CN105388664B - 面光源装置和液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

面光源装置和液晶显示装置，在同时使用发光特性不同的两种光源时，能够以简单的构造显示高质量的图像。面光源装置(200)具有：激光光源(9)；激光导光棒(7)，其将激光(L90)转换成第1线状光；LED光源(10)；LED导光棒(8)，其将LED光(L100)转换成在与第1线状光相同的方向上延伸的第2线状光；反射条(6)，其反射第1线状光和第2线状光；以及光反射部(5)，其形成为箱形，具有出射侧开口的开口部(56)和处于箱形内侧的反射面(57)。第1线状光和第2线状光被反射条(6)和反射面(57)反射，并从开口部(56)射出。

Description

面光源装置和液晶显示装置
技术领域
本发明涉及面光源装置和具有该面光源装置的液晶显示装置，通过利用特性不同的两种光源对液晶显示元件的背面进行照明，使液晶显示元件显示图像。
背景技术
液晶显示装置具有的液晶显示元件自身不发光。因此，液晶显示装置在液晶显示元件的背面侧具有背光装置(面光源装置)，作为对液晶显示元件进行照明的光源。
此外，液晶显示元件具有滤色片，通过利用滤色片使来自以连续光谱发出白色光的荧光灯的光中的、仅部分波长的光透过，提取红、绿和蓝的显示色来进行颜色表现。这样，在从连续光谱的光源光中仅切出部分波段的光来得到显示色的情况下，如果要提高显示色的色纯度来增大颜色再现范围，则必须将液晶显示元件具有的滤色片的透过波段设定得较窄。因此，在要提高显示色的色纯度时，产生透过滤色片的光的透过光量减少从而亮度下降这样的问题。
根据荧光体的特性，通常被用作背光装置的光源的荧光灯在红色波长区域中，具有在615nm左右的过渡到橙色的波长处具有峰值的发光光谱。因此，特别在红色中，当要在作为纯红而优选的630nm～640nm的波长区域中提高色纯度时，产生透射光量极度下降，亮度显著下降这样的问题。为了将滤色片造成的光损耗抑制在最小限度并且扩大颜色再现范围，需要采用发出波长带宽较窄的光的光源。即，需要采用发出色纯度高的光的光源。
作为这种问题的改善方案，近年来，提出了具有波长宽度窄即色纯度高的单色的LED或激光器作为光源的液晶显示装置。特别是激光器具有非常优异的单色性和高发光效率，因此能够得到提供颜色再现范围宽、高亮度、高品质的图像，并且功耗低的液晶显示装置。
近年来，LED的发光效率也得到了提高，因此在液晶显示元件用的背光装置等中，还使用了如下的方法：使用分别发出作为三原色的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的光的3种LED，并将这3种LED发出的RGB的光进行混色，由此得到白色光。
并且，为了提高来自光源的光的利用效率，使用了从背面对液晶显示元件直接供给光的直下型的背光装置。
在具有这样的背光装置的液晶显示装置中，期望开发如下技术：能够提供成为构造部的设计简单的构造，且亮度不均和颜色不均少的高质量的面光源装置。
例如在专利文献1中公开有如下技术：在液晶显示装置中，通过在发光二极管芯片或覆盖其周围的透镜上，安装对沿着透镜中心轴行进的光进行调整的发光二极管装置，改善亮度不均和颜色不均。
【专利文献1】日本特开2006-286906号公报
专利文献1中记载的发光二极管装置对LED的发散角进行了设计。发光二极管装置能够通过调整沿着透镜中心轴行进的光即直接朝显示面方向行进的光的方向，将红、绿和蓝的LED光混色，得到没有不均的白色光。
但是，针对发散角差异较大的光源混合存在的液晶显示装置，在同一发光二极管装置中，由于光源具有的配光分布的差异，从发光二极管装置射出后的光的行进方式不同，对于每个光源，对显示面进行照明的光的分布产生差异。特别是不同颜色在显示面上的分布差异成为颜色不均而被视觉辨认。
激光器是发出波长带宽窄的光的光源。通过使用激光器，能够提高颜色再现性。但是，激光器是发散角非常窄的光源，难以按照与LED相同的方法，使其具有与通过透镜和上述发光二极管装置而使发散角变宽的LED光同等的扩展。在显示面上激光的分布与LED光的分布不同时，成为亮度不均和颜色不均。
即，在要将LED光源和发光特性与LED光源不同的激光光源同时用于面光源装置的情况下，需要使来自光源的光的扩展方式匹配，难以用同一构造制作出均匀的面光源。此外，在使两种光源具有用于分别制成面光源的构造时，构造变得复杂，从而导致制造成本的增加。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种面光源装置和液晶显示装置，在同时使用发光特性不同的两种光源时，能够以简单的构造显示高质量的图像。
本发明的面光源装置具有：第1光源，其发出第1光；第1导光棒，其具有第1光入射面，且从所述第1光入射面入射所述第1光并将其转换成第1线状光；第2光源，其发出具有比所述第1光大的发散角的第2光；第2导光棒，其具有第2光入射面，且从所述第2光入射面入射所述第2光并将其转换成在与所述第1线状光相同的方向上延伸的第2线状光；反射条，其配置于所述第1导光棒和所述第2导光棒的出射侧，且反射所述第1线状光和所述第2线状光；以及反射部，其以能够收纳所述第1导光棒、所述第2光源、所述第2导光棒和所述反射条的方式形成为箱形，且具有所述出射侧开口的开口部和在所述箱形的内侧反射所述第1线状光和所述第2线状光的反射面，所述第1光入射面是所述第1导光棒的长度方向的端面，所述第1光源配置于与所述第1光入射面相对的位置处，所述第2光入射面是沿着所述第2导光棒的长度方向形成且在所述出射侧的相反侧形成的面，所述第2光源配置于与所述第2光入射面相对的位置处，所述第1线状光和所述第2线状光被所述反射条和所述反射面反射，并从所述开口部射出。
本发明的液晶显示装置具有：面光源装置；以及液晶面板，其被来自所述面光源装置的光照明而显示图像。
根据本发明，通过第1导光棒将从第1光源发出的第1光转换成第1线状光，通过第2导光棒将从第2光源发出的第2光转换成在与第1线状光相同的方向上延伸的第2线状光。第1线状光和第2线状光通过被反射条反射而扩展，因此能够得到均匀的面状分布的照明光。此外，第1线状光和第2线状光被反射条反射，在反射部内被混色而扩展，因此能够抑制由于第1光与第2光的强度分布之差而产生的颜色不均。
由此，在同时使用发光特性不同的两种光源时，能够没有浪费地引导来自第1光源和第2光源的光，因此光的利用效率变高，能够显示高质量的图像。此外，能够通过简单的构造实现这样的高质量的图像显示。
附图说明
图1是概略地示出实施方式的液晶显示装置的结构的一例的结构图。
图2是概略地示出面光源装置的结构的一例的结构图。
图3是概略地示出液晶显示装置的结构的一例的结构图。
图4是概略地示出LED导光棒的构造的示意图。
图5是液晶显示装置的框图。
图6是概略地示出面光源装置的结构的另一例的结构图。
图7是概略地示出面光源装置的结构的又一例的结构图。
图8是概略地示出液晶显示装置的结构的另一例的结构图。
标号说明
1：液晶面板；5：光反射部；6：反射条；7：激光导光棒；8：LED导光棒；9：激光光源；10：LED光源；56：开口部；57：反射面；71：光入射面；72：光入射面；81：光入射面；100：液晶显示装置；200：面光源装置。
具体实施方式
＜实施方式＞
下面，使用附图对本发明的实施方式进行说明。图1是概略地示出实施方式的液晶显示装置100的结构的一例的结构图，图2是概略地示出面光源装置200的结构的一例的结构图，图3是概略地示出液晶显示装置100的结构的一例的结构图。
如图1所示，液晶显示装置100具有由液晶显示元件构成的透过型的液晶面板1、光学片2、光学片3以及面光源装置200。即，虽然在图1中未图示，但如图5所示，液晶显示装置100还具有控制部31、液晶面板驱动部32、LED光源驱动部33a和激光光源驱动部33b。此外，控制部31、液晶面板驱动部32、LED光源驱动部33a和激光光源驱动部33b的具体情况将在后面叙述。
面光源装置200是配置于液晶面板1的背面1b侧，穿过配置于面光源装置200与液晶面板1之间的光学片3和光学片2，向液晶面板1的背面1b照射光的装置。液晶面板1通过被从面光源装置200射出到背面1b的光照明而显示图像。
面光源装置200具有薄板状的漫射板4、反射条6、激光导光棒7(第1导光棒)、LED导光棒8(第2导光棒)、激光光源9(第1光源)、LED光源10(第2光源)和光反射部5(反射部)。
这里，为了容易说明，以如下方式规定xyz直角坐标系，在各图中还示出xyz直角坐标系的坐标轴。将液晶面板1的显示面1a的长度方向设为x轴方向(图1中的左右方向)。将液晶面板1的显示面1a的宽度方向设为y轴方向(与图1的纸面垂直的方向)。将与包含x轴和y轴的x－y平面垂直的方向设为z轴方向(图1中的上下方向)。
此外，在图1中，将从光反射部5的侧部53朝向其对面侧的侧部52的方向(从纸面的左朝向右的方向)设为x轴的正向(+x轴方向)。将其相反方向设为x轴的负向(－x轴方向)。此外，在图1中，将从纸面的近前朝向里侧的方向设为y轴的正向(+y轴方向)。将其相反方向设为y轴的负向(－y轴方向)。并且，在图1中，将从漫射板4朝向液晶面板1的方向(从纸面的下朝向上的方向)设为z轴的正向(+z轴方向)。将其相反方向设为z轴的负向(－z轴方向)。
如图1所示，在液晶显示装置100中，从z轴的正向朝负向，依次配置有液晶面板1、光学片2、光学片3以及面光源装置200。光学片2具有抑制照明光L300的细小的照明不均等光学影响的功能。光学片3具有使透过的照明光L300朝向液晶面板1的背面1b的方向的功能。
液晶面板1具有显示面1a、背面1b和液晶层(省略图示)。显示面1a设置于液晶面板1的+z轴侧的端面，背面1b设置于液晶面板1的－z轴侧的端面，液晶层设置于液晶面板1中的显示面1a与背面1b之间。
液晶面板1的显示面1a是与x－y平面平行的面。液晶面板1的液晶层具有在与x－y平面平行的方向上扩展的面状构造。液晶面板1的显示面1a通常是矩形的，显示面1a的相邻的2边(设置于x轴方向的长边和设置于y轴方向的短边)垂直。另外，在本实施方式中，将液晶面板1的显示面1a作为矩形来进行说明，但是，液晶面板1的显示面1a的形状不限于此，也可以是其它形状。
如图1和图3所示，光反射部5以能够收纳激光导光棒7、LED光源10、LED导光棒8和反射条6的方式形成为箱形。具体而言，光反射部5具有与x－y平面平行的背部51、4个侧部52、53、54、55以及开口部56。这里，图3是从+x轴方向侧观察到的图1的液晶显示装置100的概略图。
侧部52配置于背部51的+x轴方向的端部，侧部53配置于背部51的－x轴方向的端部。侧部54配置于背部51的+y轴方向的端部，侧部55配置于背部51的－y轴方向的端部。背部51的主面(内侧和外侧的面)是比液晶面板1的显示面1a小的平面。因此，4个侧部52、53、54、55越朝向背部51，越朝内侧倾斜。开口部56设置在背部51的法线方向，且设置成光反射部5的出射侧开口。
光反射部5的内侧的面是反射面57，反射面57具有反射并且漫射光的功能。这里，光反射部5的内侧的面是指光反射部5的箱形的内侧的面。即，反射面57是背部51的+z轴方向的面、侧部52的－x轴方向的面、侧部53的+x轴方向的面、侧部54的－y轴方向的面、侧部55的+y轴方向的面。该反射面57例如能够通过将光反射片配置到光反射部5的内侧的整个面而构成，光反射片将苯二甲酸乙二醇酯等树脂作为基材。此外，也可以通过在光反射部5的内侧的整个面上蒸镀金属而构成反射面57。
在光反射部5的+z轴方向侧配置有漫射板4。漫射板4配置于开口部56的+Z轴方向。漫射板4配置成覆盖开口部56。光反射部5和漫射板4构成具有反射面(反射面57)和漫射面(漫射板4的－z轴方向的面)的中空的箱形。
激光导光棒7配置成沿x轴方向在该中空的箱形内贯穿。这里，x轴方向包含+x轴方向和－x轴方向，y轴方向和z轴方向也同样如此。LED导光棒8在中空的箱形内，配置于激光导光棒7的－z轴方向侧。LED光源10配置在背部51的+z轴方向的面上。此外，反射条6在中空的箱形内，配置于激光导光棒7的+z轴方向侧。即，面光源装置200构成为在由光反射部5和漫射板4构成的中空的箱形内，从z轴的正向朝负向，依次具有反射条6、激光导光棒7、LED导光棒8和LED光源10。
如图1至图3所示，LED光源10、LED导光棒8、激光导光棒7和反射条6沿z轴方向配置。并且，沿z轴方向配置的LED光源10、LED导光棒8、激光导光棒7和反射条6在y轴方向上配置有多个。
激光导光棒7配置成贯穿侧部52、53。即，激光导光棒7以端部朝外部突出的状态被光反射部5保持。具体而言，在侧部52、53上设置有大小与激光导光棒7在x轴方向的端部相同或比端部大的孔。侧部52、53中的被激光导光棒7贯穿插入的孔的位置在y－z平面上分别处于相同的坐标位置。激光导光棒7被贯穿插入到设置于侧部52和侧部53的孔而被安装到光反射部5。激光导光棒7的光入射面71配置于侧部52的+x轴方向侧。此外，光入射面72配置于侧部53的－x轴方向侧。即，光入射面71、72配置于光反射部5的外侧。
激光光源9配置于侧部52的+x轴方向和侧部53的－x轴方向且与光入射面71、72相对的位置处。即，激光光源9配置于光反射部5的外部。激光光源9具有发光部(省略图示)。侧部52的+x轴方向的激光光源9以发光部朝向－x轴方向的状态进行配置。即，激光光源9朝－x轴方向射出激光。
此外，侧部53的－x轴方向的激光光源9以发光部朝向+x轴方向的状态进行配置。即，激光光源9朝+x轴方向射出激光。激光光源9配置于侧部52的+x轴侧和侧部53的－x轴侧，且在y轴方向分别配置成一列。激光光源9配置于面光源装置200的后方端部。即，激光光源9配置于液晶显示装置100的后方端部。
近年来，采用白色LED，作为许多液晶显示装置的光源。白色LED能够生成具有从蓝色到红色的宽光谱的白色光。该白色LED的发光效率高，对低功耗化有效。因此，广泛采用白色LED作为液晶显示装置的背光单元的光源。
液晶显示装置的液晶显示元件具有滤色片。液晶显示装置通过该滤色片，仅提取红色、绿色以及蓝色的各波长范围来进行表现颜色。在如白色LED那样具有波长带宽较宽的连续光谱的光源的情况下，为了扩大颜色再现范围，需要将透过滤色片的光的透过波段设定得较窄，以提高显示色的色纯度。但是，由于较窄地设定透过滤色片的光的波段，不需要的光量增多。即，在液晶显示元件中，光的利用效率变得非常差。这导致液晶显示元件的显示面的亮度下降。并且，导致液晶显示装置的功耗增大。
此外，通常人对红色色差的灵敏度较高。因此，对于人的视觉，能将红色的波长带宽的差感觉成比其它颜色的波长带宽的差更显著的差。此处，“波长带宽的差”是指色纯度的差。对于在以往的液晶显示装置中作为光源而被使用的白色LED，特别是600nm～700nm的波段的红色光谱的能量的量较少。即，在为了提高作为纯红而优选的630nm～640nm的波长区域的色纯度而使用波长带宽窄的滤色片时，透过光量减少，光的利用效率下降，从而亮度下降。
与此相对，激光发光元件的波长带宽比白色LED窄，能够得到色纯度高的光。此外，通过使用激光发光元件作为光源，能够抑制由滤色片造成的光量损耗，提高光的利用效率。
本实施方式中的液晶显示装置100和面光源装置200使单色性高的激光光源9发出光的三原色中的特别的红色光。由此，与使激光光源发出其它颜色的光的情况相比，起到功耗下降和色纯度提高显著的效果。这里，激光光源9由激光发光元件构成。
更具体而言，LED光源10是采用蓝绿色LED元件的光源，该蓝绿色LED元件是在具有发出蓝色光的单色LED元件的封装中，填充吸收该蓝色光而发出绿色光的绿色荧光体而得到的。蓝绿色的LED光源是能够应用于显示器的简单且小型的LED光源，与发出绿色光的单色LED光源或发出绿色光的激光光源相比，功耗小且具有高输出。
因此，通过组合具有蓝色LED元件和绿色荧光体的LED光源10以及发出红色激光的激光光源9，能够实现兼具比以往宽的颜色再现范围和低功耗性的液晶显示装置。另外，LED光源10也可以具有例如发出蓝色光的蓝色LED元件和绿色LED元件。但是，在LED光源10采用该LED元件(蓝色LED元件和绿色LED元件)的情况下，与LED光源10采用蓝绿色LED元件(蓝色LED元件和绿色荧光体)的情况相比，节电效果方面较差。
此外，在以往的光源使用白色LED的液晶显示装置中，白色LED发出的红色光的波长带宽比激光发光元件发出的红色光的波长带宽要宽。因此，在以往的液晶显示装置中，通过使红色光的一部分透过绿色的滤色片，使绿色的色纯度也下降。透过绿色的滤色片的光的光谱与红色光的光谱相邻。在本实施方式的液晶显示装置100和面光源装置200中，通过使用红色的激光光源9，红色的色纯度增加。此外，通过使用红色的激光光源9，透过绿色滤色片的红色光量减少，因此绿色的色纯度提高。
如上所述，将LED光源10作为发出蓝绿色光的LED光源进行了说明，将激光光源9作为发出红色光的激光光源进行了说明。但是，本发明的结构不限于此。例如，还能够通过发出绿色光的LED元件构成LED光源10，通过发出红色光的激光发光元件和发出蓝色光的激光发光元件构成激光光源9。并且例如，还能够通过发出红色光的LED元件和发出绿色光的LED元件构成LED光源10，通过发出蓝色光的激光发光元件构成激光光源9。
此外，在激光光源9采用红色的激光发光元件的情况下，与采用蓝色的激光发光元件的情况相比，在功耗的下降和颜色纯度的提高方面，能够表现出与以往的液晶显示装置的显著差异。
接着说明激光导光棒7。如图2和图3所示，激光导光棒7配置成朝向x轴方向，且配置成在y轴方向上隔开规定的间隔排列有多个。在各个激光导光棒7中，长度方向的两端面是光入射面71、72(第1光入射面)，激光光源9(更具体而言，是激光光源9的发光部)分别配置在与光入射面71、72相对的位置处。从激光光源9朝向激光导光棒7的光入射面71、72射出的激光L90(第1光)从光入射面71、72入射到激光导光棒7的内部。
激光L90一边在激光导光棒7与空气层的界面处进行全反射，一边朝与所入射的光入射面相反侧的光入射面的方向传播。即，在图1中，从激光导光棒7的－x轴侧的光入射面72入射的激光L90在激光导光棒7的内部朝向+x轴方向。此外，从激光导光棒7的+x轴侧的光入射面71入射的激光L90在激光导光棒7的内部朝向－x轴方向。
激光导光棒7例如由透明材料和折射率比该透明材料高的物质(漫射材料)构成。此外，激光导光棒7例如是直径3mm左右的圆柱状的棒状部件。激光L90一边在激光导光棒7与空气层的界面处进行全反射，一边在激光导光棒7的内部传播。但是，当激光L90入射到漫射材料时，激光L90被漫射材料漫反射而改变行进方向。在激光L90的行进方向发生变化时，在激光L90中，存在不满足激光导光棒7的表面与空气层的界面处的全反射条件的光。不满足全反射条件的激光L90从激光导光棒7朝各种方向射出。
激光导光棒7以从激光导光棒7射出的激光L90成为x轴方向的强度分布均匀的线状光的方式，调整透明材料中包含的漫射材料的浓度。这里，作为透明材料，采用例如丙烯树脂(Polymethyl methacrylate：PMMA，聚甲基丙烯酸甲酯)等。激光L90被激光导光棒7转换成在x轴方向上延伸的线状光(第1线状光)。
从激光导光棒7的光入射面72朝+z轴方向射出的激光L90被反射条6反射，从而行进方向被改变成朝－z轴方向。朝－z轴方向行进的激光L90到达光反射部5的背部51，由反射面57进行漫反射，从而朝y轴方向扩展。由于朝y轴方向扩展，与从相邻的激光导光棒7射出的光在空间上重合。此外，朝不到达反射条6的方向射出的激光L90在光反射部5的内部扩展的同时到达背部51和侧部52、53、54、55时，由反射面57进行漫反射而扩展。
如上所述，激光L90通过激光导光棒7而成为在激光导光棒7的长度方向(x轴方向)上延伸的线状光。然后，线状光通过反射条6在激光导光棒7的排列方向(y轴方向)上扩展，与从相邻的激光导光棒7射出的光重合，由此成为对液晶面板1的背面进行照明的面状光。
接着，使用图1、图3和图4说明LED导光棒8。图4是概略地示出LED导光棒8的构造的示意图。LED导光棒8例如由丙烯树脂(PMMA)等透明材料和折射率比透明材料高的物质(漫射材料)构成。此外，LED导光棒8例如是在5mm见方左右的棱柱状的棒上具有光入射面81(第2光入射面)、反射面82、微小构造83和出射面84的形状。
LED导光棒8配置于与激光导光棒7相比接近－z轴方向的位置处。更具体而言，LED导光棒8配置成朝向x轴方向，且配置成在y轴方向上隔开规定的间隔排列有多个。此外，相对于各激光导光棒7，在x轴方向上分别隔开规定的间隔配置有3个LED导光棒8。
光入射面81是沿着各个LED导光棒8的宽度方向(y轴方向)形成且在光反射部5的出射侧的相反侧形成的面。更具体而言，光入射面81设置于LED导光棒8的－z轴方向侧的面。与其同样，微小构造83也设置于LED导光棒8的－z轴方向侧的面。此外，反射面82和出射面84设置于LED导光棒8的+z轴方向侧的面。
LED光源10配置在LED导光棒8的－z轴方向且光反射部5的背部51上。LED光源10(更具体而言，LED光源10的发光部)配置在－z轴方向上接近LED导光棒8的光入射面81的位置处。从LED导光棒8的光入射面81入射的LED光L100在+z轴方向上传播，被反射面82分成在+x轴方向和－x轴方向上传播的光。
LED光L100一边在LED导光棒8与空气层的界面处进行全反射，一边朝+x轴方向或－x轴方向传播。朝+x轴方向或－x轴方向行进的光中的、入射到微小构造83的光被改变行进方向。在LED光L100的行进方向发生变化时，在LED光中，存在不满足LED导光棒8的表面与空气层的界面处的全反射条件的光。不满足全反射条件的LED光L100(朝+z轴方向行进的光)从LED导光棒8的出射面84朝+z轴方向射出。
LED导光棒8的光入射面81和反射面82具有用于将LED光L100在LED导光棒8的内部分成在+x轴方向和－x轴方向上传播的光的构造。此外，以从出射面84射出的光成为x轴方向的强度分布均匀的线状光的方式，确定微小构造83的形状、配置位置和配置密度。例如，光入射面81、反射面82和微小构造83的形状是在y轴方向上延伸的棱镜构造。LED光L100被LED导光棒8转换成在x轴方向上延伸的线状光(第2线状光)。另外，光入射面81、反射面82和微小构造83的形状不限于棱镜构造，只要是能够发挥上述功能的形状即可。
从LED导光棒8的出射面84朝+z轴方向射出的LED光L100如图3所示被反射条6反射，从而行进方向被改变陈朝－z轴方向。朝－z轴方向行进的LED光L100到达光反射部5的背部51，由背部51进行漫反射，从而朝y轴方向扩展。由于朝y轴方向扩展，能够与从相邻的激光导光棒7射出的光在空间上重合。
LED光L100通过激光导光棒7而成为在LED导光棒8的长度方向(x轴方向)上延伸的线状光。然后，通过反射条6在LED导光棒8的排列方向(y轴方向)上扩展，与从相邻的LED导光棒8射出的光重合，成为对液晶面板1的背面进行照明的面状光。由此，对激光L90进行转换而成的线状光和对LED光L100进行转换而成的线状光被反射条6和光反射部5的反射面57反射，并从开口部56射出。
如上所述，反射条6具有以下作用：使通过激光导光棒7和LED导光棒8而成为在x轴方向上延伸的线状光的激光L90和LED光L100在y轴方向上扩展。并且，反射条6处于接近激光导光棒7的位置处，且配置于激光导光棒7的正前方，激光L90和LED光L100被同一反射条6反射。通过在接近激光导光棒7的位置处配置反射条6，能够在从激光导光棒7和LED导光棒8射出并通过各个光源具有的发散角扩展之前，将红色的激光L90和蓝绿色的LED光L100混色而成为白色。
此外，通过与激光导光棒7接近地配置反射条6，能够将反射条6在y轴方向的宽度设为最小限度。反射条6的宽度(y轴方向的宽度)根据激光导光棒7或LED导光棒8各自在y轴方向的配置间隔和从背部51到开口部56的距离，被设计成在液晶面板1的显示面1a中，激光L90和LED光L100成为相同的强度分布。另外，理想的是，反射条6是光反射片或反射镜那样的高反射率的部件。
接着，使用图5，说明液晶显示装置100的控制系统。图5是液晶显示装置100的框图。能够通过独立地控制LED光源10的发光量和激光光源9的发光量，减少功耗。液晶面板驱动部32驱动液晶面板1。LED光源驱动部33a驱动LED光源10。激光光源驱动部33b驱动激光光源9。控制部31控制液晶面板驱动部32、LED光源驱动部33a和激光光源驱动部33b。
例如，控制部31能够独立地控制LED光源驱动部33a和激光光源驱动部33b，从而调整从LED光源10射出的蓝绿色光的光量与从激光光源9射出的红色光的光量的比例。根据输入到控制部31的视频信号，所需的各色的光强度的比例不同。根据视频信号来调整各光源的发光量，由此能够实现低功耗化。
LED元件和激光发光元件是具有不同特性的光源。特别是在LED元件和激光发光元件中，发出的光的发散角(角度强度分布)差异较大。具体而言，LED光具有比激光大的发散角。换言之，激光与LED光相比，发散角小且直线传播性强。因此，激光L90在入射到激光导光棒7时，能够以较少的损耗入射到激光导光棒7。在本实施方式中，在光反射部5的外侧配置有激光光源9和激光导光棒7的光入射面71、72，但发散角小的激光能够以较少的损耗入射到激光导光棒7内，因此能够将大量光用于显示。
此外，LED元件和激光发光元件相对于热(温度)的发光效率是不同的。特别是，激光发光元件的出射光量和波长容易根据温度发生变化。因此，例如在如通常的直下型液晶显示装置那样在显示面的背面侧同样地排列配置有LED元件和激光发光元件的情况下，难以将从LED元件发出的热分离，从而LED元件发出的热对激光发光元件的发光造成影响。因此，理想的是，不在激光发光元件的附近配置热源。在本实施方式中，LED光源10配置于光反射部5的背部51的内侧，激光光源9配置于光反射部5的侧部52、53的外侧。通过这样隔开配置LED光源10和激光光源9，成为不易受到彼此的热影响的构造。
作为激光光源9，例如采用半导体激光器。半导体激光器根据其构造，具有发散角大的快轴方向和发散角小的慢轴方向。慢轴方向是与快轴方向垂直的方向。在本实施方式的激光光源9的排列中，快轴方向与激光发光元件的排列方向(y轴方向)平行。此外，慢轴方向与液晶显示装置100的厚度方向(z轴方向)平行。
通过以快轴方向与激光发光元件的排列方向(y轴方向)平行的方式配置激光光源9，从激光导光棒7射出的激光L90在y轴方向更大范围地扩展。因此，从该激光导光棒7射出的激光L90容易与从相邻的激光导光棒7射出的激光L90在光反射部5的内部混合。此外，通过以快轴方向与激光发光元件的排列方向(y轴方向)平行的方式配置激光光源9，能够减薄光反射部5的厚度(z轴方向)。但是，激光发光元件的配置方向不限于此。
此外，将激光导光棒7设为直径3mm左右的圆柱状的棒状部件。但是不限于此。例如，也可以是端面四方的棱柱状的部件。此外，还可以是端面为长方形或椭圆形的棒状部件。但是，在端面是长方形或椭圆形的情况下，理想的是，将长方形的长边和椭圆的长轴配置成与激光发光元件的快轴方向平行。
此外，将光反射部5设为如下结构：相对于与x－y平面平行的背部51，侧部52、53、54、55相对于x－y平面倾斜。通过这样构成，入射到倾斜的侧部52、53、54、55的激光L90和LED光L100朝+z轴方向进行反射，因此能够使液晶面板1的显示面1a的周边部分变得明亮。此外，通过设置倾斜的侧部52、53，能够如图1那样将激光光源9配置在漫射板4的背面侧(－z轴方向侧)。由此，能够实现窄边框化。
这里，将激光光源9配置在漫射板4的背面侧是指激光光源9不向漫射板4的x轴方向的端面外侧突出。或者，是指仅激光光源9的一部分朝漫射板4的x轴方向的端面外侧突出。
此外，将激光光源9配置成在激光导光棒7中与－x轴方向的端面和+x轴方向的端面相对。但是不限于此。例如，也可以如图6那样将激光导光棒7的一个端面(图6中，为－x轴方向的端面)设为光入射面72，另一个端面(图6中，为+x轴方向的端面)设为反射面75。图6是概略地示出面光源装置200的结构的另一例的结构图。反射面75由反射镜或反射片等高反射率的部件构成。该情况下，需要调整激光导光棒7内的漫射材料的浓度，使得从光入射面72入射的激光在激光导光棒7内传播，被反射面75反射，从而成为强度均匀的线状光。
此外，也可以如图7所示，激光导光棒7在－x轴方向和+x轴方向上交替配置光入射面72。图7是概略地示出面光源装置200的结构的又一例的结构图。更具体而言，也可以是，从y轴的正向朝负向，将激光导光棒7的一个端面(图7中，为－x轴方向的端面)依次设为反射面75、光入射面72、反射面75，将另一个端面(图7中，为+x轴方向的端面)依次设为光入射面72、反射面75、光入射面72。
此外，将各LED导光棒8设为仅在1处设置光入射面81。但是不限于此。例如，也可以如图8的LED导光棒85那样，在多处设置光入射面81。图8是概略地示出液晶显示装置100的结构的另一例的结构图。
在本实施方式中，将LED光源10设为由发出蓝绿色光的LED元件构成的LED光源进行了说明，将激光光源9设为由发出红色光的激光发光元件构成的激光光源进行了说明。但是，本发明的结构不限于此。例如，还能够通过发出绿色光的LED元件构成LED光源10，且通过发出红色光的激光发光元件和发出蓝色光的激光发光元件构成激光光源9。并且例如，还能够通过发出红色光的LED元件和发出绿色光的LED元件构成LED光源10，通过发出蓝色光的激光发光元件构成激光光源9。
此外，在采用红色的激光发光元件作为激光光源9的情况下，与采用蓝色的激光发光元件的情况相比，在功耗的下降和颜色纯度的提高方面，能够表现出与以往的液晶显示装置的显著差异。
如上所述，在实施方式的面光源装置200中，从激光光源9发出的激光L90被激光导光棒7转换成线状光，从LED光源10发出的LED光L100被LED导光棒8转换成在与对激光L90进行转换而得到的线状光相同的方向上延伸的线状光。对激光L90进行转换而得到的线状光和对LED光L100进行转换而得到的线状光通过被反射条6反射而扩展，因此能够得到均匀的面状分布的照明光。此外，对激光L90进行转换而得到的线状光和对LED光L100进行转换而得到的线状光被反射条6反射，在光反射部5的内部被混色而扩展，因此能够抑制由于激光L90与LED光L100的强度分布之差而产生的颜色不均。
由此，在同时使用发光特性不同的两种光源时，能够没有浪费地引导来自激光光源9和LED光源10的光，因此光的利用效率变高，能够显示高质量的图像。此外，能够通过简单的构造实现这样的高质量的图像显示。
液晶显示装置100具有面光源装置200和通过被来自面光源装置200的光照明而显示图像的液晶面板1，因此在同时采用发光特性不同的两种光源时，能够没有浪费地引导来自激光光源9和LED光源10的光。由此，光的利用效率变高，能够显示高质量的图像。此外，能够通过简单的构造实现这样的高质量的图像显示。
此外，采用激光光源作为第1光源。激光光源相比白色LED光源，能够得到波长带宽窄且色纯度高的光，因此能够得到比以往的具有白色LED光源的面光源装置宽的颜色再现范围。此外，采用激光光源作为第1光源，因此能够抑制由滤色片造成的光量损耗，提高光的利用效率。
并且，采用LED光源作为第2光源。在采用蓝绿色LED光源的情况下，与发出绿色光的单色LED光源或发出绿色光的激光光源相比，功耗小且能够得到高输出。
激光导光棒7以端部朝外部突出的状态被光反射部5保持，激光光源9和光入射面71、72配置于光反射部5的外侧，LED光源10和LED导光棒8配置于光反射部5的内侧。通过这样隔开配置LED光源10和激光光源9，成为不易受到彼此的热影响的构造。
激光导光棒7使用透明材料和折射率比透明材料高的漫射材料构成，且对所入射的激光L90进行漫反射并射出，因此所入射的激光L90在激光导光棒7的长度方向(x轴方向)上扩展，能够将激光L90转换成在x轴方向上延伸的线状光。
激光导光棒7相比LED导光棒8配置于开口部56侧，反射条6相比激光导光棒7配置于开口部56侧，因此从激光导光棒7和LED导光棒8射出的线状光被反射条6朝向光反射部5的内侧的反射面57反射。由此，从激光导光棒7和LED导光棒8射出的线状光重合，能够转换成对液晶面板1的背面1b进行照明的面状光。
另外，本发明在其发明的范围内，可以对实施方式适当地进行变形、省略。

Claims (6)

1.一种面光源装置，该面光源装置具有：
第1光源，其发出第1光；
第1导光棒，其具有第1光入射面，且从所述第1光入射面入射所述第1光并将其转换成第1线状光；
第2光源，其发出具有比所述第1光大的发散角的第2光；
第2导光棒，其具有第2光入射面，且从所述第2光入射面入射所述第2光并将其转换成在与所述第1线状光相同的方向上延伸的第2线状光；
反射条，其配置于所述第1导光棒和所述第2导光棒的出射侧，且反射所述第1线状光和所述第2线状光；以及
反射部，其以能够收纳所述第1导光棒、所述第2光源、所述第2导光棒和所述反射条的方式形成为箱形，且具有所述出射侧开口的开口部和在所述箱形的内侧反射所述第1线状光和所述第2线状光的反射面，
所述第1光入射面是所述第1导光棒的长度方向的端面，
所述第1光源配置于与所述第1光入射面相对的位置处，
所述第2光入射面是沿着所述第2导光棒的长度方向形成且在所述出射侧的相反侧形成的面，
所述第2光源配置于与所述第2光入射面相对的位置处，
所述第1线状光和所述第2线状光被所述反射条和所述反射面反射，并从所述开口部射出，
所述第1导光棒相比所述第2导光棒，配置于所述开口部侧，
所述反射条相比所述第1导光棒，配置于接近所述开口部侧的位置。
2.根据权利要求1所述的面光源装置，其中，
所述第1导光棒以端部朝外部突出的状态被所述反射部保持，
所述第1光源和所述第1光入射面配置于所述反射部的外侧，
所述第2光源和所述第2导光棒配置于所述反射部的内侧。
3.根据权利要求1所述的面光源装置，其中，
所述第1导光棒使用透明材料和折射率比所述透明材料高的漫射材料构成，且对所入射的所述第1光进行漫反射而射出。
4.根据权利要求1所述的面光源装置，其中，
所述第1光源是激光光源。
5.根据权利要求1所述的面光源装置，其中，
所述第2光源是LED光源。
6.一种液晶显示装置，其中，该液晶显示装置具有：
权利要求1所述的面光源装置；以及
液晶面板，其被来自所述面光源装置的光照明而显示图像。
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