光的光量一定。此时，控制部219通过测量光传感器221的光量，能够监控光传感器224与光传感器221之间的光学部件的透射率的变动量。

因此，如果灰尘附着在线漫射器91上而光传感器221的光量上升时，控制部219通过驱动致动器223，使线漫射器91的位置例如沿着与纸面垂直的方向(水平方向)位移。其结果，通过使用此前没有构成光路的未附着灰尘的部分，可以使线漫射器91的透射率恢复。这里，线漫射器91具有沿导光板17的宽度方向扩大激光的作用，但在厚度方向不具有功效，因此即使沿与纸面垂直的方向(水平方向)位移，光学系统的特性也不会改变。

此外，位置移位的光学部件并不特别限定于线漫射器，也可以是其他的光学部件。即使其他透镜(例如准直器72)为轴对称的非球面透镜时，也可以通过用两枚柱面透镜(cylindrical lens)构成，显示出同样的光学特性，并且像线漫射器91那样位移以避免灰尘的附着所造成的透射率下降。

另外，即使在根据光传感器221、224的输出未检测出灰尘的附着的阶段，也可以使致动器223动作。通过始终使其高速动作，可以降低对每单位面积照射的激光的密度，除了可以减少灰尘的附着以外，还可通过由动作产生的风减少灰尘的附着。

另外，这里是基于光传感器221、224检测到的值来确定致动器223的动作，但除此以外也可以每隔一定时间进行动作，还可以在液晶背光220的点亮结束时等某些条件下使之动作。此时，也可以不使光传感器221、224始终动作，只要在其条件下动作即可。

(实施例7)

图23是本实施例7所涉及的液晶背光230的概要结构图。本液晶背光230与实施例1的液晶背光10类似，但不同之处在于具有电晕放电元件(corona discharge element)231。具体而言，控制部229包括控制电路和驱动电路等，通过省略了图示的配线与光源12、风扇211以及电晕放电元件231电连接，控制风扇211和电晕放电元件231的动作。

当对电晕放电元件施加电压时，处于放电位置的空气被离子化，并且通过由风扇吹送所产生的离子，可以与存在于其前方的带电物质电中和。在本液晶背光230中，通过用风扇211将电晕放电元件231产生的离子沿管道212吹送至光学部件(例如，红色激光反射镜13R、绿色激光反射镜13G、蓝色激光反射镜13B、红色激光用透镜204R、绿色激光用透镜204G、蓝色激光用透镜204B)，能够去除在各光学部件的表面产生的静电。此外，通过向下吹送来自风扇211的气流，能够防止气流中包含的灰尘再次下落堆积。

图24是本实施例7所涉及的其他液晶背光230的概要结构图。在图24所示的液晶背光240中，与液晶背光230同样具有电晕放电元件231，但不同之处在于如液晶背光210那样具备光传感器201、203。具体而言，控制部239包括控制电路和驱动电路等，通过省略了图示的配线与光源12、光传感器201、203、风扇211以及电晕放电元件231电连接，光传感器201、203测量各激光11的光量，控制部239基于测量到的光量控制光源12、风扇211和电晕放电元件231的动作。这里，光传感器201、203相当于测量部的一例。

通过如此构成，可以根据由光传感器201、203测量到的光量来确定由电晕放电元件231产生的离子量，例如，在未观察到光学部件的透射率下降时，可以通过产生微量的离子防止灰尘等的附着，在检测出光学系统的透射率下降时，可以通过增加所产生的离子量，可靠地除去附着的灰尘，通过风扇211的气流而可靠地吹飞灰尘。

此外，上述各实施例所示的结构是例子，当然可以在不脱离发明主旨的范围内加以各种变更。另外，也可以采用通过覆盖整个液晶背光以抑制灰尘的侵入，更不易受到灰尘的影响的结构。

根据上述各实施例将本发明归纳如下。即，本发明所涉及的液晶背光包括：射出激光的激光光源部，；将来自所述激光光源部的激光转换为线状光的转换光学系统；以及让所述线状光入射并沿水平方向射出二维光的导光板，其中，所述激光光源部的光出射面被配置在所述导光板的背面一侧，且其面法线朝向水平方向或者比水平方向更朝下，所述转换光学系统包括不具有可动部的固定光学部件，所述固定光学部件被配置在所述导光板的背面一侧，且其光透射面和光反射面的面法线全部朝向水平方向或比水平方向更朝下。

在本液晶背光中，由于激光光源部的光出射面被配置在导光板的背面一侧，且其面法线朝向水平方向或比水平方向更朝下，不具有可动部的固定光学部件被配置在导光板的背面一侧，且其光透射面和光反射面的面法线全部朝向水平方向或比水平方向更朝下，因此能够维持装置的薄型，并实现没有因灰尘等在激光光源部的光出射面和固定光学部件的堆积而引起的辉度下降或辉度不均的可靠性较高的液晶背光，从而能够低成本地实现使用该液晶背光的色彩再现范围广的液晶显示器。

即，由于在包括为了照明指定的垂直面而沿水平方向射出激光的导光板的液晶背光以及液晶显示装置中，将激光光源的光出射面配置在导光板的背面一侧，且其面法线朝向水平方向或比水平方向更朝下，并将构成将来自激光光源的激光转换为线状的转换光学系统的固定光学部件配置在导光板的背面一侧，且其光透射面和光反射面的面法线全部朝向水平方向或比水平方向更朝下，因此可以简便且低成本地防止灰尘的堆积所造成的辉度下降或辉度不均，并且对静电等造成的灰尘也可以提供有效的灰尘对策。

较为理想的是，所述激光光源部包括多个激光光源，所述多个激光光源配置在所述导光板的背面一侧，从所述多个激光光源射出的多束激光的主光线在所述转换光学系统内的全部区域互不重合。

此时，能够容易地将固定光学部件配置成其光透射面和光反射面的面法线全部朝向水平方向或比水平方向更朝下。

所述激光光源部还可以包括多个激光光源以及一条光纤，从所述多个激光光源射出的多束激光在所述导光板的背面以外的位置合波并射入所述光纤，通过所述光纤射入所述转换光学系统。

此时，能够容易地将固定光学部件配置成其光透射面和光反射面的面法线全部朝向水平方向或比水平方向更朝下，另外，由于可以在离开导光板的位置配置多个激光光源，因此能够防止从多个激光光源产生的热被传导至导光板等装置主体侧，并能够使装置主体进一步薄型化。

所述激光光源部还可以是将多个激光光源装在一个箱体内的单个光源，所述单个光源被配置在所述导光板的背面一侧。

此时，能够容易地将固定光学部件配置成其光透射面和光反射面的面法线全部朝向水平方向或比水平方向更朝下。

较为理想的是，所述转换光学系统还具备将来自所述固定光学部件的激光在射入所述导光板之前将加以弯折而让所述激光从所述导光板的侧面射入的反射元件，所述反射元件被配置在所述导光板的侧面一侧，且其光反射面的面法线全部朝向水平方向或比水平方向更朝下。

此时，由于反射元件也在导光板的侧面一侧被配置成其光反射面的面法线全部朝向水平方向或比水平方向更朝下，因此能够抑制灰尘等堆积在整个转换光学系统上，从而能够实现没有辉度下降或辉度不均的更可靠性较高的液晶背光。

较为理想的是，所述导光板让所述激光从两侧面入射。此时，能够提供导光板的左右方向的辉度均匀性优异、高画质的液晶背光。

所述转换光学系统还可以具备将来自所述固定光学部件的激光在射入所述导光板之前加以弯折而让所述激光从所述导光板的上面入射的反射元件，所述反射元件使所述激光在所述导光板的厚度方向聚光。

此时，由于反射元件成了灰尘的遮挡伞，能够抑制灰尘在导光板的上面堆积，因此能够实现没有辉度下降或辉度不均的更可靠性较高的液晶背光，并且由于反射元件具有在厚度方向上的聚光功能，因此能够削减部件数目并低成本地制成装置。

上述液晶背光，较为理想的是还包括，在所述转换光学系统中，对构成所述激光光源部的其中之一的激光光源在两处以上测量激光的光量的测量部。

此时，可根据测量到的光量来测量转换光学系统的各光学部件的透射率的变动。

上述液晶背光，较为理想的是还包括：对构成所述转换光学系统的多个光学部件的至少其中之一的光学部件直接吹送气流的送风部；以及根据所述测量部测量到的光量来控制所述送风部的风量的控制部。

此时，根据测量到的光量，能够吹散由在转换光学系统的各光学部件的表面产生的静电所吸引的灰尘，因此能够防止灰尘的附着，防止灰尘的附着所造成的转换光学系统的各光学部件的透射率下降。

较为理想的是，所述转换光学系统还具备使所述固定光学部件的至少其中之一的位置移动的驱动部，上述液晶背光还包括根据所述测量部测量到的光量控制所述驱动部的动作量的控制部。

此时，通过根据测量到的光量控制驱动部的动作量，能够使固定光学部件的位置位移，因此可以使用此前没有构成光路的未附着灰尘的部分，从而使固定光学部件的透射率恢复。

上述液晶背光，较为理想的是还包括配置在所述转换光学系统附近的电晕放电元件；以及根据所述测量部测量到的光量控制所述电晕放电元件的动作的控制部。

此时，由于能够根据测量到的光量去除在转换光学系统的各光学部件的表面产生的静电，因此能够防止静电造成的灰尘的附着，实现辉度下降得到抑制的可靠性较高的液晶背光。

较为理想的是，所述导光板包含使光在内部扩散的扩散粒子。

此时，射入导光板的激光，在导光板内通过扩散粒子广范围扩散，并从导光板射出，因此能够实现辉度均匀性优异、高画质的液晶背光。

较为理想的是，在所述线状光入射的所述导光板的入射面的至少其中一处，所述线状光在所述导光板的厚度方向上的光束直径为所述导光板的厚度的90％以上。

此时，由于能够相对于导光板的厚度扩大厚度方向的光束直径，因此即使灰尘附着在导光板的激光的入射面上时，也能够降低照明导光板的入射面的激光中被附着的灰尘挡住的光量的比例，因此能够进一步抑制从导光板射出的二维光的辉度不均。

较为理想的是，所述激光光源部包括红色激光光源、绿色激光光源和蓝色激光光源。

此时，能够低成本地实现色彩再现范围广的液晶显示器。

较为理想的是，所述激光光源部包括半导体激光光源，所述半导体激光光源包含具有盖玻片的包装，在所述盖玻片上形成有微透镜阵列。

此时，由于激光通过微透镜阵列，因此能够使射出的激光的强度分布均匀化。

较为理想的是，所述微透镜阵列形成于所述盖玻片的内侧。

此时，由于能够使与包含灰尘的外气接触的盖玻片外侧的激光的强度分布比高斯分布更平坦，因此能够抑制静电造成的灰尘的附着，实现辉度下降得到抑制的可靠性较高的液晶背光。

本发明所涉及的其他液晶背光包括：射出激光的激光光源部；将来自所述激光光源部的激光转换为线状光的转换光学系统；以及让所述线状光入射并沿水平方向射出二维光的导光板，其中，所述转换光学系统具备不具有可动部的固定光学部件，所述固定光学部件被配置在所述导光板的背面一侧，所述液晶背光还包括配置在所述固定光学部件附近的电晕放电元件。

在本液晶背光中，通过由电晕放电元件产生的离子与带电物质电中和，能够去除在固定光学部件的表面产生的静电，因此能够防止静电所造成的灰尘的附着，实现辉度下降得到抑制的可靠性较高的液晶背光。

本发明所涉及的其他液晶背光包括：射出激光的激光光源部；将来自所述激光光源部的激光转换为线状光的转换光学系统；以及让所述线状光入射并沿水平方向射出二维光的导光板，其中，在所述线状光入射的所述导光板的入射面的至少一处，所述线状光在所述导光板的厚度方向上的光束直径为所述导光板的厚度的90％以上。

在本液晶背光中，由于能够相对于导光板的厚度扩大厚度方向的光束直径，因此即使灰尘附着在导光板的激光的入射面上时，也能够降低照明导光板的入射面的激光中由附着的灰尘挡住的光量的比例，因此能够进一步抑制从导光板射出的二维光的辉度不均。

本发明所涉及的液晶显示装置包括：液晶显示面板以及从背面一侧照明所述液晶显示面板的背光照明装置，其中，所述背光照明装置为上述任意一种液晶背光。

在本液晶显示装置中，由于使用可维持装置的薄型、且没有因灰尘等在固定光学部件的堆积而引起的辉度下降或辉度不均的可靠性较高的液晶背光，因此能够低成本地实现色彩再现范围广的薄型且可靠性较高的液晶显示器。

产业上的利用可能性

本发明的液晶背光具有不会产生因灰尘等堆积在光学部件上而造成的辉度下降或辉度不均的良好的特性，因此能够以低成本的光学结构实现提高了耐灰尘性的可靠性较高且薄型的液晶背光，因而有用。另外，使用本发明的液晶背光时，能够低成本地实现薄型且色彩再现性优异、并且提高了耐灰尘性的可靠性较高的液晶显示装置，因而有用。

Claims (19)

1.一种液晶背光，其特征在于包括：

激光光源部，射出激光；

转换光学系统，将来自所述激光光源部的激光转换为线状光；以及

导光板，让所述线状光入射并沿水平方向射出二维光，其中，

所述激光光源部的光出射面，被配置在所述导光板的背面一侧，且所述光出射面的面法线朝向水平方向或比水平方向更朝下，

所述转换光学系统，具备不具有可动部的固定光学部件，

所述固定光学部件，被配置在所述导光板的背面一侧，且所述固定光学部件的光透射面和光反射面的面法线全部朝向水平方向或较水平方向更朝下。

2.根据权利要求1所述的液晶背光，其特征在于：

所述激光光源部包括多个激光光源，

所述多个激光光源被配置在所述导光板的背面一侧，

从所述多个激光光源射出的多束激光的主光线，在所述转换光学系统中的全部区域互不重合。

3.根据权利要求1所述的液晶背光，其特征在于：

所述激光光源部包括多个激光光源和一条光纤，

从所述多个激光光源射出的多束激光，在所述导光板的背面以外的位置合波并射入所述光纤，通过所述光纤射入所述转换光学系统。

4.根据权利要求1所述的液晶背光，其特征在于：

所述激光光源部是将多个激光光源装在一个箱体内的单个光源，

所述单个光源被配置在所述导光板的背面一侧。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的液晶背光，其特征在于：

所述转换光学系统还具备将来自所述固定光学部件的激光在射入所述导光板之前加以弯折而让所述激光从所述导光板的侧面入射的反射元件，

所述反射元件被配置在所述导光板的侧面一侧，且所述反射元件的光反射面的面法线全部朝向水平方向或比水平方向更朝下。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的液晶背光，其特征在于：所述导光板让所述激光从其两侧面入射。

7.根据权利要求1至4中的任一项所述的液晶背光，其特征在于：

所述转换光学系统还具备将来自所述固定光学部件的激光在射入所述导光板之前加以弯折而让所述激光从所述导光板的上面入射的反射元件，

所述反射元件使所述激光在所述导光板的厚度方向聚光。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的液晶背光，其特征在于还包括：测量部，在所述转换光学系统中，对构成所述激光光源部的其中之一的激光光源在两处以上测量激光的光量。

9.根据权利要求8所述的液晶背光，其特征在于还包括：

送风部，对构成所述转换光学系统的多个光学部件的至少其中之一的光学部件直接吹送气流；以及

控制部，根据所述测量部测量到的光量控制所述送风部的风量。

10.根据权利要求8或9所述的液晶背光，其特征在于：

所述转换光学系统还具备使所述固定光学部件的至少其中之一的位置移动的驱动部，

所述液晶背光还包括控制部，根据所述测量部测量到的光量控制所述驱动部的动作量。

11.根据权利要求8至10中的任一项所述的液晶背光，其特征在于还包括：

电晕放电元件，被配置在所述转换光学系统的附近；以及

控制部，根据所述测量部测量到的光量控制所述电晕放电元件的动作。

12.根据权利要求1至11中的任一项所述的液晶背光，其特征在于：所述导光板包含使光在内部扩散的扩散粒子。

13.根据权利要求1至12中的任一项所述的液晶背光，其特征在于：在所述线状光入射的所述导光板的入射面的至少其中一处，所述线状光在所述导光板的厚度方向上的光束直径为所述导光板的厚度的90％以上。

14.根据权利要求1至13中的任一项所述的液晶背光，其特征在于：所述激光光源部包括红色激光光源、绿色激光光源和蓝色激光光源。

15.根据权利要求1至14中的任一项所述的液晶背光，其特征在于：

所述激光光源部包括半导体激光光源，

所述半导体激光光源包含具有盖玻片的包装，

在所述盖玻片上形成有微透镜阵列。

16.根据权利要求15所述的液晶背光，其特征在于：所述微透镜阵列形成于所述盖玻片的内侧。

17.一种液晶背光，其特征在于包括：

激光光源部，射出激光；

转换光学系统，将来自所述激光光源部的激光转换为线状光；以及

导光板，让所述线状光入射并沿水平方向射出二维光，其中，

所述转换光学系统，具备不具有可动部的固定光学部件，

所述固定光学部件，被配置在所述导光板的背面一侧，

所述液晶背光还包括电晕放电元件，被配置在所述固定光学部件的附近。

18.一种液晶背光，其特征在于包括：

激光光源部，射出激光；

转换光学系统，将来自所述激光光源部的激光转换为线状光；以及

导光板，让所述线状光入射并沿水平方向射出二维光，其中，

在所述线状光入射的所述导光板的入射面的至少一处，所述线状光在所述导光板的厚度方向上的光束直径为所述导光板的厚度的90％以上。

19.一种液晶显示装置，其特征在于包括：

液晶显示面板；以及

从背面一侧照明所述液晶显示面板的背光照明装置，其中，

所述背光照明装置为权利要求1至18中的任一项所述的液晶背光。

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