JP2013025034A - Illuminating device and image forming apparatus - Google Patents

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菜美 中野
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令奈 西谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illuminating device capable of suppressing the decrease in uniformity of planar light beam due to an ambient temperature difference between light sources, and an image forming apparatus including the illuminating device.SOLUTION: An illuminating device 10A includes: light guide reflection members 16 and 17 that guides a plurality of light fluxes that are incident from a plurality of light sources 18to 18N; and a light guide plate 14. The light guide plate 14 has a first edge surface 14ea on which the plurality of light fluxes guided by the light guide reflection members 16 and 17 are incident, and converts the plurality of light fluxes that are incident on the inside from the edge surface 14ea, into planar light fluxes. Further, the light guide plate 14 has a second edge surface 14 ec that is formed on one end side in the extending direction of the first edge surface 14 ea. The light sources 18to 18are arranged to the second edge surface 14 ec side, and are arranged along the extending direction of the second edge surface 14 ec.

Description

本発明は、複数の光源から出射された光束を面状光に変換する照明装置及びこの照明装置を有する画像表示装置に関し、特に、液晶表示素子などの空間光変調素子を照明するために複数の光源から出射された光束を面状光に変換する照明装置及びこの照明装置を有する画像表示装置に関するものである。   The present invention relates to an illuminating device that converts light beams emitted from a plurality of light sources into planar light and an image display device having the illuminating device, and more particularly, to illuminate a spatial light modulation element such as a liquid crystal display element. The present invention relates to an illumination device that converts a light beam emitted from a light source into planar light, and an image display device having the illumination device.

一般に、液晶表示装置は、面状光を放射する発光面を有するバックライトユニットと、その面状光の強度を空間的に変調して画像光をつくりだす空間光変調素子である液晶表示素子とを有している。液晶表示素子は、自ら光を発しないので、画像光をつくりだすためにはバックライトユニットが必要である。近年、液晶表示装置の薄型化を実現するためにエッジライト方式のバックライトユニット(edge−lit backlighting unit)が広く用いられている。エッジライト方式は、薄い導光板の端面から導光板内に光束を入射させて面状光をつくりだす方式である。なお、エッジライト方式では、導光板の発光面を正面としたときの側方端面、底端面あるいは上端面のいずれかから導光板内に光束が入射させられるが、特に導光板の側方端面から導光板内に光束を入射させて面状光をつくりだす方式は、サイドライト方式と呼ばれている。エッジライト方式のバックライトユニットでは、光源は、導光板の光入射端面と対向する位置に配置されることが多い。   In general, a liquid crystal display device includes a backlight unit having a light emitting surface that emits planar light, and a liquid crystal display element that is a spatial light modulation element that spatially modulates the intensity of the planar light to produce image light. Have. Since the liquid crystal display element does not emit light itself, a backlight unit is required to produce image light. 2. Description of the Related Art In recent years, edge-light backlight units have been widely used in order to reduce the thickness of liquid crystal display devices. The edge light system is a system in which a light beam is incident on the light guide plate from the end surface of a thin light guide plate to produce planar light. In the edge light system, the light beam is allowed to enter the light guide plate from any one of the side end surface, bottom end surface, and top end surface when the light emitting surface of the light guide plate is the front surface, but particularly from the side end surface of the light guide plate. A method of creating a planar light by making a light beam enter the light guide plate is called a sidelight method. In an edge light type backlight unit, the light source is often arranged at a position facing the light incident end face of the light guide plate.

また、近年、光源として発光ダイオード(以下、LED(Light Emitting Diode)という。)を用いたバックライトユニットに対する需要が急速に高まっている。バックライトユニットに使用されるLEDには大きく分けて2種類ある。第1の種類は、単色(赤色、緑色あるいは青色など)波長域の光を発する単色LEDのみを光源として用いるものであり、第2の種類は、単色LEDとこの単色LEDの光を励起光とする蛍光体との組み合わせを用いるものである。第2の種類としては、たとえば、青色波長域の光(青色光)を発する青色LEDと、青色光を吸収して励起することにより緑色波長域から赤色波長域にかけての光を発する蛍光体との組み合わせからなる白色LED光源が挙げられる。白色LED光源は、高い発光効率を有し、低消費電力化に有効であるためにバックライトユニット用光源として広く用いられている。   In recent years, a demand for a backlight unit using a light emitting diode (hereinafter referred to as an LED (Light Emitting Diode)) as a light source is rapidly increasing. There are roughly two types of LEDs used in the backlight unit. The first type uses only a single-color LED that emits light in a single-color (red, green, or blue) wavelength region as a light source, and the second type uses a single-color LED and the light of this single-color LED as excitation light. The combination with the fluorescent substance to be used is used. The second type includes, for example, a blue LED that emits light in the blue wavelength range (blue light), and a phosphor that emits light from the green wavelength range to the red wavelength range by absorbing and exciting blue light. The white LED light source which consists of a combination is mentioned. White LED light sources are widely used as light sources for backlight units because they have high luminous efficiency and are effective in reducing power consumption.

たとえば、特開2010−164976号公報(特許文献1)に開示されている表示装置は、サイドライト方式のバックライトユニットと、液晶表示素子としての液晶表示パネルとを有している。特許文献1に開示されているバックライトユニットは、互いに並列に配列された複数の導光板と、これら複数の導光板のエッジに取り付けられた複数の白色LEDとを有する。この表示装置では、これら白色LEDの点灯は、液晶表示パネルの各画素の電圧を書きかえるタイミングと同期して行われる。これにより、液晶表示パネルに表示される動画像のボケを改善することができる。なお、このような動画像のボケの発生原因の1つは、液晶の応答性である。液晶表示パネルの画素に電圧が印加されてから当該画素の液晶の光透過率が目標の光透過率に変化するまでに数十ミリ秒の時間がかかるので、この光透過率が時間とともに変化する画素の状態が動画像のボケの発生原因となりうる。   For example, a display device disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-164976 (Patent Document 1) includes a sidelight type backlight unit and a liquid crystal display panel as a liquid crystal display element. The backlight unit disclosed in Patent Document 1 includes a plurality of light guide plates arranged in parallel to each other and a plurality of white LEDs attached to the edges of the plurality of light guide plates. In this display device, these white LEDs are turned on in synchronization with the timing of rewriting the voltage of each pixel of the liquid crystal display panel. Thereby, blurring of a moving image displayed on the liquid crystal display panel can be improved. Note that one of the causes of such moving image blurring is liquid crystal responsiveness. Since it takes several tens of milliseconds from the time the voltage is applied to the pixel of the liquid crystal display panel until the light transmittance of the liquid crystal of the pixel changes to the target light transmittance, this light transmittance changes with time. The pixel state can cause blurring of moving images.

特開2010−164976号公報(たとえば、段落0063〜0065、段落0073〜0081,0092及び図1,図13)JP 2010-164976 A (for example, paragraphs 0063 to 0065, paragraphs 0073 to 0081, 0092 and FIGS. 1 and 13)

一般に、画像表示装置は、その表示面をほぼ縦方向(重力方向)に立てた状態で使用されることが多い。この状態では、従来のサイドライト方式のバックライトユニットの導光板もほぼ縦方向に立てられた状態で使用されるため、導光板のエッジに取り付けられた複数の白色LED光源は縦方向に配列されることとなる。言い換えれば、これら複数の白色LED光源は、重力方向に沿って配列される。一般に、空気には暖かくなると上昇し、冷たくなると下降する性質がある。よって、これら白色LED光源が発光時に発熱して周囲の空気を暖めると、暖められた空気は重力に逆らって上昇する。これにより、下方に配置された白色LED光源と、上方に配置された白色LED光源との間に温度差が生じる。一般にLEDの発光効率は温度依存性を有し、温度が高いほど発光効率が低下する傾向があるので、バックライトユニット内の上方と下方との間の温度差に起因して白色LED光源間に輝度差や発光色差が発生し、これにより面状光の輝度や発光色の面内均一性が低下して、面状光の明るさや発光色にムラが生じるという問題があった。   In general, an image display apparatus is often used in a state where its display surface is set in a substantially vertical direction (gravity direction). In this state, since the light guide plate of the conventional sidelight type backlight unit is also used in a substantially vertical state, the plurality of white LED light sources attached to the edge of the light guide plate are arranged in the vertical direction. The Rukoto. In other words, the plurality of white LED light sources are arranged along the direction of gravity. In general, air has the property of rising when it gets warm and falling when it gets cold. Therefore, when these white LED light sources generate heat during light emission and warm the surrounding air, the warmed air rises against gravity. Thereby, a temperature difference arises between the white LED light source arranged below and the white LED light source arranged above. In general, the luminous efficiency of LEDs has a temperature dependency, and the higher the temperature, the lower the luminous efficiency. Therefore, the white LED light source between the white LED light sources due to the temperature difference between the upper part and the lower part in the backlight unit. There is a problem that a luminance difference or a light emission color difference is generated, thereby reducing the brightness of the planar light or the in-plane uniformity of the light emission color, thereby causing unevenness in the brightness or the emission color of the planar light.

上記に鑑みて本発明の目的は、LED光源やレーザ光源などの光源間の周辺温度差に起因する面状光の均一性低下を抑制することができるエッジライト方式の照明装置及びこの照明装置を有する画像表示装置を提供することである。   In view of the above, an object of the present invention is to provide an edge light type illumination device capable of suppressing a reduction in uniformity of planar light caused by a difference in ambient temperature between light sources such as an LED light source and a laser light source, and the illumination device. It is providing the image display apparatus which has.

本発明の第1の態様による照明装置は、複数の光源と、前記複数の光源から入射された複数の光束を導光する導光反射部材と、前記導光反射部材により導光された複数の光束が入射される第1の端面を有し、前記第1の端面から内部に入射された複数の光束を面状の光束に変換する導光板とを備え、前記導光板は、前記面状の光束を放射する発光面と、前記第1の端面の延在方向一端側に形成され前記第1の端面に交差する方向に延在する第2の端面とを有し、前記複数の光源は、前記第2の端面側に配置され、且つ、前記第2の端面の延在方向に沿って配列されていることを特徴とする。   The illumination device according to the first aspect of the present invention includes a plurality of light sources, a light guide reflection member that guides a plurality of light beams incident from the plurality of light sources, and a plurality of light guides that are guided by the light guide reflection member. A light guide plate that has a first end surface on which a light beam is incident, and that converts a plurality of light beams incident inside from the first end surface into a planar light beam, wherein the light guide plate has the planar shape. A light emitting surface that emits a light beam, and a second end surface that is formed on one end side in the extending direction of the first end surface and extends in a direction intersecting the first end surface, wherein the plurality of light sources are: It is arrange | positioned along the extension direction of the said 2nd end surface, arrange | positioning at the said 2nd end surface side.

本発明の第2の態様による画像表示装置は、第1の態様による照明装置と、前記照明装置をバックライトユニットとし、前記照明装置から放射された当該面状の光束の強度を空間的に変調して画像光を生成する空間光変調素子と、映像信号に応じて前記空間光変調素子の動作を制御する制御部とを備えることを特徴とする。   An image display device according to a second aspect of the present invention spatially modulates the intensity of the planar light beam radiated from the illumination device, the illumination device according to the first aspect, and the illumination device as a backlight unit. A spatial light modulation element that generates image light, and a control unit that controls the operation of the spatial light modulation element in accordance with a video signal.

本発明による照明装置では、複数の光源は、導光板の第1の端面とは異なる第2の端面側に配置され、且つ、この第2の端面の延在方向に沿って配列されている。また、複数の光源から出射された光束は、導光反射部材により導光されて導光板の第1の端面に入射させられる。このような照明装置を、その導光板の光入射端面(第1の端面)を立てた状態で使用する場合には、複数の光源は、重力方向に対して上方あるいは下方のいずれか一方に配置されるので、これら光源間の周辺温度差を小さくすることができる。これにより、光源間の発光特性のバラツキを抑制することができるので、明るさや発光色にムラのない面状光を照明光として提供することができる。したがって、この照明装置をバックライトユニットとして有する画像表示装置の画質を向上させることができる。   In the illuminating device according to the present invention, the plurality of light sources are arranged on the second end surface side different from the first end surface of the light guide plate, and are arranged along the extending direction of the second end surface. Further, the light beams emitted from the plurality of light sources are guided by the light guide reflection member and are incident on the first end face of the light guide plate. When such an illuminating device is used in a state where the light incident end face (first end face) of the light guide plate is raised, the plurality of light sources are arranged either above or below the direction of gravity. Therefore, the ambient temperature difference between these light sources can be reduced. Thereby, since the variation in the light emission characteristic between light sources can be suppressed, planar light with no unevenness in brightness and emission color can be provided as illumination light. Therefore, it is possible to improve the image quality of an image display device having this illumination device as a backlight unit.

本発明に係る実施の形態1の液晶表示装置の概略構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows schematic structure of the liquid crystal display device of Embodiment 1 which concerns on this invention. 実施の形態1の液晶表示装置の主要構成を概略的に示す装置底面図である。1 is a bottom view of a device schematically showing a main configuration of a liquid crystal display device according to a first embodiment; 図2の構成の概略斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view of the configuration of FIG. 2. 実施の形態1の導光部材の裏面を概略的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a back surface of the light guide member in the first embodiment. 実施の形態1の導光拡散板の裏面構造を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the back surface structure of the light-guide diffusion plate of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の微細光学素子の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a micro optical element according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の導光拡散板の変形例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the modification of the light guide diffusion plate of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の第1の光学シートの光学構造の一例を概略的に示す斜視図である。4 is a perspective view schematically showing an example of an optical structure of a first optical sheet in Embodiment 1. FIG. 本発明に係る実施の形態2の液晶表示装置の概略構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows schematic structure of the liquid crystal display device of Embodiment 2 which concerns on this invention. 実施の形態2の液晶表示装置の主要構成を概略的に示す装置底面図である。FIG. 6 is a bottom view of a device schematically showing a main configuration of a liquid crystal display device according to a second embodiment. 実施の形態2の導光部材の裏面を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the back surface of the light guide member of Embodiment 2. FIG. 実施の形態2の補助導光拡散板の裏面構造を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the back surface structure of the auxiliary | assistant light guide diffusion plate of Embodiment 2. FIG. 実施の形態2の微細光学素子の概略断面図である。6 is a schematic cross-sectional view of a micro optical element according to Embodiment 2. FIG. 本発明に係る実施の形態3の液晶表示装置の概略構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows schematic structure of the liquid crystal display device of Embodiment 3 which concerns on this invention. 実施の形態3の液晶表示装置の主要構成を概略的に示す装置底面図である。FIG. 10 is a device bottom view schematically showing a main configuration of a liquid crystal display device according to a third embodiment. 実施の形態3の導光拡散板の裏面構造を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the back surface structure of the light-guide diffusion plate of Embodiment 3. FIG. 実施の形態3の微細光学素子の概略断面図である。6 is a schematic cross-sectional view of a micro optical element according to Embodiment 3. FIG.

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しつつ説明する。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

実施の形態1.
図1は、本発明に係る実施の形態1の液晶表示装置1Aの概略構成を示す機能ブロック図である。図1に示されるように液晶表示装置1Aは、バックライトユニット10Aと、透過型の液晶表示素子11と、液晶表示素子(液晶表示パネル)11を駆動する液晶表示素子駆動部22と、バックライトユニット10A内の赤色レーザ群18RG,緑色レーザ群18GG及び青色レーザ群18BGを個別に駆動する光源駆動部23Aと、液晶表示素子駆動部22及び光源駆動部23Aの各動作を制御する制御部21とを備えている。なお、後述するように、バックライトユニット10Aは、赤色レーザ群18RG,緑色レーザ群18GG及び青色レーザ群18BG以外の構成要素を含む。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a liquid crystal display device 1A according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a liquid crystal display device 1A includes a backlight unit 10A, a transmissive liquid crystal display element 11, a liquid crystal display element driving unit 22 that drives the liquid crystal display element (liquid crystal display panel) 11, and a backlight. A light source driving unit 23A for individually driving the red laser group 18RG, the green laser group 18GG, and the blue laser group 18BG in the unit 10A, and a control unit 21 for controlling the operations of the liquid crystal display element driving unit 22 and the light source driving unit 23A. It has. As will be described later, the backlight unit 10A includes components other than the red laser group 18RG, the green laser group 18GG, and the blue laser group 18BG.

制御部21は、ディジタルまたはアナログの映像信号が入力されると、この映像信号に画像処理を施して素子制御信号MCを生成し、この素子制御信号MCを液晶表示素子駆動部22に与える。また、制御部21は、素子制御信号MCと同期して光源制御信号LCを光源駆動部23Aに与えてバックライトユニット10Aを発光させる。   When a digital or analog video signal is input, the control unit 21 performs image processing on the video signal to generate an element control signal MC, and supplies the element control signal MC to the liquid crystal display element driving unit 22. Further, the control unit 21 provides the light source control signal LC to the light source driving unit 23A in synchronization with the element control signal MC to cause the backlight unit 10A to emit light.

液晶表示素子11としては、たとえば、アクティブマトリクス方式で動作する一般的な液晶表示パネルを採用することができる。アクティブマトリクス方式を採用する場合には、液晶表示素子11は、基板上に形成された複数の水平走査配線(ゲート線)と複数のデータ配線とを有し、これら水平走査配線とデータ配線との交差点付近に副画素(サブピクセル)がそれぞれ形成されている。各副画素は、一対の画素電極及び対向電極と、これら画素電極及び対向電極で挟まれた液晶層と、薄膜トランジスタ(TFT:Thin−Film Transistor)などのスイッチング素子と、赤色,緑色及び青色のうちのいずれかの可視光波長域の単色光を透過させるカラーフィルタとを有する。たとえば、赤色カラーフィルタを含む副画素と緑色カラーフィルタを含む副画素と青色カラーフィルタを含む副画素とで1つの画素(ピクセル)を構成することが可能である。   As the liquid crystal display element 11, for example, a general liquid crystal display panel that operates in an active matrix system can be adopted. When the active matrix method is employed, the liquid crystal display element 11 has a plurality of horizontal scanning lines (gate lines) and a plurality of data lines formed on the substrate. Sub-pixels (sub-pixels) are formed in the vicinity of the intersection. Each subpixel includes a pair of pixel electrodes and a counter electrode, a liquid crystal layer sandwiched between the pixel electrodes and the counter electrode, a switching element such as a thin film transistor (TFT), and red, green and blue And a color filter that transmits monochromatic light in the visible light wavelength region. For example, one pixel (pixel) can be configured by a sub-pixel including a red color filter, a sub-pixel including a green color filter, and a sub-pixel including a blue color filter.

液晶表示素子駆動部22は、複数の水平走査配線を順次走査して選択し、選択された水平走査配線に副画素のスイッチング素子をオン状態にする制御電圧パルスを供給する機能を有する。また、液晶表示素子駆動部22は、データ配線とオン状態のスイッチング素子とを介して副画素の画素電極に階調電圧を供給することにより当該副画素における画素電極及び対向電極間の液晶層に電界を形成する機能を有する。本実施の形態の駆動信号MDは、このような制御電圧パルス及び階調電圧を含むものである。各副画素は、供給された階調電圧を保持することができる。この階調電圧に応じて液晶層内の液晶分子の配向状態が決まり、その配向状態に対応した光透過率が形成される。   The liquid crystal display element driving unit 22 has a function of sequentially scanning and selecting a plurality of horizontal scanning lines and supplying a control voltage pulse for turning on the switching element of the sub-pixel to the selected horizontal scanning line. In addition, the liquid crystal display element driving unit 22 supplies a gradation voltage to the pixel electrode of the subpixel through the data wiring and the switching element in the on state, thereby forming a liquid crystal layer between the pixel electrode and the counter electrode in the subpixel. It has a function of forming an electric field. The drive signal MD of the present embodiment includes such a control voltage pulse and a gradation voltage. Each sub-pixel can hold the supplied gradation voltage. The alignment state of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer is determined according to the gradation voltage, and light transmittance corresponding to the alignment state is formed.

図2は、液晶表示装置1Aのうち制御部21と液晶表示素子駆動部22と光源駆動部23Aとを除いた構成を概略的に示す装置底面図である。図3は、図2の液晶表示装置1Aの構成の概略斜視図である。なお、説明の便宜上、図2及び図3においては、3次元の直交座標系をなすX軸、Y軸及びZ軸が示されている。±X軸方向は、矩形状をなす液晶表示素子11の長辺方向(水平画素方向)と一致し、±Y軸方向は、液晶表示素子11の短辺方向(垂直画素方向)と一致し、+Z軸方向は、液晶表示素子11の表示面11fの法線方向と一致する。+Y軸方向は、表示面11fの垂直画素方向の上端側を指し、−Y軸方向は、表示面11fの垂直画素方向の下端側を指す。また、図3は、主に裏面側から見たときの液晶表示装置1Aの通常使用時の状態を表しており、+Y軸方向は、重力方向(図3の下方向)とは逆の方向を意味するものとする。本明細書では、X軸、Y軸及びZ軸は、特定方向を示すためにのみ使用されるので、直交座標系の原点は固定されるものではない。   FIG. 2 is a bottom view of the apparatus schematically showing the configuration of the liquid crystal display device 1A excluding the control unit 21, the liquid crystal display element driving unit 22, and the light source driving unit 23A. FIG. 3 is a schematic perspective view of the configuration of the liquid crystal display device 1A of FIG. For convenience of explanation, FIGS. 2 and 3 show an X axis, a Y axis, and a Z axis forming a three-dimensional orthogonal coordinate system. The ± X axis direction coincides with the long side direction (horizontal pixel direction) of the liquid crystal display element 11 having a rectangular shape, and the ± Y axis direction coincides with the short side direction (vertical pixel direction) of the liquid crystal display element 11; The + Z axis direction coincides with the normal direction of the display surface 11 f of the liquid crystal display element 11. The + Y axis direction indicates the upper end side of the display surface 11f in the vertical pixel direction, and the −Y axis direction indicates the lower end side of the display surface 11f in the vertical pixel direction. FIG. 3 mainly shows a state in which the liquid crystal display device 1A is normally used when viewed from the back side, and the + Y-axis direction is opposite to the direction of gravity (the downward direction in FIG. 3). Shall mean. In the present specification, the X axis, the Y axis, and the Z axis are used only to indicate specific directions, and therefore the origin of the orthogonal coordinate system is not fixed.

液晶表示装置1Aは、図2及び図3に示されるように、液晶表示素子11、第1の光学シート12、第2の光学シート13、導光拡散板14及び導光部材16がZ軸方向に沿って配列され且つ積層された構造を有する。   As shown in FIGS. 2 and 3, the liquid crystal display device 1A includes a liquid crystal display element 11, a first optical sheet 12, a second optical sheet 13, a light guide diffusion plate 14, and a light guide member 16 in the Z-axis direction. Are arranged and stacked.

導光拡散板14は、側方入射端面14eaから内部に入射された複数の光束を面状の光束すなわち照明光DL,…,DLに変換する機能を有する。この導光拡散板14は、照明光DL,…,DLを出射する前面(発光面)14fと、側方入射端面14eaの延在方向一端側に形成されX軸方向に延在する端面14ecとを有している。また、導光拡散板14の側方入射端面14eaの外側には反射部材17が配置されている。本発明の導光反射部材は、たとえば、導光部材16と反射部材17とで構成され得る。   The light guide diffuser plate 14 has a function of converting a plurality of light beams incident on the inside from the side incident end face 14ea into planar light beams, that is, illumination lights DL,. The light guide diffuser plate 14 includes a front surface (light emitting surface) 14f that emits illumination light DL,..., DL, and an end surface 14ec that is formed on one end side in the extending direction of the side incident end surface 14ea and extends in the X-axis direction. have. A reflecting member 17 is disposed outside the side incident end face 14ea of the light guide diffuser plate 14. The light guide reflection member of the present invention can be composed of, for example, a light guide member 16 and a reflection member 17.

液晶表示素子11には、バックライトユニット10Aの前面から+Z軸方向(図2の上方向)に放射された面状の光束すなわち照明光DL,…,DLが光学シート13,12を介して入射される。液晶表示素子11は、駆動信号MDに応じて、裏面11bに入射された照明光の強度を画素単位または副画素単位で空間的に変調することでカラー画像を生成する。このカラー画像の情報を有する光(画像光)は、液晶表示素子11の表示面11fから前方に放射される。   A planar light beam emitted from the front surface of the backlight unit 10A in the + Z-axis direction (upward in FIG. 2), that is, illumination light DL,..., DL is incident on the liquid crystal display element 11 through the optical sheets 13 and 12. Is done. The liquid crystal display element 11 generates a color image by spatially modulating the intensity of illumination light incident on the back surface 11b in units of pixels or sub-pixels according to the drive signal MD. The light (image light) having this color image information is emitted forward from the display surface 11 f of the liquid crystal display element 11.

図2の構成のうち、導光拡散板14、光反射シート15、レーザ光源18〜18、導光部材16及び反射部材17が本実施の形態の照明装置であるバックライトユニット10Aを構成している。導光部材16は、図2及び図3に示されるように光反射シート15と隣接し且つ光反射シート15よりも後方に配置される。導光部材16は、板形状を有するとともにX−Y平面における断面がほぼ三角形となる三角柱の形状を有している。導光部材16の構成材料としては、たとえば、ガラス材料や透光性樹脂材料(たとえば、アクリル樹脂(PMMA:polymethylmethacrylate))といった透光性の光学材料が使用される。アクリル樹脂を使用する場合は、厚さ2mm程度の板状の導光部材16を作製することができる。 2, the light guide diffusion plate 14, the light reflection sheet 15, the laser light sources 18 1 to 18 N , the light guide member 16, and the reflection member 17 constitute the backlight unit 10A that is the illumination device of the present embodiment. doing. The light guide member 16 is disposed adjacent to the light reflecting sheet 15 and behind the light reflecting sheet 15 as shown in FIGS. 2 and 3. The light guide member 16 has a plate shape and a triangular prism shape having a substantially triangular cross section in the XY plane. As a constituent material of the light guide member 16, for example, a light transmissive optical material such as a glass material or a light transmissive resin material (for example, acrylic resin (PMMA)) is used. When an acrylic resin is used, a plate-like light guide member 16 having a thickness of about 2 mm can be produced.

図4は、実施の形態1の導光部材16の裏面を概略的に示す図である。図4に示されるように、導光部材16は、通常の装置使用状態で重力方向(−Y軸方向)に対して下方に配置されるべき入射端面16mを有し、この入射端面16mは、導光拡散板14の長手方向(X軸方向)に沿って形成されている。入射端面16mは、X−Z平面(X軸とZ軸とに平行な平面)とほぼ平行である。また、導光部材16は、入射端面16mに対して約45°の傾斜角度をなす内面反射面16rを有するとともに、入射端面16mに対してほぼ直交する出射端面16eを有する。なお、本明細書において、出射とは、ある方向に向けて光を発することを意味する。出射端面16eは、Y−Z平面(Y軸とZ軸とに平行な平面)とほぼ平行である。入射端面16mの長手方向(X軸方向)の長さは、出射端面16eの長手方向(Y軸方向)の長さとほぼ等しいので、導光部材16は、X−Y平面(X軸とY軸とに平行な平面)における断面が直角二等辺三角形となる形状を有している。   FIG. 4 is a diagram schematically showing the back surface of the light guide member 16 of the first embodiment. As shown in FIG. 4, the light guide member 16 has an incident end face 16m to be disposed below the gravitational direction (−Y-axis direction) in a normal apparatus use state. It is formed along the longitudinal direction (X-axis direction) of the light guide diffusion plate 14. The incident end face 16m is substantially parallel to the XZ plane (a plane parallel to the X axis and the Z axis). The light guide member 16 has an inner surface reflecting surface 16r that forms an inclination angle of about 45 ° with respect to the incident end surface 16m, and an output end surface 16e that is substantially orthogonal to the incident end surface 16m. In the present specification, the emission means that light is emitted in a certain direction. The emission end face 16e is substantially parallel to the YZ plane (a plane parallel to the Y axis and the Z axis). Since the length in the longitudinal direction (X-axis direction) of the incident end face 16m is substantially equal to the length in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the exit end face 16e, the light guide member 16 has an XY plane (X-axis and Y-axis). And a cross section in a plane parallel to the shape of a right angled isosceles triangle.

導光部材16の入射端面16mの近傍には、複数のレーザ光源18,18,…,18が入射端面16mに対して対向配置されている。これらレーザ光源18,18,…,18は、導光拡散板14の−Y軸方向側の端面14ecの延在方向すなわち導光拡散板14の長手方向(X軸方向)に沿って一列で配列されている。また、これらレーザ光源18〜18は、白色光をつくりだすために互いに異なる色の波長域の光束をそれぞれ出射する複数種の点光源(半導体レーザ素子)で構成されている。各点光源から出射されるレーザ光の光径は、導光部材16の入射端面16mのX軸方向における大きさに対し極めて小さいが、各レーザ光は、自らの発散角により伝播するにつれて広がる。本実施の形態のレーザ光源18〜18は、図4に概略的に示されるように、赤色、緑色及び青色という3原色の波長域の単色光を出射する赤色レーザ光源18Rと緑色レーザ光源18Gと青色レーザ光源18Rとの組み合わせをX軸方向に沿って等間隔で配列したものである。図1の赤色レーザ群18RGは、赤色レーザ光源18R,…,18Rからなる群であり、図1の緑色レーザ群18GGは、緑色レーザ光源18G,…,18Gからなる群であり、図1の青色レーザ群18BGは、青色レーザ光源18B,…,18Bからなる群である。 In the vicinity of the entrance end surface 16m of the light guide member 16, a plurality of laser light sources 18 1, 18 2, ..., 18 N are opposed with respect to the incident end face 16m. These laser light sources 18 1 , 18 2 ,..., 18 N are along the extending direction of the end surface 14 ec on the −Y axis direction side of the light guide diffuser plate 14, that is, the longitudinal direction (X axis direction) of the light guide diffuser plate 14. Arranged in a row. These laser light sources 18 1 to 18 N are composed of a plurality of types of point light sources (semiconductor laser elements) that respectively emit light beams having different wavelength ranges in order to produce white light. The diameter of the laser light emitted from each point light source is extremely small with respect to the size of the incident end face 16m of the light guide member 16 in the X-axis direction, but each laser light spreads as it propagates due to its divergence angle. As schematically shown in FIG. 4, the laser light sources 18 1 to 18 N according to the present embodiment include a red laser light source 18R and a green laser light source that emit monochromatic light in the wavelength ranges of the three primary colors of red, green, and blue. A combination of 18G and blue laser light source 18R is arranged at equal intervals along the X-axis direction. The red laser group 18RG in FIG. 1 is a group composed of red laser light sources 18R,..., 18R, and the green laser group 18GG in FIG. 1 is a group composed of green laser light sources 18G,. The laser group 18BG is a group consisting of blue laser light sources 18B,.

図4に示されるように、導光部材16は、レーザ光源18,…,18から放射され入射端面16mから内部に入射された複数の光束を導光し、内面反射面16rで反射させて出射端面16eから反射部材17の方向に放射する。導光部材16は、X−Y平面において直角二等辺三角形の断面形状を有するので、レーザ光源18〜18より出射された光束は、入射端面16mから出射端面16eに到達するまでに導光部材16の内部をほぼ同じ光学距離(光が伝播する幾何学的距離と導光部材16の屈折率との積)伝播することとなる。 As shown in FIG. 4, the light guide member 16 guides a plurality of light beams emitted from the laser light sources 18 1 ,..., 18 N and incident inside from the incident end face 16 m, and reflects the light fluxes by the inner reflective surface 16 r. Then, it radiates in the direction of the reflecting member 17 from the emission end face 16e. Since the light guide member 16 has an isosceles right triangle cross section in the XY plane, the light beams emitted from the laser light sources 18 1 to 18 N are guided from the incident end face 16 m to the outgoing end face 16 e. The inside of the member 16 propagates substantially the same optical distance (the product of the geometric distance through which light propagates and the refractive index of the light guide member 16).

また、入射端面16mから内部に入射した光束は導光部材16と空気層との界面で全反射するので、導光部材16の内部を進行する光束は、導光部材16の前面16fと裏面16bとの間を全反射しつつ出射端面16eに到達する。さらに、レーザ光源18〜18の各々より出射された光束(レーザ光)の光径は、導光部材16の入射端面16mのX軸方向の大きさに対し極めて小さいが、各光束は、自らの発散角により伝播するにつれて広がるので、レーザ光源18〜18から出射された複数の光束は出射端面16eに到達するまでにほぼ同程度広がり、且つ、空間的に互いに重なり合う。赤色レーザ光源18R、緑色レーザ光源18G及び青色レーザ光源18Bから出射された赤色レーザ光束、緑レーザ色光束及び青色レーザ光束も、導光部材16の内部を伝播して出射端面16eに到達するまでに空間的に重なり合って白色光を形成する。したがって、出射端面16eは、ほぼ均一な輝度分布を有し且つ線状に広がる白色の光束WLを出射することができる。 In addition, since the light beam incident on the inside from the incident end face 16m is totally reflected at the interface between the light guide member 16 and the air layer, the light beam traveling inside the light guide member 16 is reflected on the front surface 16f and the back surface 16b of the light guide member 16. The light reaches the emission end face 16e while being totally reflected. Furthermore, the light diameter of the light beam (laser light) emitted from each of the laser light sources 18 1 to 18 N is extremely small with respect to the size of the incident end face 16m of the light guide member 16 in the X-axis direction. Since it spreads as it propagates due to its own divergence angle, the plurality of light beams emitted from the laser light sources 18 1 to 18 N spread to substantially the same extent until they reach the emission end face 16e and spatially overlap each other. The red laser beam, the green laser color beam, and the blue laser beam emitted from the red laser light source 18R, the green laser light source 18G, and the blue laser light source 18B also propagate through the light guide member 16 and reach the emission end surface 16e. Spatially overlap to form white light. Therefore, the exit end face 16e can emit a white light beam WL having a substantially uniform luminance distribution and spreading linearly.

ここで、レーザ光源18〜18は、それぞれ、非常に指向性の高いレーザ光束を出射するので、これらレーザ光束が自らの発散角により空間的に重なり合い、輝度分布が均一な線状の白色光束WLをつくりだすために所定の光学距離を確保する必要がある。導光部材16は、このような光学距離を有するように設計されている。これにより、レーザ光源18〜18から出射された複数のレーザ光束は、自らの発散角によりレーザ光源18〜18の配列方向に空間的に互いに重なり合って線状の白色光束WLを形成することができる。本実施の形態では、R(赤色),G(緑色),B(青色),R(赤色),G(緑色),B(青色),…の発光色の順番でレーザ光源18〜18が配列されているので、同じ色のレーザ光束が空間的に重なり合うようにレーザ光源18〜18を配置すれば、良好な線状の白色光束WLを形成することができる。 Here, each of the laser light sources 18 1 to 18 N emits a laser beam having a very high directivity, so that these laser beams are spatially overlapped by their divergence angles, and a linear white color with a uniform luminance distribution is obtained. In order to generate the light beam WL, it is necessary to secure a predetermined optical distance. The light guide member 16 is designed to have such an optical distance. Thus, a plurality of laser beams emitted from the laser light source 18 1 ~ 18 N are formed a laser light source 18 1 ~ 18 N white light beam WL arrangement direction spatially overlap one another by linear by their divergent angle can do. In the present embodiment, the laser light sources 18 1 to 18 N are arranged in the order of emission colors of R (red), G (green), B (blue), R (red), G (green), B (blue),. Therefore, if the laser light sources 18 1 to 18 N are arranged so that the laser beams of the same color are spatially overlapped, a good linear white light beam WL can be formed.

なお、上述したように、導光部材16は、厚さ2mmの透明部材として作製され得るものであるが、これに限定されるものではない。導光部材16に必要な主機能は、横一列に配列されたレーザ光源18〜18より出射された光束を反射部材17に導くという機能である。この機能を有するのであれば、導光部材16の構成を別の構成としてもよい。また、液晶表示装置1Aの薄型化と軽量化とを実現する観点からは、導光部材16の厚みを薄くすることが好ましいが、導光部材16の厚みを薄くすると導光部材16の剛性が低下する。このため、導光部材16に必要な機能と剛性(機械的強度)とを考慮して導光部材16の厚さを決定すればよい。 As described above, the light guide member 16 can be manufactured as a transparent member having a thickness of 2 mm, but is not limited thereto. The main function necessary for the light guide member 16 is a function of guiding the light beams emitted from the laser light sources 18 1 to 18 N arranged in a horizontal row to the reflection member 17. If it has this function, it is good also considering the structure of the light guide member 16 as another structure. Further, from the viewpoint of realizing the thinning and weight reduction of the liquid crystal display device 1A, it is preferable to reduce the thickness of the light guide member 16, but if the thickness of the light guide member 16 is reduced, the rigidity of the light guide member 16 is increased. descend. For this reason, the thickness of the light guide member 16 may be determined in consideration of the function and rigidity (mechanical strength) required for the light guide member 16.

導光部材16の出射端面16eから出射された光束は、図2に示されるように、反射部材17の反射曲面17rで反射して導光拡散板14の側方入射端面14eaに入射する。導光拡散板14は、側方入射端面14eaから内部に入射された光束を厚み方向(+Z軸方向)に進行する照明光DL,…,DLに変換する。これら照明光DL,…,DLは、面状の均一な光として導光拡散板14の前面(発光面)14fから放射される。   As shown in FIG. 2, the light beam emitted from the emission end surface 16 e of the light guide member 16 is reflected by the reflection curved surface 17 r of the reflection member 17 and enters the side incident end surface 14 ea of the light guide diffuser plate 14. The light guide diffuser plate 14 converts the light beam incident inside from the side incident end face 14ea into illumination light DL,..., DL that travels in the thickness direction (+ Z-axis direction). These illumination lights DL,..., DL are radiated from the front surface (light emitting surface) 14f of the light guide diffusion plate 14 as planar uniform light.

反射部材17は、図2及び図3に示されるように導光拡散板14の側方入射端面14eaよりも外側に配置された、X軸方向に厚さを持つ板状の部材である。この反射部材17の反射曲面17rは、導光部材16の出射端面16eと対向するように配置されている。反射曲面17rは、導光部材16の出射端面16eより出射された光束を導光拡散板14の側方入射端面14eaに導くとともに、その光束の進行方向を−X軸方向から+X軸方向へ変える機能を有する。この機能を有するのであれば、反射部材17の反射曲面17rの形状は、図2の形状に限定されるものではない。   The reflection member 17 is a plate-like member having a thickness in the X-axis direction, which is disposed outside the side incident end face 14ea of the light guide diffuser plate 14 as shown in FIGS. The reflection curved surface 17 r of the reflection member 17 is disposed so as to face the emission end surface 16 e of the light guide member 16. The reflection curved surface 17r guides the light beam emitted from the light emitting end surface 16e of the light guide member 16 to the side incident end surface 14ea of the light guide diffusion plate 14 and changes the traveling direction of the light beam from the -X axis direction to the + X axis direction. It has a function. If it has this function, the shape of the reflection curved surface 17r of the reflection member 17 is not limited to the shape of FIG.

導光拡散板14は、液晶表示素子11の表示面11fに対して平行に配置された前面14fと、微細光学素子14d,…,14dが形成された裏面構造とを有する板状の透明部材である。図2に示されるように微細光学素子14d,…,14dは、液晶表示素子11とは逆側の裏面に形成されている。   The light guide diffusion plate 14 is a plate-like transparent member having a front surface 14f arranged in parallel to the display surface 11f of the liquid crystal display element 11 and a back surface structure on which the micro optical elements 14d,. is there. As shown in FIG. 2, the micro optical elements 14 d,..., 14 d are formed on the back surface opposite to the liquid crystal display element 11.

微細光学素子14d,…,14dの各々は、裏面側(−Z軸方向)に突出する凸形状を有している。導光拡散板14の側方入射端面14eaから内部に入射された光束は、導光拡散板14と空気層との界面で全反射しつつ+X軸方向に進行する。側方端面14ebに到達した光束は、この側方端面14ebで逆方向に鏡面反射される。微細光学素子14d,…,14dは、導光拡散板14の裏面に到達した光束を前面14fの方向に内面全反射させて照明光DLに変換する機能を有する。すなわち、微細光学素子14d,…,14dにより内面全反射された光束の中には、導光拡散板14の前面14fと空気層との間の全反射条件を満たさずに前面14fから液晶表示素子11の方向に出射される光束がある。その出射光束が照明光DLを構成する。   Each of the micro optical elements 14d,..., 14d has a convex shape projecting to the back surface side (−Z axis direction). The light beam incident on the inside from the side incident end face 14ea of the light guide diffuser plate 14 travels in the + X-axis direction while being totally reflected at the interface between the light guide diffuser plate 14 and the air layer. The light beam that has reached the side end face 14eb is specularly reflected in the opposite direction by the side end face 14eb. The fine optical elements 14d,..., 14d have a function of converting the light beam reaching the back surface of the light guide diffuser plate 14 into the illumination light DL by totally reflecting the inner surface in the direction of the front surface 14f. That is, the light flux totally reflected by the micro optical elements 14d,..., 14d does not satisfy the total reflection condition between the front face 14f of the light guide diffuser plate 14 and the air layer, and the liquid crystal display element from the front face 14f. There is a light beam emitted in the direction of 11. The emitted light beam constitutes the illumination light DL.

このような導光拡散板14の構成材料としては、たとえば、ガラス材料や透光性樹脂材料といった光学材料が使用される。アクリル樹脂を使用する場合は、厚さ4mm程度の板状の導光拡散板14を作製することができる。透光性樹脂材料としては、たとえば、アクリル樹脂(PMMA:polymethylmethacrylate)やポリカーボネート樹脂が挙げられるが、これらに限定されず、光透過率が高く、成形加工性に優れた透光性樹脂材料を使用すればよい。液晶表示装置1Aの薄型化及び軽量化の実現のためには、導光拡散板14に必要な機能と剛性(機械的強度)とを考慮して導光拡散板14の厚さを小さくすることが望ましい。   As a constituent material of such a light guide diffusion plate 14, for example, an optical material such as a glass material or a translucent resin material is used. When an acrylic resin is used, a plate-like light guide diffusion plate 14 having a thickness of about 4 mm can be produced. Examples of the light-transmitting resin material include acrylic resin (PMMA) and polycarbonate resin, but are not limited to these, and a light-transmitting resin material having high light transmittance and excellent moldability is used. do it. In order to reduce the thickness and weight of the liquid crystal display device 1A, the thickness of the light guide diffuser plate 14 should be reduced in consideration of the functions and rigidity (mechanical strength) required for the light guide diffuser plate 14. Is desirable.

図5は、導光拡散板14の裏面構造を概略的に示す図である。図5に示されるように、微細光学素子14d,…,14dの配置密度(単位面積当たりの微細光学素子14dの数あるいは寸法)は、側方入射端面14eaから離れるほど高くなり、側方入射端面14eaに近づくほど低い。言い換えれば、微細光学素子14d,…,14dは、側方入射端面14eaから離れるほど密となり、側方入射端面14eaに近づくほど疎となる。このようにした理由は、照明光DLの面内輝度分布(2次元面における輝度分布)を均一化させるためである。すなわち、側方入射端面14eaに近いほど、光強度が大きいので、微細光学素子14dの配置密度を低くして伝播光のうち微細光学素子14d,…,14dで内面全反射する光の割合を少なくし、側方入射端面14eaから離れるほど、光の強度が弱くなるので、微細光学素子14d,…,14dの配置密度を高くして伝播光のうち微細光学素子14d,…,14dで内面全反射する光の割合を大きくすることによって面面内輝度分布の均一化が実現されている。微細光学素子14d,…,14dの配置密度を変えることで、照明光DLの面内輝度分布を制御することが可能である。   FIG. 5 is a diagram schematically showing the back surface structure of the light guide diffusion plate 14. As shown in FIG. 5, the arrangement density of the micro optical elements 14d,..., 14d (the number or size of the micro optical elements 14d per unit area) increases as the distance from the side incident end face 14ea increases. It is so low that it approaches 14ea. In other words, the fine optical elements 14d,..., 14d become denser as they move away from the side incident end face 14ea and become sparser as they approach the side incident end face 14ea. The reason for this is to make the in-plane luminance distribution (luminance distribution in the two-dimensional plane) of the illumination light DL uniform. That is, the closer to the side incident end face 14ea, the higher the light intensity. Therefore, the arrangement density of the micro optical elements 14d is lowered, and the proportion of the light totally reflected by the micro optical elements 14d,. However, as the distance from the side incident end face 14ea increases, the intensity of the light decreases. Therefore, the arrangement density of the fine optical elements 14d,..., 14d is increased, and the total internal reflection by the fine optical elements 14d,. The in-plane luminance distribution is made uniform by increasing the ratio of light to be emitted. The in-plane luminance distribution of the illumination light DL can be controlled by changing the arrangement density of the micro optical elements 14d,.

図6は、微細光学素子14dの概略断面図である。図6の微細光学素子14dは、凸レンズ形状を有している。また、微細光学素子14dの形状は球面形状の一部をなし、その表面は一定の曲率を有している。たとえば、屈折率が約1.49のアクリル樹脂を使用して導光拡散板14を作製する場合には、表面の曲率が約0.15mm、最大高さHmaxが約0.005mmとなるように微細光学素子14dを成形することができる。   FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the micro optical element 14d. The fine optical element 14d in FIG. 6 has a convex lens shape. The shape of the micro optical element 14d is a part of a spherical shape, and its surface has a certain curvature. For example, when the light guide diffuser plate 14 is manufactured using an acrylic resin having a refractive index of about 1.49, the surface curvature is about 0.15 mm and the maximum height Hmax is about 0.005 mm. The fine optical element 14d can be molded.

導光拡散板14の裏面構造は、図5に示した構造に限定されるものではない。図7は、導光拡散板14の変形例である導光拡散板14Mの裏面構造を概略的に示す図である。この導光拡散板14Mの裏面構造は、凸レンズ形状の微細光学素子14Md,…,14Mdを有している。微細光学素子14Mdの寸法は、側方入射端面14Meaから離れるほど大きくなり、側方入射端面14Meaに近づくほど小さくなる。これにより、照明光DLの面内輝度分布の均一化を実現することができる。   The back surface structure of the light guide diffusion plate 14 is not limited to the structure shown in FIG. FIG. 7 is a view schematically showing a back surface structure of a light guide diffusion plate 14M which is a modification of the light guide diffusion plate 14. As shown in FIG. The back surface structure of the light guide diffusion plate 14M has micro optical elements 14Md,..., 14Md having a convex lens shape. The dimension of the micro optical element 14Md increases as it moves away from the side incident end face 14Mea, and decreases as it approaches the side incident end face 14Mea. Thereby, the in-plane luminance distribution of the illumination light DL can be made uniform.

なお、上記微細光学素子14d,14Mdに代えて、他の凸状あるいは凹状の形状を有する微細光学素子や、断面プリズム形状を有する微細光学素子を採用してもよい。また、微細光学素子は、必ずしも規則的な位置に形成されている必要はなく、ランダムな位置に形成されてもよい。   In place of the micro optical elements 14d and 14Md, a micro optical element having another convex or concave shape or a micro optical element having a cross-sectional prism shape may be employed. Further, the micro optical element does not necessarily have to be formed at regular positions, and may be formed at random positions.

光反射シート15は、導光拡散板14の裏面から後方(−Z軸方向)に放射された光を液晶表示素子11の方向に反射させる部材である。光反射シート15で反射した光は、導光拡散板14を透過して照明光DLの一部を構成することとなる。光反射シート15としては、たとえば、ポリエチレンテレフタラートなどの樹脂を基材として有する光反射シートや、基板の表面に金属を蒸着させた光反射シートを使用することができる。このような光反射シート15を使用することにより、光の利用効率を向上させることができる。   The light reflecting sheet 15 is a member that reflects light emitted backward (−Z-axis direction) from the back surface of the light guide diffusion plate 14 toward the liquid crystal display element 11. The light reflected by the light reflection sheet 15 passes through the light guide diffusion plate 14 and constitutes a part of the illumination light DL. As the light reflecting sheet 15, for example, a light reflecting sheet having a resin such as polyethylene terephthalate as a base material, or a light reflecting sheet in which a metal is deposited on the surface of the substrate can be used. The use efficiency of light can be improved by using such a light reflection sheet 15.

一方、第2の光学シート13は、導光拡散板14の前面14fから放射された照明光DLを透過させ、且つ、細かな照明ムラなどの光学的影響を抑制する構造を有する。   On the other hand, the second optical sheet 13 has a structure that transmits the illumination light DL radiated from the front surface 14f of the light guide diffusion plate 14 and suppresses optical effects such as fine illumination unevenness.

第1の光学シート12は、第2の光学シート13を透過した照明光DLの進行方向を調整してその進行方向を液晶表示素子11の裏面11bに向ける光学構造を有する。図8は、第1の光学シート12の光学構造の一例を概略的に示す斜視図である。図8に示されるように、第1の光学シート12の表面(液晶表示素子11の裏面11bと対向する面)は、複数の凸状部12p,…,12pが表示面11fと平行な面に沿ってX軸方向に規則的に配列された構造を有している。各凸状部12pは、断面が三角プリズム形状をなし、凸状部12pの頂角部は液晶表示素子11側に突出し、その頂角部をなす稜線はY軸方向に延在している。隣接する凸状部12p,12pの間隔は一定である。   The first optical sheet 12 has an optical structure that adjusts the traveling direction of the illumination light DL transmitted through the second optical sheet 13 and directs the traveling direction toward the back surface 11 b of the liquid crystal display element 11. FIG. 8 is a perspective view schematically showing an example of the optical structure of the first optical sheet 12. As shown in FIG. 8, the surface of the first optical sheet 12 (the surface facing the back surface 11b of the liquid crystal display element 11) has a plurality of convex portions 12p,..., 12p parallel to the display surface 11f. Along the X-axis direction. Each convex part 12p has a triangular prism shape in cross section, the apex angle part of the convex part 12p protrudes toward the liquid crystal display element 11, and the ridge line forming the apex part extends in the Y-axis direction. The interval between the adjacent convex portions 12p, 12p is constant.

次に、以上に説明した実施の形態1のバックライトユニット10A及び液晶表示装置1Aの効果や利点について説明する。   Next, effects and advantages of the backlight unit 10A and the liquid crystal display device 1A according to Embodiment 1 described above will be described.

上記実施の形態1のバックライトユニット10Aでは、図2及び図3に示されるように、レーザ光源18〜18は、側方入射端面14eaとは異なる底面側の端面14ecの延在方向に沿って配列されており、これらレーザ光源18〜18から出射された光束は、導光部材16と反射部材17とにより導光されて側方入射端面14eaに入射させられる。このようなバックライトユニット10Aを、側方入射端面14eaを立てた状態(通常の装置使用状態)で使用した場合には、レーザ光源18〜18は、重力方向に対して垂直な横方向に配列されるので、レーザ光源18〜18間の周辺温度差を小さくして発光効率や発光色(発光波長)のバラツキを抑制することができる。 In the backlight unit 10A of the first embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the laser light sources 18 1 to 18 N are arranged in the extending direction of the end surface 14ec on the bottom surface side different from the side incident end surface 14ea. The light beams emitted from the laser light sources 18 1 to 18 N are guided by the light guide member 16 and the reflection member 17 and are incident on the side incident end face 14ea. When such a backlight unit 10A is used in a state in which the side incident end face 14ea is upright (normal apparatus use state), the laser light sources 18 1 to 18 N are laterally perpendicular to the gravity direction. Therefore, it is possible to reduce the ambient temperature difference between the laser light sources 18 1 to 18 N and to suppress variations in light emission efficiency and light emission color (light emission wavelength).

しかも、レーザ光源18〜18は、通常の装置使用状態で重力方向下方に配置されるので、これらレーザ光源18〜18が発する熱は、周辺の空気を暖めるが、暖められた空気は重力に逆らって上昇する。それ故、これらレーザ光源18〜18の周辺温度の上昇が抑制される。これにより、レーザ光源18〜18の温度依存性を有する発光効率の低下を抑制することができ、レーザ光源18〜18の寿命を延ばすことができる。また、レーザ光源18〜18は、当該レーザ光源18〜18が発する熱が上方に逃げやすいように1列で配列されている。したがって、本実施の形態のバックライトユニット10Aは、明るさや発光色にムラのない均一な面状光を照明光として提供することができる。また、液晶表示装置1Aの画質を良好にすることが可能である。 In addition, since the laser light sources 18 1 to 18 N are arranged below the gravitational direction in a normal apparatus use state, the heat generated by the laser light sources 18 1 to 18 N warms the surrounding air, but the heated air Rises against gravity. Therefore, an increase in the ambient temperature of these laser light sources 18 1 to 18 N is suppressed. Thus, it is possible to suppress a decrease in luminous efficiency has temperature dependence of the laser light source 18 1 ~ 18 N, it is possible to extend the life of the laser light source 18 1 ~ 18 N. The laser light sources 18 1 to 18 N are arranged in a row so that heat generated by the laser light sources 18 1 to 18 N can easily escape upward. Therefore, the backlight unit 10A of the present embodiment can provide uniform planar light with no unevenness in brightness and emission color as illumination light. Further, the image quality of the liquid crystal display device 1A can be improved.

また、レーザ光源18〜18は、導光拡散板14の厚さ方向(Z軸方向)とはほぼ垂直な方向(X軸方向)に沿って配列されているので、バックライトユニット10Aを容易に薄型化することができる。特に、図3に示されるように、導光拡散板14の長手方向に沿ってレーザ光源18〜18が配列されており、導光拡散板14の長手方向は液晶表示素子11の水平画素方向と一致するので、レーザ光源18〜18の重力方向下方への配置と液晶表示装置1Aの薄型化とを両立させることができる。 Further, since the laser light sources 18 1 to 18 N are arranged along a direction (X-axis direction) substantially perpendicular to the thickness direction (Z-axis direction) of the light guide diffuser plate 14, the backlight unit 10A is arranged. It can be easily reduced in thickness. In particular, as shown in FIG. 3, laser light sources 18 1 to 18 N are arranged along the longitudinal direction of the light guide diffusion plate 14, and the longitudinal direction of the light guide diffusion plate 14 is a horizontal pixel of the liquid crystal display element 11. Since it coincides with the direction, it is possible to achieve both the arrangement of the laser light sources 18 1 to 18 N below the gravitational direction and the thinning of the liquid crystal display device 1A.

また、上記レーザ光源18〜18に代えて、LED光源(発光ダイオード光源)を使用する場合にも、これらLED光源間の周辺温度差を抑制することが可能である。しかしながら、レーザ素子を用いた光源の場合、単一発光色のLED光源の場合と比べて電気・光変換効率が高いので、レーザ光源18〜18を用いた場合の方が低消費電力駆動が可能であるという利点がある。さらに、レーザ素子を用いたレーザ光源の光は、LED光源の光よりも高い指向性を有する。このため、レーザ光源18〜18と導光部材16との間の光結合効率が良好であるという利点もある。なお、光結合効率とは、光源からの出射光の光量に対する導光部材16に結合(入射)される光量の比率を意味する。 Moreover, when using LED light sources (light-emitting diode light sources) instead of the laser light sources 18 1 to 18 N , it is possible to suppress the ambient temperature difference between these LED light sources. However, in the case of a light source using a laser element, the electric / optical conversion efficiency is higher than in the case of an LED light source having a single emission color, so that the case where the laser light sources 18 1 to 18 N are used is driven with low power consumption. There is an advantage that is possible. Furthermore, the light from the laser light source using the laser element has higher directivity than the light from the LED light source. For this reason, there is also an advantage that the optical coupling efficiency between the laser light sources 18 1 to 18 N and the light guide member 16 is good. The optical coupling efficiency means the ratio of the amount of light coupled (incident) to the light guide member 16 with respect to the amount of light emitted from the light source.

また、レーザ光源18〜18の出射光の波長幅(スペクトル半値全幅)は、LED光源のそれと比べて狭いので、レーザ光源18〜18の採用により表示色の色純度を高めることができる。よって、蛍光ランプや白色LED光源を用いた場合よりも、本実施の形態の液晶表示装置1Aは、鮮やかな色彩表現を実現することができる。 Further, since the wavelength width (full width at half maximum of spectrum) of the emitted light of the laser light sources 18 1 to 18 N is narrower than that of the LED light source, the use of the laser light sources 18 1 to 18 N can increase the color purity of the display color. it can. Therefore, the liquid crystal display device 1A according to the present embodiment can realize brighter color expression than when a fluorescent lamp or a white LED light source is used.

ところで、カラーフィルタによる光損失を最小限に抑制しながらも、色再現範囲を広げるためには、波長帯域幅の狭い光を発する光源を採用する必要がある。白色LED光源のように波長帯域幅の広い連続スペクトルを有する光源を使用した場合には、色再現範囲を広げるためにカラーフィルタの透過帯域幅(透過波長域)を狭いものに設定し、表示色の色純度を高める必要がある。しかしながら、カラーフィルタの透過帯域幅を狭くすることで不要となる光の量が多くなるので、光の利用効率が低下し、表示画面の輝度の低下や消費電力の増大を引き起こすという問題がある。たとえば、蛍光体を有する白色LED光源や蛍光ランプは、蛍光体の特性から赤色波長域では、615nm程度のオレンジ色にシフトした波長にピーク強度を持つ発光スペクトルを有している。このため、特に赤色において純赤として好ましい630〜640nmの波長領域で色純度を高めようとすると、カラーフィルタの透過光量が極めて低下し、著しく輝度が低下する。   By the way, it is necessary to employ a light source that emits light with a narrow wavelength bandwidth in order to extend the color reproduction range while minimizing light loss due to the color filter. When a light source having a continuous spectrum with a wide wavelength bandwidth, such as a white LED light source, is used, the transmission band width (transmission wavelength region) of the color filter is set to a narrow one to widen the color reproduction range, and the display color It is necessary to increase the color purity. However, since the amount of unnecessary light increases by narrowing the transmission bandwidth of the color filter, there is a problem in that the light use efficiency is lowered, and the luminance of the display screen is reduced and the power consumption is increased. For example, a white LED light source or a fluorescent lamp having a phosphor has an emission spectrum having a peak intensity at a wavelength shifted to an orange color of about 615 nm in the red wavelength region due to the characteristics of the phosphor. For this reason, in particular, when trying to increase the color purity in the wavelength range of 630 to 640 nm, which is preferable as pure red in red, the amount of light transmitted through the color filter is extremely reduced, and the luminance is significantly reduced.

これに対し、本実施の形態のレーザ光源18〜18は、可視光波長域の単色光を出射する赤色レーザ群18RG、緑色レーザ光源18GG及び青色レーザ群18BGからなるので、LED光源よりも、単色性において優れている。よって、レーザ光源18〜18の発光波長域に合わせて液晶表示素子11のカラーフィルタの透過帯域幅を選択することができる。すなわち、カラーフィルタの透過光量の低減を抑制しつつ、カラーフィルタの透過帯域幅を狭くすることができる。これにより、表示色の色純度を高めて色再現範囲を広げることが可能である。したがって、液晶表示装置1Aの画質を良好にすることができる。 On the other hand, the laser light sources 18 1 to 18 N according to the present embodiment are composed of the red laser group 18RG, the green laser light source 18GG, and the blue laser group 18BG that emit monochromatic light in the visible light wavelength range, and therefore are more than the LED light sources. , Excellent in monochromaticity. Therefore, the transmission bandwidth of the color filter of the liquid crystal display element 11 can be selected in accordance with the emission wavelength range of the laser light sources 18 1 to 18 N. That is, it is possible to narrow the transmission bandwidth of the color filter while suppressing a reduction in the amount of transmitted light of the color filter. Thereby, it is possible to increase the color purity of the display color and widen the color reproduction range. Therefore, the image quality of the liquid crystal display device 1A can be improved.

また、レーザ光源18〜18は、赤色レーザ群18RGと緑色レーザ群18GGと青色レーザ群18BGとで構成されるので、図1の制御部21が赤色レーザ群18RGの発光量と緑色レーザ群18GGの発光量と青色レーザ群18BGの発光量とを個別に制御することが容易である。このため、制御部21は、映像信号に応じて液晶表示装置1Aの消費電力量を低減するように、赤色レーザ群18RGの輝度と緑色レーザ群18GGの輝度と青色レーザ群18BGの輝度との割合を最適化することができる。 Further, since the laser light sources 18 1 to 18 N are configured by the red laser group 18RG, the green laser group 18GG, and the blue laser group 18BG, the control unit 21 in FIG. 1 controls the light emission amount of the red laser group 18RG and the green laser group. It is easy to individually control the light emission amount of 18GG and the light emission amount of the blue laser group 18BG. For this reason, the control part 21 is a ratio of the luminance of the red laser group 18RG, the luminance of the green laser group 18GG, and the luminance of the blue laser group 18BG so as to reduce the power consumption of the liquid crystal display device 1A according to the video signal. Can be optimized.

さらに、制御部21は、赤色レーザ群18RGの発光量と緑色レーザ群18GGの発光量と青色レーザ群18BGの発光量とを個別に制御することで、表示画像の輝度に寄与せず、画像光の生成に不要な迷光を低減させることができる。これにより、表示画像のコントラストを向上させることができる。   Further, the control unit 21 individually controls the light emission amount of the red laser group 18RG, the light emission amount of the green laser group 18GG, and the light emission amount of the blue laser group 18BG. Stray light that is not necessary for the generation of can be reduced. Thereby, the contrast of a display image can be improved.

ところで、従来から、エッジライト方式のバックライトユニットに組み込む光源としてレーザ光源が採用されると、液晶表示パネルの表示面の輝度ムラ(輝度の面内均一性の低下)が問題となっていた。この輝度ムラの原因の1つは、レーザ光源が指向性の高い光を出射する点光源という点にある。これに対し、本実施の形態のバックライトユニット10Aでは、導光部材16の採用により、レーザ光源18〜18のうち互いに近接配置されたレーザ光源から出射された指向性の高い光束を、それらの発散角により空間的に互いに重ね合わせる光学距離を十分に確保することができるので、導光部材16は、均一な線状光束WL(図4)を出射端面16eから出射することができる。このため、バックライトユニット10Aは、輝度や発光色の均一な面内分布の照明光DL,…,DLを生成することができる。それ故、液晶表示素子11の表示面11fでの輝度や発光色の面内均一性の低下を抑制することができる。 Conventionally, when a laser light source is employed as a light source incorporated in an edge light type backlight unit, luminance unevenness (decrease in luminance in-plane uniformity) of the display surface of the liquid crystal display panel has been a problem. One of the causes of this luminance unevenness is that the laser light source is a point light source that emits light with high directivity. On the other hand, in the backlight unit 10A according to the present embodiment, by using the light guide member 16, light beams with high directivity emitted from laser light sources arranged close to each other among the laser light sources 18 1 to 18 N are obtained. A sufficient optical distance for spatially overlapping each other can be ensured by their divergence angles, so that the light guide member 16 can emit a uniform linear light beam WL (FIG. 4) from the emission end face 16e. Therefore, the backlight unit 10A can generate illumination lights DL,..., DL having a uniform in-plane distribution of luminance and emission color. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the in-plane uniformity of luminance and emission color on the display surface 11f of the liquid crystal display element 11.

また、上記したように特許文献1に記載される従来の表示装置のバックライトユニットは、互いに並列に配列された複数の導光板と、これら複数の導光板のエッジに取り付けられた複数の白色LED光源とを有する。これら白色LED光源の点灯は、液晶表示パネルの画素または副画素に保持される電圧を書きかえるタイミングと同期して行われる。すなわち、所定数の水平画素ラインごとに電圧を書き換えるタイミングに合わせてバックライトを点灯させる必要がある。このような構成を実現するには、複数の白色LED光源を垂直画素方向に沿って配列させる必要がある。これに対し、本実施の形態のバックライトユニット10Aでは、レーザ光源18〜18は、液晶表示素子11の垂直画素方向一端側に配置され、且つ、液晶表示素子11の水平画素方向すなわち水平走査配線の延在方向に沿って配列される。水平走査配線に対する走査と同期して光源駆動部23がレーザ光源18〜18を順次点灯させる点灯制御を制御部21が実行したとき、導光部材16と反射部材17とは、レーザ光源18〜18から垂直画素方向(+Y軸方向)に放射された光束を導光して、水平画素方向の側(−X軸方向側)から導光拡散板14の側方入射端面14eaに入射させることができる。よって、液晶表示素子11の所定数の水平画素ラインごとに副画素の階調電圧を書き換えるタイミングと同期してレーザ光源18〜18を順次点灯させても、これらレーザ光源18〜18の光束を導光して導光拡散板14の側方入射端面14eaに入射させることが可能である。 In addition, as described above, the backlight unit of the conventional display device described in Patent Document 1 includes a plurality of light guide plates arranged in parallel to each other, and a plurality of white LEDs attached to the edges of the plurality of light guide plates. A light source. These white LED light sources are turned on in synchronization with the timing of rewriting the voltage held in the pixels or sub-pixels of the liquid crystal display panel. That is, it is necessary to turn on the backlight in accordance with the timing of rewriting the voltage every predetermined number of horizontal pixel lines. In order to realize such a configuration, it is necessary to arrange a plurality of white LED light sources along the vertical pixel direction. On the other hand, in the backlight unit 10A of the present embodiment, the laser light sources 18 1 to 18 N are arranged on one end side in the vertical pixel direction of the liquid crystal display element 11, and the horizontal pixel direction of the liquid crystal display element 11, that is, horizontal They are arranged along the extending direction of the scanning wiring. When the control unit 21 executes the lighting control in which the light source driving unit 23 sequentially turns on the laser light sources 18 1 to 18 N in synchronization with the scanning with respect to the horizontal scanning wiring, the light guide member 16 and the reflection member 17 have the laser light source 18. 1 to 18 N guides a light beam emitted in the vertical pixel direction (+ Y-axis direction) from N and enters the side incident end face 14ea of the light guide diffusion plate 14 from the horizontal pixel direction side (−X-axis direction side). Can be made. Therefore, even if the laser light sources 18 1 to 18 N are sequentially turned on in synchronization with the timing of rewriting the gradation voltages of the sub-pixels for each predetermined number of horizontal pixel lines of the liquid crystal display element 11, these laser light sources 18 1 to 18 N It is possible to guide the light flux and make it incident on the side incident end face 14ea of the light guide diffusion plate 14.

実施の形態2.
次に、本発明に係る実施の形態2について説明する。図9は、実施の形態2の液晶表示装置1Bの概略構成を示す機能ブロック図である。図9に示されるように液晶表示装置1Bは、バックライトユニット10Bと、透過型の液晶表示素子11と、液晶表示素子(液晶表示パネル)11を駆動する液晶表示素子駆動部22と、バックライトユニット10B内の赤色レーザ群18RG及び青緑色LED群(青緑色発光ダイオード群)20Gを個別に駆動する光源駆動部23Bと、液晶表示素子駆動部22及び光源駆動部23Bの各動作を制御する制御部21とを備えている。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment according to the present invention will be described. FIG. 9 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the liquid crystal display device 1B of the second embodiment. As shown in FIG. 9, the liquid crystal display device 1B includes a backlight unit 10B, a transmissive liquid crystal display element 11, a liquid crystal display element driving unit 22 that drives the liquid crystal display element (liquid crystal display panel) 11, and a backlight. Control for controlling each operation of the light source driving unit 23B for individually driving the red laser group 18RG and the blue-green LED group (blue-green light emitting diode group) 20G in the unit 10B, and the liquid crystal display element driving unit 22 and the light source driving unit 23B. Part 21.

本実施の形態の液晶表示装置1Bは、バックライトユニット10Bの構成の一部と光源駆動部23Bとを除いて、上記実施の形態1の液晶表示装置1Aと同じ構成を有する。なお、実施の形態1の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。   The liquid crystal display device 1B according to the present embodiment has the same configuration as the liquid crystal display device 1A according to the first embodiment except for a part of the configuration of the backlight unit 10B and the light source driving unit 23B. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the component of Embodiment 1, and the detailed description is abbreviate | omitted.

図10は、液晶表示装置1Bのうち制御部21と液晶表示素子駆動部22と光源駆動部23Bとを除いた構成を概略的に示す装置底面図である。なお、図10においては、3次元の直交座標系をなすX軸、Y軸及びZ軸が示されている。±X軸方向は、矩形状をなす液晶表示素子11の長辺方向(水平画素方向)と一致し、±Y軸方向は、液晶表示素子11の短辺方向(垂直画素方向)と一致し、+Z軸方向は、液晶表示素子11の表示面11fの法線方向と一致する。+Y軸方向は、表示面11fの垂直画素方向の上端側を指し、−Y軸方向は、表示面11fの垂直画素方向の下端側を指す。また、+Y軸方向は、重力方向とは逆の方向を意味するものとする。   FIG. 10 is a bottom view of the apparatus schematically showing the configuration of the liquid crystal display device 1B, excluding the control unit 21, the liquid crystal display element driving unit 22, and the light source driving unit 23B. In FIG. 10, an X axis, a Y axis, and a Z axis forming a three-dimensional orthogonal coordinate system are shown. The ± X axis direction coincides with the long side direction (horizontal pixel direction) of the liquid crystal display element 11 having a rectangular shape, and the ± Y axis direction coincides with the short side direction (vertical pixel direction) of the liquid crystal display element 11; The + Z axis direction coincides with the normal direction of the display surface 11 f of the liquid crystal display element 11. The + Y axis direction indicates the upper end side of the display surface 11f in the vertical pixel direction, and the −Y axis direction indicates the lower end side of the display surface 11f in the vertical pixel direction. The + Y axis direction means the direction opposite to the gravity direction.

図10に示されるように、液晶表示装置1Bは、液晶表示素子11、第1の光学シート12、第2の光学シート13、補助導光拡散板19、導光拡散板14及び導光部材16がZ軸方向に沿って配列され且つ積層された構造を有する。図10の構成のうち、青緑色LED光源(補助光源)20、補助導光拡散板19、導光拡散板14、光反射シート15、赤色レーザ光源18R,…,18R、導光部材16及び反射部材17が本実施の形態の照明装置であるバックライトユニット10Bを構成している。このバックライトユニット10Bの構成は、補助導光拡散板19と青緑色LED光源20と赤色レーザ光源18R,…,18Rとを除いて、実施の形態1のバックライトユニット10Aの構成と同じである。   As shown in FIG. 10, the liquid crystal display device 1B includes a liquid crystal display element 11, a first optical sheet 12, a second optical sheet 13, an auxiliary light guide diffusion plate 19, a light guide diffusion plate 14, and a light guide member 16. Are arranged along the Z-axis direction and stacked. 10, blue-green LED light source (auxiliary light source) 20, auxiliary light guide diffusion plate 19, light guide diffusion plate 14, light reflection sheet 15, red laser light sources 18R,..., 18R, light guide member 16 and reflection. The member 17 comprises the backlight unit 10B which is the illuminating device of this Embodiment. The configuration of the backlight unit 10B is the same as the configuration of the backlight unit 10A of Embodiment 1 except for the auxiliary light guide diffuser plate 19, the blue-green LED light source 20, and the red laser light sources 18R,. .

図11は、実施の形態2の導光部材16の裏面を概略的に示す図である。図11に示されるように、導光部材16は、通常の装置使用状態で重力方向(−Y軸方向)に対して下方に配置されるべき入射端面16mを有し、この入射端面16mは、導光拡散板14の長手方向(X軸方向)に沿って形成されている。この入射端面16mの近傍には、半導体レーザ素子を有する点光源である複数の赤色レーザ光源18R,18R,…,18Rが入射端面16mに対して対向配置されている。これら赤色レーザ光源18R,18R,…,18Rは、導光拡散板14の−Y軸方向側の端面14ecの延在方向すなわち導光拡散板14の長手方向(X軸方向)に沿って一列で配列されている。図9の赤色レーザ群18RGは、これら赤色レーザ光源18R,18R,…,18Rからなる群である。   FIG. 11 is a diagram schematically showing the back surface of the light guide member 16 according to the second embodiment. As shown in FIG. 11, the light guide member 16 has an incident end face 16m that should be disposed below the gravitational direction (−Y-axis direction) in a normal apparatus use state. It is formed along the longitudinal direction (X-axis direction) of the light guide diffusion plate 14. In the vicinity of the incident end face 16m, a plurality of red laser light sources 18R, 18R,..., 18R, which are point light sources having semiconductor laser elements, are arranged to face the incident end face 16m. The red laser light sources 18R, 18R,..., 18R are arranged in a line along the extending direction of the end surface 14ec of the light guide diffusion plate 14 on the −Y axis direction side, that is, the longitudinal direction (X axis direction) of the light guide diffusion plate 14. It is arranged. The red laser group 18RG in FIG. 9 is a group composed of these red laser light sources 18R, 18R,.

図11に示されるように、導光部材16は、赤色レーザ光源18R,18R,…,18Rから放射され入射端面16mから内部に入射された複数の光束を導光し、内面反射面16rで反射させて出射端面16eから反射部材17の方向に放射する。導光部材16は、X−Y平面において直角二等辺三角形の断面形状を有するので、赤色レーザ光源18R,18R,…,18Rより出射された光束は、入射端面16mから出射端面16eに到達するまでに導光部材16の内部をほぼ同じ光学距離(光が伝播する幾何学的距離と導光部材16の屈折率との積)伝播することとなる。   As shown in FIG. 11, the light guide member 16 guides a plurality of light beams emitted from the red laser light sources 18R, 18R,..., 18R and incident inside from the incident end face 16m, and is reflected by the inner reflective surface 16r. Then, the light is emitted in the direction of the reflecting member 17 from the emission end face 16e. Since the light guide member 16 has a right isosceles triangular cross section in the XY plane, the light beam emitted from the red laser light sources 18R, 18R,..., 18R reaches the emission end face 16e from the incident end face 16m. The light guide member 16 propagates substantially the same optical distance (the product of the geometric distance through which light propagates and the refractive index of the light guide member 16).

入射端面16mから内部に入射した光束は導光部材16と空気層との界面で全反射するので、導光部材16の内部を進行する光束は、導光部材16の前面16fと裏面16bとの間を全反射しつつ出射端面16eに到達する。さらに、赤色レーザ光源18R,18R,…,18Rの各々より出射された光束(レーザ光)の光径は、導光部材16の入射端面16mのX軸方向の大きさに対し極めて小さいが、各光束は、自らの発散角により伝播するにつれて広がるので、赤色レーザ光源18R,18R,…,18Rのうち互いに近接配置された赤色レーザ光源から出射された複数の光束は出射端面16eに到達するまでにほぼ同程度広がり、且つ、空間的に互いに重なり合う。したがって、出射端面16eは、ほぼ均一な輝度分布を有し且つ線状に広がる赤色光束RLを出射することができる。   Since the light beam entering from the incident end face 16m is totally reflected at the interface between the light guide member 16 and the air layer, the light beam traveling inside the light guide member 16 is reflected between the front surface 16f and the back surface 16b of the light guide member 16. The light reaches the emission end face 16e while being totally reflected. Further, the light diameter of the light beam (laser light) emitted from each of the red laser light sources 18R, 18R,..., 18R is extremely small with respect to the size of the incident end face 16m of the light guide member 16 in the X-axis direction. Since the luminous flux spreads as it propagates due to its own divergence angle, a plurality of luminous fluxes emitted from the red laser light sources arranged close to each other among the red laser light sources 18R, 18R,. They spread about the same extent and overlap each other spatially. Therefore, the emission end face 16e can emit a red light beam RL having a substantially uniform luminance distribution and spreading linearly.

赤色レーザ光源18Rとしては、たとえば、約640nm付近に形成されるピーク強度と1nm程度の波長幅(スペクトル半値全幅)とを持つ発光スペクトルの単色光を出力する半導体レーザ素子を使用すればよいが、これに限定されるものではない。赤色レーザ光源18Rの出射光束の発散角は、たとえば、速軸方向において半値全幅で約40度であり、遅軸方向においては半値全幅で約10度である。   As the red laser light source 18R, for example, a semiconductor laser element that outputs monochromatic light of an emission spectrum having a peak intensity formed in the vicinity of about 640 nm and a wavelength width of about 1 nm (spectrum full width at half maximum) may be used. It is not limited to this. The divergence angle of the emitted light beam of the red laser light source 18R is, for example, about 40 degrees at the full width at half maximum in the fast axis direction and about 10 degrees at the full width at half maximum in the slow axis direction.

赤色レーザ光源18Rは、その遅軸方向が導光部材16の入射端面16mの短辺方向(Z軸方向)と平行になるように配置される。入射端面16mの短辺方向は、導光部材16の対向する面16f,16bの間隔が最も狭くなる方向である。なお、赤色レーザ光源18Rの配置方向は、これに限定されるものではないが、遅軸方向が入射端面16mの短辺方向と平行になるように赤色レーザ光源18Rを配置することで、導光部材16の内面反射面16rでの反射が効率よく行われる。入射端面16mの短辺方向におけるレーザ光束の発散角が大きい場合には、レーザ光束の一部の入射端面16mへの入射角が臨界角より大きくなり、内面反射面16rに到達しなくなる可能性がある。   The red laser light source 18R is arranged so that the slow axis direction thereof is parallel to the short side direction (Z-axis direction) of the incident end face 16m of the light guide member 16. The short side direction of the incident end face 16m is a direction in which the distance between the opposing faces 16f and 16b of the light guide member 16 is the smallest. Although the arrangement direction of the red laser light source 18R is not limited to this, the red laser light source 18R is arranged so that the slow axis direction is parallel to the short side direction of the incident end face 16m, thereby guiding the light. The reflection on the inner surface 16r of the member 16 is efficiently performed. When the divergence angle of the laser beam in the short side direction of the incident end face 16m is large, the incident angle of a part of the laser beam to the incident end face 16m may be larger than the critical angle and may not reach the inner reflection surface 16r. is there.

導光部材16の出射端面16eから出射された光束は、図10に示されるように、反射部材17の反射曲面17rで反射して導光拡散板14の側方入射端面14eaに入射する。導光拡散板14は、側方入射端面14eaから内部に入射された光束を厚み方向(+Z軸方向)に進行する照明光DL1,…,DL1に変換する。これら照明光DL1,…,DL1は、面状の均一な光として導光拡散板14の前面(発光面)14fから放射される。   The light beam emitted from the emission end face 16e of the light guide member 16 is reflected by the reflection curved surface 17r of the reflection member 17 and enters the side incidence end face 14ea of the light guide diffuser plate 14 as shown in FIG. The light guide diffuser plate 14 converts the light beam incident inside from the side incident end face 14ea into illumination lights DL1, ..., DL1 that travel in the thickness direction (+ Z-axis direction). These illumination lights DL1,..., DL1 are radiated from the front surface (light emitting surface) 14f of the light guide diffuser plate 14 as planar uniform light.

図12は、補助導光拡散板19の裏面構造を概略的に示す図である。図10及び図12に示されるように、補助導光拡散板19は、液晶表示素子11の表示面11fに対して平行に配置された前面19fと、側方入射端面19eaと、側方端面(光反射面)19ebと、微細光学素子19d,…,19dが形成された裏面構造とを有する板状の透明部材である。この補助導光拡散板19は、導光拡散板14の前面14fから放射された照明光DL1,…,DL1を透過させる材料で構成されている。また、微細光学素子19d,…,19dの各々は、裏面側(−Z軸方向)に突出する凸形状を有している。   FIG. 12 is a diagram schematically showing the back surface structure of the auxiliary light guide diffusion plate 19. As shown in FIGS. 10 and 12, the auxiliary light guide diffusion plate 19 includes a front surface 19f, a side incident end surface 19ea, a side end surface (which is disposed in parallel with the display surface 11f of the liquid crystal display element 11). A light-reflecting surface) 19eb and a plate-like transparent member having a back surface structure on which fine optical elements 19d,. The auxiliary light guide diffusion plate 19 is made of a material that transmits the illumination lights DL1,..., DL1 emitted from the front surface 14f of the light guide diffusion plate 14. Each of the micro optical elements 19d,..., 19d has a convex shape protruding toward the back surface side (−Z axis direction).

図12に示されるように、補助導光拡散板19の側方入射端面19eaと対向する位置に複数の青緑色LED光源20,…,20が配置され、これら青緑色LED光源20,…,20はY軸方向に沿って等間隔で配列されている。青緑色LED光源20,…,20は、補助導光拡散板19の側方入射端面19eaに向けて光束を出射する。側方入射端面19eaから補助導光拡散板19の内部に入射された光束は、補助導光拡散板19と空気層との界面で全反射しつつ+X軸方向に進行する。微細光学素子19d,…,19dは、補助導光拡散板19の裏面に到達した光束を前面19fの方向に内面全反射させて照明光(補助光束)DL2に変換する機能を有する。すなわち、微細光学素子19d,…,19dにより内面全反射された光束の中には、補助導光拡散板19の前面19fと空気層との間で全反射条件を満たさずに前面19fから液晶表示素子11の方向に出射される光束がある。その出射光束が照明光DL2を構成する。   As shown in FIG. 12, a plurality of blue-green LED light sources 20,..., 20 are disposed at positions facing the side incident end face 19ea of the auxiliary light guide diffuser plate 19, and these blue-green LED light sources 20,. Are arranged at equal intervals along the Y-axis direction. The blue-green LED light sources 20,... 20 emit light beams toward the side incident end face 19 ea of the auxiliary light guide diffuser plate 19. The light beam incident on the inside of the auxiliary light guide diffusion plate 19 from the side incident end face 19ea travels in the + X-axis direction while being totally reflected at the interface between the auxiliary light guide diffusion plate 19 and the air layer. The fine optical elements 19d,..., 19d have a function of converting the light beam reaching the back surface of the auxiliary light guide diffuser plate 19 into the illumination light (auxiliary light beam) DL2 by total internal reflection in the direction of the front surface 19f. That is, among the light beams totally reflected by the micro optical elements 19d,..., 19d, the liquid crystal display is made from the front surface 19f without satisfying the total reflection condition between the front surface 19f of the auxiliary light guide diffusion plate 19 and the air layer. There is a light beam emitted in the direction of the element 11. The emitted light beam constitutes the illumination light DL2.

このような補助導光拡散板19の構成材料としては、たとえば、ガラス材料や透光性樹脂材料といった光学材料が使用される。アクリル樹脂を使用する場合は、厚さ4mm程度の板状の補助導光拡散板19を作製することができる。透光性樹脂材料としては、たとえば、アクリル樹脂(PMMA:polymethylmethacrylate)やポリカーボネート樹脂が挙げられるが、これらに限定されず、光透過率が高く、成形加工性に優れた透光性樹脂材料を使用すればよい。液晶表示装置1Bの薄型化及び軽量化の実現のためには、補助導光拡散板19に必要な機能と剛性(機械的強度)とを考慮して補助導光拡散板19の厚さを小さくすることが望ましい。   As a constituent material of such an auxiliary light guide diffusion plate 19, for example, an optical material such as a glass material or a translucent resin material is used. When an acrylic resin is used, a plate-shaped auxiliary light guide diffusion plate 19 having a thickness of about 4 mm can be produced. Examples of the light-transmitting resin material include acrylic resin (PMMA) and polycarbonate resin, but are not limited to these, and a light-transmitting resin material having high light transmittance and excellent moldability is used. do it. In order to reduce the thickness and weight of the liquid crystal display device 1B, the thickness of the auxiliary light guide diffusion plate 19 is reduced in consideration of the functions and rigidity (mechanical strength) necessary for the auxiliary light guide diffusion plate 19. It is desirable to do.

微細光学素子19d,…,19dの配置密度(単位面積当たりの微細光学素子19dの数あるいは寸法)は、側方入射端面19eaから離れるほど高くなり、側方入射端面19eaに近づくほど低い。言い換えれば、微細光学素子19d,…,19dは、側方入射端面19eaから離れるほど密となり、側方入射端面19eaに近づくほど疎となる。このようにした理由は、照明光DL2の面内輝度分布を均一化させるためである。微細光学素子19d,…,19dの配置密度を変えることで、照明光DL2の面内輝度分布を制御することが可能である。   The arrangement density of the micro optical elements 19d,..., 19d (the number or size of the micro optical elements 19d per unit area) increases as the distance from the side incident end face 19ea increases, and decreases toward the side incident end face 19ea. In other words, the fine optical elements 19d, ..., 19d become denser as they move away from the side incident end face 19ea and become sparser as they approach the side incident end face 19ea. The reason for this is to make the in-plane luminance distribution of the illumination light DL2 uniform. It is possible to control the in-plane luminance distribution of the illumination light DL2 by changing the arrangement density of the micro optical elements 19d,.

図13は、微細光学素子19dの一例を示す概略断面図である。図13の微細光学素子19dは、凸レンズ形状を有している。また、微細光学素子19dの形状は球面形状の一部をなし、その表面は一定の曲率を有している。たとえば、屈折率が約1.49のアクリル樹脂を使用して補助導光拡散板19を作製する場合には、表面の曲率が約0.15mm、最大高さDmaxが約0.005mmとなるように微細光学素子19dを成形することができる。   FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing an example of the micro optical element 19d. The fine optical element 19d in FIG. 13 has a convex lens shape. The shape of the micro optical element 19d is a part of a spherical shape, and its surface has a certain curvature. For example, when the auxiliary light guide diffusion plate 19 is manufactured using an acrylic resin having a refractive index of about 1.49, the curvature of the surface is about 0.15 mm and the maximum height Dmax is about 0.005 mm. The fine optical element 19d can be molded.

補助導光拡散板19の裏面構造は、図12に示した構造に限定されるものではない。図12に示した構造に代えて、図7の裏面構造と同様に、微細光学素子の寸法を側方入射端面から離れるほど大きくし、側方入射端面に近づくほど小さくしてもよい。これにより、照明光DL2の面内輝度分布の均一化を実現することができる。また、他の凸状あるいは凹状の形状を有する微細光学素子や、断面プリズム形状を有する微細光学素子を採用してもよい。さらに、微細光学素子は、必ずしも規則的な位置に形成されている必要はなく、ランダムな位置に形成されてもよい。   The back surface structure of the auxiliary light guide diffusion plate 19 is not limited to the structure shown in FIG. Instead of the structure shown in FIG. 12, similarly to the back surface structure of FIG. 7, the size of the micro optical element may be increased as it is farther from the side incident end face, and may be decreased as it is closer to the side incident end face. Thereby, the in-plane luminance distribution of the illumination light DL2 can be made uniform. Moreover, you may employ | adopt the micro optical element which has another convex shape or a concave shape, and the micro optical element which has a cross-sectional prism shape. Furthermore, the micro optical element does not necessarily have to be formed at regular positions, and may be formed at random positions.

青緑色LED光源20の発光色は、赤色レーザ光源18Rの発光色に対して補色となる。青緑色LED光源20としては、たとえば、450nm付近と530nm付近とにピーク強度を持つ発光スペクトルの光を出射する光源を使用すればよい。具体的には、青色波長域の光(青色光)を出射する青色LED光源と、この青色レーザ光源の出射光を励起光として吸収して緑色波長域の光(緑色光)を放射する緑色蛍光体との組み合わせからなる光源を使用することができる。このような光源は、約420nmから約580nmまでの波長域に連続的なスペクトルを持つ青緑色の光(青色光と緑色光とが混じり合った光)を出力する。また、各青緑色LED光源20は広い発散角の青緑光を出射するので、青緑色LED光源20,…,20から出射された光束は、青緑色LED光源20,…,20の配列方向において互いに重なり合って線状の光を形成する。   The emission color of the blue-green LED light source 20 is complementary to the emission color of the red laser light source 18R. As the blue-green LED light source 20, for example, a light source that emits light of an emission spectrum having peak intensities near 450 nm and 530 nm may be used. Specifically, a blue LED light source that emits light in the blue wavelength region (blue light) and green fluorescence that emits light in the green wavelength region (green light) by absorbing the emitted light from the blue laser light source as excitation light A light source consisting of a combination with the body can be used. Such a light source outputs blue-green light (light in which blue light and green light are mixed) having a continuous spectrum in a wavelength range of about 420 nm to about 580 nm. Further, since each blue-green LED light source 20 emits blue-green light having a wide divergence angle, the light beams emitted from the blue-green LED light sources 20,..., 20 are mutually in the arrangement direction of the blue-green LED light sources 20,. Overlapping to form linear light.

本実施の形態のバックライトユニット10Bは、青色光と緑色光とを出力する青緑色LED光源20を使用しているが、緑色光については、緑色を発光色とする単色LED光源や単色レーザ光源を使用することも考えられる。しかしながら、ディスプレイに適用可能な簡易且つ小型な光源の中で、そのような単色LED光源や単色レーザ光源は、蛍光体を使用するいわゆる多色LED光源よりも低消費電力および高出力の点で劣る。そこで、本実施の形態のバックライトユニット10Bは、装置構成の簡易化、小型化および低消費電力化のため、緑色蛍光体を含む青緑色LED光源20を使用している。   The backlight unit 10B of the present embodiment uses a blue-green LED light source 20 that outputs blue light and green light. For the green light, a single-color LED light source or a single-color laser light source that emits green light. It is also possible to use. However, among simple and small light sources applicable to displays, such monochromatic LED light sources and monochromatic laser light sources are inferior in terms of low power consumption and high output as compared to so-called multicolor LED light sources that use phosphors. . Therefore, the backlight unit 10B of the present embodiment uses a blue-green LED light source 20 including a green phosphor in order to simplify the device configuration, reduce the size, and reduce power consumption.

なお、青緑色LED光源20の緑色蛍光体を励起させる光源として、青色LED光源が使用されているが、より色再現範囲を広げるという観点からは、青色LED光源に代えて青色レーザ光源を採用することも有効である。しかしながら、消費電力の低減や蛍光体の内部変換効率低下の抑制という観点からは、蛍光体を励起するための光源として、レーザ光源よりもLED光源を使用することが好ましい。その理由は、以下のとおりである。   A blue LED light source is used as a light source for exciting the green phosphor of the blue-green LED light source 20, but a blue laser light source is employed instead of the blue LED light source from the viewpoint of further expanding the color reproduction range. It is also effective. However, it is preferable to use an LED light source rather than a laser light source as a light source for exciting the phosphor from the viewpoint of reducing power consumption and suppressing a decrease in internal conversion efficiency of the phosphor. The reason is as follows.

低電流駆動で低出力のLED光源に対し、レーザ光源は高電流駆動で高出力である。このため、駆動時のレーザ光源からの発熱量が非常に大きい。また、LED光源から出射される光は広い発散角を有するのに対し、レーザ光源から出射される光は非常に狭い発散角を有する。このため、レーザ光源の場合、蛍光体に入射する励起光の強度密度(蛍光体の単位体積あたりに入射する光の強度)が非常に高くなる。蛍光体に入射し吸収された光の一部は、他波長の光に変換されて外部に放射され、その他の光は主に熱エネルギーとなる。一般に、蛍光体の内部変換効率(吸収される光量に対する他波長の光に変換される光量)は40%から80%程度である。すなわち、同時に発生する熱エネルギーは入射した光エネルギーの20%から60%にも及ぶ。したがって、高出力で光強度密度の高いレーザ光が入射した場合、蛍光体の発熱量は非常に大きくなる。   A laser light source is a high current drive and a high output with respect to a low current drive and a low output LED light source. For this reason, the amount of heat generated from the laser light source during driving is very large. In addition, light emitted from the LED light source has a wide divergence angle, whereas light emitted from the laser light source has a very narrow divergence angle. For this reason, in the case of a laser light source, the intensity density of the excitation light incident on the phosphor (the intensity of the light incident per unit volume of the phosphor) is very high. Part of the light that is incident on and absorbed by the phosphor is converted into light of another wavelength and emitted to the outside, and the other light mainly becomes thermal energy. Generally, the internal conversion efficiency (the amount of light converted into light of other wavelengths with respect to the amount of light absorbed) of the phosphor is about 40% to 80%. That is, the thermal energy generated at the same time ranges from 20% to 60% of the incident light energy. Therefore, when a laser beam having a high output and a high light intensity density is incident, the calorific value of the phosphor becomes very large.

蛍光体を励起するためのレーザ光源自身の発熱量が増加すると、蛍光体の温度も上昇する。また、蛍光体自身の発熱量が増加しても、蛍光体の温度は上昇する。このように蛍光体の温度が上昇すると、蛍光体の内部変換効率が大幅に低下し、輝度の低下や消費電力の増加を引き起こす。上記の理由により、実施の形態2における青緑色LED光源20,…,20では、緑色蛍光体を励起するための光源として、青色LED光源が採用されている。   As the amount of heat generated by the laser light source for exciting the phosphor increases, the temperature of the phosphor also increases. Moreover, even if the calorific value of the phosphor itself increases, the temperature of the phosphor rises. When the temperature of the phosphor rises in this way, the internal conversion efficiency of the phosphor is greatly lowered, causing a decrease in luminance and an increase in power consumption. For the above reason, in the blue-green LED light sources 20,..., 20 in the second embodiment, a blue LED light source is employed as a light source for exciting the green phosphor.

補助導光拡散板19は、側方入射端面19eaから内部に入射された光束を厚み方向(+Z軸方向)に進行する照明光DL2,…,DL2に変換する。これら照明光DL2,…,DL2は、面状の均一な光を構成している。補助導光拡散板19は、照明光DL2,…,DL2を、後方の導光拡散板14の前面14fから入射された照明光DL1,…,DL1に混ぜて液晶表示素子11の方向に放射する。補助導光拡散板19の前面19fから放射された赤色の照明光DL1と青緑色の照明光DL2とは、白色光となって光学シート13,12を介して液晶表示素子11に入射する。補助導光拡散板19は、照明光DL1に対して反射や吸収などの光学的影響をできるだけ低くする透明材料で構成されている。したがって、照明光DL1の損失は抑えられ、液晶表示素子11を照明するために照明光DL1を効率良く利用することができる。   The auxiliary light guide diffuser plate 19 converts the light beam incident inside from the side incident end face 19ea into illumination lights DL2, ..., DL2 that travel in the thickness direction (+ Z-axis direction). These illumination lights DL2,..., DL2 form a planar uniform light. The auxiliary light guide diffusion plate 19 mixes the illumination light DL2,..., DL2 with the illumination light DL1,..., DL1 incident from the front surface 14f of the rear light guide diffusion plate 14 and radiates it in the direction of the liquid crystal display element 11. . The red illumination light DL1 and the blue-green illumination light DL2 radiated from the front surface 19f of the auxiliary light guide diffusion plate 19 become white light and enter the liquid crystal display element 11 through the optical sheets 13 and 12. The auxiliary light guide diffuser plate 19 is made of a transparent material that minimizes optical influences such as reflection and absorption on the illumination light DL1. Therefore, the loss of the illumination light DL1 is suppressed, and the illumination light DL1 can be efficiently used to illuminate the liquid crystal display element 11.

なお、液晶表示素子11の方向に放射された照明光DL1,DL2の中には、光学シート12,13で反射して−Z軸方向に進行する光があるが、光反射シート15は、そのような光を液晶表示素子11の方向(+Z軸方向)に反射させる。このため、照明光DL1,DL2の損失を抑えることができ、照明光DL1,DL2を効率良く利用することができる。   The illumination lights DL1 and DL2 emitted in the direction of the liquid crystal display element 11 include light that is reflected by the optical sheets 12 and 13 and travels in the −Z-axis direction. Such light is reflected in the direction of the liquid crystal display element 11 (+ Z-axis direction). For this reason, the loss of illumination light DL1, DL2 can be suppressed, and illumination light DL1, DL2 can be utilized efficiently.

次に、以上に説明した実施の形態2のバックライトユニット10B及び液晶表示装置1Bの効果や利点について説明する。   Next, effects and advantages of the backlight unit 10B and the liquid crystal display device 1B according to Embodiment 2 described above will be described.

上記実施の形態2のバックライトユニット10Bでは、図10及び図11に示されるように、レーザ光源18R,…,18Rは、導光拡散板14の底面側の端面14ecの延在方向に沿って配列されており、これらレーザ光源18R,…,18Rから出射された光束は、導光部材16と反射部材17とにより導光されて側方入射端面14eaに入射させられる。このようなバックライトユニット10Bを、側方入射端面14eaを立てた状態(通常の装置使用状態)で使用した場合には、レーザ光源18R,…,18Rは、重力方向に対して垂直な横方向に配列されるので、レーザ光源18R,…,18R間の周辺温度差を小さくして発光効率や発光色(発光波長)のバラツキを抑制することができる。   In the backlight unit 10B of the second embodiment, the laser light sources 18R,..., 18R are along the extending direction of the end surface 14ec on the bottom surface side of the light guide diffusion plate 14, as shown in FIGS. The light beams emitted from the laser light sources 18R,..., 18R are guided by the light guide member 16 and the reflection member 17 and are incident on the side incident end face 14ea. When such a backlight unit 10B is used in a state in which the side incident end face 14ea is upright (normal apparatus use state), the laser light sources 18R,. Therefore, it is possible to reduce the ambient temperature difference between the laser light sources 18R,..., 18R, and to suppress variations in light emission efficiency and light emission color (light emission wavelength).

しかも、赤色レーザ光源18R,…,18Rは重力方向下方に配置されるので、これら赤色レーザ光源18R,…,18Rが発する熱は、周辺の空気を暖めるが、暖められた空気は重力に逆らって上昇する。それ故、これら赤色レーザ光源18R,…,18Rの周辺温度の上昇が抑制される。これにより、赤色レーザ光源18R,…,18Rの温度依存性を有する発光効率の低下を抑制することができ、赤色レーザ光源18R,…,18Rの寿命を延ばすことができる。また、赤色レーザ光源18R,…,18Rは、これら赤色レーザ光源18R,…,18Rが発する熱が上方に逃げやすいように1列に配列されている。したがって、本実施の形態のバックライトユニット10Bは、明るさや発光色にムラのない均一な面状光を照明光として提供することができる。また、液晶表示装置1Bの画質を良好にすることが可能である。   Moreover, since the red laser light sources 18R,..., 18R are arranged below in the gravity direction, the heat generated by the red laser light sources 18R,..., 18R warms the surrounding air, but the warmed air is against gravity. To rise. Therefore, an increase in the ambient temperature of these red laser light sources 18R, ..., 18R is suppressed. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in light emission efficiency having temperature dependence of the red laser light sources 18R,..., 18R, and to extend the lifetime of the red laser light sources 18R,. The red laser light sources 18R,..., 18R are arranged in a row so that heat generated by the red laser light sources 18R,. Therefore, the backlight unit 10B of the present embodiment can provide uniform planar light with no unevenness in brightness and emission color as illumination light. In addition, the image quality of the liquid crystal display device 1B can be improved.

また、赤色レーザ光源18R,…,18Rと青緑色LED光源20,…,20という2種類の光源が下方と側方とにそれぞれ分離されて配置されている。これにより、これら2種類の光源が発する熱による周辺温度の上昇を緩和することができる。よって、周辺温度の上昇に起因する発光効率の低下を抑制することができ、赤色レーザ光源18R及び青緑色LED光源20の各光源の寿命を延ばすことができる。   Further, two types of light sources of red laser light sources 18R,..., 18R and blue-green LED light sources 20,. Thereby, the rise in ambient temperature due to the heat generated by these two types of light sources can be mitigated. Therefore, it is possible to suppress a decrease in light emission efficiency due to an increase in ambient temperature, and it is possible to extend the lifetime of each of the red laser light source 18R and the blue-green LED light source 20.

また、上記実施の形態1の場合と同様に、赤色レーザ光源18R,…,18Rは、導光拡散板14の厚さ方向(Z軸方向)とはほぼ垂直な方向(X軸方向)に沿って配列されているので、バックライトユニット10Bを容易に薄型化することができる。特に、導光拡散板14の長手方向に沿って赤色レーザ光源18R,…,18Rが配列されており、導光拡散板14の長手方向は液晶表示素子11の水平画素方向と一致するので、赤色レーザ光源18R,…,18Rの重力方向下方への配置と液晶表示装置1Bの薄型化とを両立させることができる。   As in the case of the first embodiment, the red laser light sources 18R,..., 18R are along a direction (X-axis direction) substantially perpendicular to the thickness direction (Z-axis direction) of the light guide diffuser plate 14. Therefore, the backlight unit 10B can be easily thinned. In particular, red laser light sources 18R,..., 18R are arranged along the longitudinal direction of the light guide diffuser plate 14, and the longitudinal direction of the light guide diffuser plate 14 matches the horizontal pixel direction of the liquid crystal display element 11. The arrangement of the laser light sources 18R,..., 18R below the gravitational direction and the thinning of the liquid crystal display device 1B can be made compatible.

また、赤色レーザ光源18R,…,18Rの使用により、蛍光ランプや白色LED光源を用いる場合よりも、赤色の色純度を向上させることができる。また、赤色の色純度の向上により、液晶表示装置1Bは、カラーフィルタによる光の損失を減少させることができる。このため、本実施の形態の液晶表示装置1Bは、低消費電力の実現と同時に高輝度で広い色域を実現することができる。   Further, the use of the red laser light sources 18R,..., 18R can improve the color purity of red as compared with the case of using a fluorescent lamp or a white LED light source. In addition, the improvement in red color purity enables the liquid crystal display device 1B to reduce light loss due to the color filter. For this reason, the liquid crystal display device 1B of the present embodiment can realize a high color and a wide color gamut simultaneously with low power consumption.

上記赤色レーザ光源18R,…,18Rに代えて、LED光源を使用する場合にも、これらLED光源間の周辺温度差を抑制することが可能であるが、レーザ素子を用いたレーザ光源の場合、単一発光色のLED光源の場合と比べて電気・光変換効率が高いので、赤色レーザ光源18R,…,18Rを用いた場合の方が低消費電力駆動が可能であるという利点がある。さらに、レーザ素子を用いたレーザ光源の光は、LED光源の光よりも高い指向性を有する。このため、赤色レーザ光源18R,…,18Rと導光部材16との間の光結合効率が良好であるという利点もある。   In the case of using an LED light source instead of the red laser light source 18R, ..., 18R, it is possible to suppress the ambient temperature difference between these LED light sources, but in the case of a laser light source using a laser element, Since the electric / light conversion efficiency is higher than that of the single light emitting LED light source, the use of the red laser light sources 18R,. Furthermore, the light from the laser light source using the laser element has higher directivity than the light from the LED light source. Therefore, there is an advantage that the optical coupling efficiency between the red laser light sources 18R,..., 18R and the light guide member 16 is good.

ところで、赤色は、色差に対する人間の感度が高い色である。赤色を発光色とする典型的な単色LED光源の赤色の波長帯域幅は数十nm程度であるが、赤色レーザ光源の赤色の波長帯域幅は数nm程度しかないので、これら波長帯域幅の違いは、人間の視覚にはより顕著な差となって感じられる。人間の視覚は、波長帯域幅の違いを、色純度の差として感じる。従来のバックライトユニットで広く用いられている白色LED光源(たとえば、青色LED光源と黄色蛍光体との組み合わせ)の場合、赤色波長域の光のエネルギー量が比較的少なく、特に、赤色波長域の光のうち純赤として好ましい630nm〜640nmの波長域の光の割合は非常に少ない。このため、この波長域で色純度を高めようとすると、極めて透過光量が低下し、著しく輝度が低下する場合があった。   By the way, red is a color with high human sensitivity to color difference. The red wavelength bandwidth of a typical monochromatic LED light source that emits red light is about several tens of nanometers, but the red wavelength bandwidth of a red laser light source is only a few nanometers, so the difference between these wavelength bandwidths Is more noticeable in human vision. Human vision perceives differences in wavelength bandwidth as differences in color purity. In the case of a white LED light source (for example, a combination of a blue LED light source and a yellow phosphor) widely used in a conventional backlight unit, the amount of light energy in the red wavelength region is relatively small. The ratio of light in the wavelength range of 630 nm to 640 nm, which is preferable as pure red, is very small. For this reason, when it is attempted to increase the color purity in this wavelength range, the amount of transmitted light is extremely reduced, and the luminance may be significantly reduced.

これに対し、本実施の形態のバックライトユニット10Bは、赤色、緑色及び青色の3原色の中でも特に赤色を発光色とする赤色レーザ光源18R,…,18Rを用いているので、他の発光色(緑色や青色)のレーザ光源を用いる場合よりも、消費電力の低減や色純度向上についての効果が高いという利点がある。また、赤色レーザ光源18R,…,18Rの赤色の波長帯域幅は非常に狭いので、本実施の形態のバックライトユニット10Bは、赤色を発光色とする単色LED光源を使用するバックライトユニットよりも、赤色の色純度を高めることが可能である。また、赤色レーザ光源18Rの波長帯域幅に合わせて液晶表示素子11の赤色カラーフィルタの透過帯域幅(透過波長域)を最適化することができる。具体的には、赤色カラーフィルタの透過光量の低減を抑制しつつ、赤色カラーフィルタの透過帯域幅を狭くすることができる。これにより、赤色の色純度を高めて色再現範囲を広げることが可能である。したがって、本実施の形態の液晶表示装置1Bは、鮮やかな色彩表現を実現して良好な画質を提供することができる。   On the other hand, the backlight unit 10B of the present embodiment uses the red laser light sources 18R,..., 18R that emit red light among the three primary colors of red, green, and blue. Compared to the case of using a (green or blue) laser light source, there is an advantage that the effect of reducing power consumption and improving color purity is high. Also, since the red wavelength bandwidth of the red laser light sources 18R,..., 18R is very narrow, the backlight unit 10B of the present embodiment is more than a backlight unit that uses a monochromatic LED light source that emits red light. It is possible to increase the color purity of red. Further, the transmission bandwidth (transmission wavelength region) of the red color filter of the liquid crystal display element 11 can be optimized in accordance with the wavelength bandwidth of the red laser light source 18R. Specifically, it is possible to narrow the transmission bandwidth of the red color filter while suppressing a reduction in the amount of transmitted light of the red color filter. Thereby, it is possible to increase the color reproduction range by increasing the color purity of red. Therefore, the liquid crystal display device 1B according to the present embodiment can realize a vivid color expression and provide a good image quality.

また、青色波長域から赤色波長域までの連続スペクトルを有する白色LED光源や、波長帯域幅の広い赤色の単色LED光源を使用するバックライトユニットの場合には、緑色カラーフィルタで遮蔽することができない波長域の光が生成されることがある。この場合、緑色カラーフィルタは不要な光を透過させるため、緑色の色純度が低下するという問題がある。これに対し、本実施の形態のバックライトユニット10Bは、波長帯域幅の狭い赤色光を出射する赤色レーザ光源18R,…,18Rを使用しているので、白色LED光源や赤色の単色LED光源を使用するバックライトユニットと比べて、緑色の色純度を向上させることができる。   Further, in the case of a backlight unit using a white LED light source having a continuous spectrum from the blue wavelength range to the red wavelength range or a red single color LED light source having a wide wavelength bandwidth, it cannot be shielded by a green color filter. Wavelength light may be generated. In this case, since the green color filter transmits unnecessary light, there is a problem that the color purity of the green color is lowered. On the other hand, since the backlight unit 10B of the present embodiment uses the red laser light sources 18R,..., 18R that emit red light with a narrow wavelength bandwidth, a white LED light source or a red monochromatic LED light source is used. Compared with the backlight unit to be used, the color purity of green can be improved.

また、上述したように、従来は、エッジライト方式のバックライトユニットにレーザ光源が採用されると、液晶表示パネルの表示面の輝度ムラ(輝度の面内均一性の低下)が問題となっていた。これに対し、本実施の形態のバックライトユニット10Bは、導光部材16を採用しているので、赤色レーザ光源18R,…,18Rのうち互いに近接配置されたレーザ光源から出射された指向性の高い光束を、それらの発散角により空間的に互いに重ね合わせる光学距離を十分に確保することができる。これにより、導光部材16は、均一な線状光束を出射端面16eから出射することが可能である。このため、本実施の形態のバックライトユニット10Bは、均一な面内輝度分布の照明光DL1,…,DL1を生成することができる。それ故、液晶表示素子11の表示面11fでの輝度や発光色の面内均一性低下を抑制することができる。   Further, as described above, conventionally, when a laser light source is employed in an edge light type backlight unit, luminance unevenness (decrease in luminance in-plane uniformity) of the display surface of the liquid crystal display panel has been a problem. It was. On the other hand, since the backlight unit 10B of the present embodiment employs the light guide member 16, directivity emitted from laser light sources arranged close to each other among the red laser light sources 18R,. It is possible to secure a sufficient optical distance for spatially superimposing high luminous fluxes on the basis of their divergence angles. Thereby, the light guide member 16 can emit a uniform linear light beam from the emission end face 16e. Therefore, the backlight unit 10B of the present embodiment can generate illumination lights DL1,..., DL1 having a uniform in-plane luminance distribution. Therefore, it is possible to suppress a reduction in in-plane uniformity of luminance and emission color on the display surface 11f of the liquid crystal display element 11.

本実施の形態の制御部21は、映像信号に応じて液晶表示装置1Bの消費電力量を低減するように、赤色レーザ光源18R,…,18Rの輝度と青緑色LED光源20,…,20の輝度との割合を最適化することが可能である。さらに、制御部21は、赤色レーザ群18RGの発光量と青緑色LED群20Gの発光量とを個別に制御することで、画像光の生成に不要な迷光を低減させることができる。これにより、表示画像のコントラストを向上させることができる。   The control unit 21 of the present embodiment reduces the brightness of the red laser light sources 18R,..., 18R and the blue-green LED light sources 20,..., 20 so as to reduce the power consumption of the liquid crystal display device 1B according to the video signal. It is possible to optimize the ratio with luminance. Furthermore, the control unit 21 can reduce stray light unnecessary for generating image light by individually controlling the light emission amount of the red laser group 18RG and the light emission amount of the blue-green LED group 20G. Thereby, the contrast of a display image can be improved.

実施の形態3.
次に、本発明に係る実施の形態3について説明する。図14は、実施の形態3の液晶表示装置1Cの概略構成を示す機能ブロック図である。図14に示されるように液晶表示装置1Cは、バックライトユニット10Cと、透過型の液晶表示素子11と、液晶表示素子(液晶表示パネル)11を駆動する液晶表示素子駆動部22と、バックライトユニット10C内の赤色レーザ群18RG及び青緑色LED群(青緑色発光ダイオード群)20Gを個別に駆動する光源駆動部23Cと、液晶表示素子駆動部22及び光源駆動部23Cの各動作を制御する制御部21とを備えている。
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment according to the present invention will be described. FIG. 14 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the liquid crystal display device 1C according to the third embodiment. As shown in FIG. 14, the liquid crystal display device 1 </ b> C includes a backlight unit 10 </ b> C, a transmissive liquid crystal display element 11, a liquid crystal display element driving unit 22 that drives the liquid crystal display element (liquid crystal display panel) 11, and a backlight. Control for controlling each operation of the light source driving unit 23C for individually driving the red laser group 18RG and the blue-green LED group (blue-green light emitting diode group) 20G in the unit 10C, and the liquid crystal display element driving unit 22 and the light source driving unit 23C. Part 21.

本実施の形態の液晶表示装置1Cは、バックライトユニット10Cの構成の一部と光源駆動部23Cとを除いて、上記実施の形態1の液晶表示装置1Aと同じ構成を有する。なお、実施の形態1,2の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。   The liquid crystal display device 1C of the present embodiment has the same configuration as the liquid crystal display device 1A of the first embodiment except for a part of the configuration of the backlight unit 10C and the light source driving unit 23C. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the component of Embodiment 1, 2, and the detailed description is abbreviate | omitted.

図15は、液晶表示装置1Cのうち制御部21と液晶表示素子駆動部22と光源駆動部23Cとを除いた構成を概略的に示す装置底面図である。なお、図15においては、3次元の直交座標系をなすX軸、Y軸及びZ軸が示されている。±X軸方向は、矩形状をなす液晶表示素子11の長辺方向(水平画素方向)と一致し、±Y軸方向は、液晶表示素子11の短辺方向(垂直画素方向)と一致し、+Z軸方向は、液晶表示素子11の表示面11fの法線方向と一致する。+Y軸方向は、表示面11fの垂直画素方向の上端側を指し、−Y軸方向は、表示面11fの垂直画素方向の下端側を指す。また、+Y軸方向は、重力方向とは逆の方向を意味するものとする。   FIG. 15 is a device bottom view schematically showing the configuration of the liquid crystal display device 1 </ b> C except for the control unit 21, the liquid crystal display element driving unit 22, and the light source driving unit 23 </ b> C. In FIG. 15, an X axis, a Y axis, and a Z axis forming a three-dimensional orthogonal coordinate system are shown. The ± X axis direction coincides with the long side direction (horizontal pixel direction) of the liquid crystal display element 11 having a rectangular shape, and the ± Y axis direction coincides with the short side direction (vertical pixel direction) of the liquid crystal display element 11; The + Z axis direction coincides with the normal direction of the display surface 11 f of the liquid crystal display element 11. The + Y axis direction indicates the upper end side of the display surface 11f in the vertical pixel direction, and the −Y axis direction indicates the lower end side of the display surface 11f in the vertical pixel direction. The + Y axis direction means the direction opposite to the gravity direction.

図15に示されるように、液晶表示装置1Cは、液晶表示素子11、第1の光学シート12、第2の光学シート13、導光拡散板30及び導光部材16がZ軸方向に沿って配列され且つ積層された構造を有する。図16は、導光拡散板30の裏面構造を概略的に示す図である。図15の構成のうち、青緑色LED光源(補助光源)20、導光拡散板30、光反射シート15、赤色レーザ光源18R,…,18R、導光部材16及び反射部材31が本実施の形態の照明装置であるバックライトユニット10Cを構成している。   As shown in FIG. 15, the liquid crystal display device 1 </ b> C includes a liquid crystal display element 11, a first optical sheet 12, a second optical sheet 13, a light guide diffusion plate 30, and a light guide member 16 along the Z-axis direction. It has an arrayed and stacked structure. FIG. 16 is a diagram schematically showing the back surface structure of the light guide diffusion plate 30. 15, the blue-green LED light source (auxiliary light source) 20, the light guide diffuser plate 30, the light reflection sheet 15, the red laser light sources 18R,..., 18R, the light guide member 16, and the reflection member 31 are the present embodiment. The backlight unit 10 </ b> C that is the illumination device is configured.

導光拡散板30は、側方入射端面30eaから内部に入射された複数の光束を面状の光束すなわち照明光DL,…,DLに変換する機能を有する。この導光拡散板30は、照明光DL,…,DLを出射する前面(発光面)30fと、側方入射端面30eaの延在方向一端側に形成されX軸方向に延在する端面30ecとを有している。また、導光拡散板30の側方入射端面30eaの外側には反射部材31が配置されている。本発明の導光反射部材は、たとえば、これら導光部材16と反射部材31とで構成され得る。   The light guide diffuser plate 30 has a function of converting a plurality of light beams incident inside from the side incident end face 30ea into planar light beams, that is, illumination lights DL,. The light guide diffusion plate 30 includes a front surface (light emitting surface) 30f that emits illumination light DL,..., DL, and an end surface 30ec that is formed on one end side in the extending direction of the side incident end surface 30ea and extends in the X-axis direction. have. A reflecting member 31 is disposed outside the side incident end face 30ea of the light guide diffuser plate 30. The light guide reflection member of the present invention can be composed of the light guide member 16 and the reflection member 31, for example.

上記実施の形態2の場合と同様に、導光部材16は、赤色レーザ光源18R,18R,…,18Rから放射され入射端面16mから内部に入射された複数の光束を導光して、出射端面16eから反射部材31の方向に放射する。導光部材16の入射端面16mから内部に入射した光束は導光部材16と空気層との界面で全反射するので、導光部材16の内部を進行する光束は、導光部材16の前面16fと裏面16bとの間を全反射しつつ出射端面16eに到達する。   As in the case of the second embodiment, the light guide member 16 guides a plurality of light beams emitted from the red laser light sources 18R, 18R,... Radiates in the direction of the reflecting member 31 from 16e. Since the light beam incident inside from the incident end face 16m of the light guide member 16 is totally reflected at the interface between the light guide member 16 and the air layer, the light beam traveling inside the light guide member 16 is reflected on the front surface 16f of the light guide member 16. And the back surface 16b are totally reflected to reach the emission end face 16e.

また、赤色レーザ光源18R,18R,…,18Rの各々より出射されたレーザ光束は、自らの発散角により伝播するにつれて広がるので、赤色レーザ光源18R,18R,…,18Rのうち互いに近接配置された赤色レーザ光源から出射された複数の光束は出射端面16eに到達するまでにほぼ同程度広がり、且つ、空間的に互いに重なり合う。したがって、出射端面16eは、ほぼ均一な輝度分布を有し且つ線状に広がる赤色光束を出射することができる。   Further, the laser light beams emitted from each of the red laser light sources 18R, 18R,..., 18R spread as they propagate according to their own divergence angles, and thus are arranged close to each other among the red laser light sources 18R, 18R,. The plurality of light beams emitted from the red laser light source spread to substantially the same extent before reaching the emission end face 16e and spatially overlap each other. Therefore, the emission end face 16e can emit a red light beam having a substantially uniform luminance distribution and spreading linearly.

導光部材16の出射端面16eから出射された光束は、図15に示されるように、反射部材31の反射曲面31rで反射して導光拡散板30の側方入射端面30eaに入射する。反射部材31は、導光拡散板30の側方入射端面30eaよりも外側に配置された、X軸方向に厚さを持つ板状の部材である。この反射部材31の反射曲面31rは、導光部材16の出射端面16eと対向するように配置されている。反射曲面31rは、導光部材16の出射端面16eより出射された光束を導光拡散板30の側方入射端面30eaに導くとともに、その光束の進行方向を−X軸方向から+X軸方向へ変える機能を有する。この機能を有するのであれば、反射部材31の反射曲面31rの形状は、図15の形状に限定されるものではない。   As shown in FIG. 15, the light beam emitted from the emission end face 16 e of the light guide member 16 is reflected by the reflection curved surface 31 r of the reflection member 31 and enters the side incidence end face 30 ea of the light guide diffusion plate 30. The reflecting member 31 is a plate-like member having a thickness in the X-axis direction and disposed outside the side incident end face 30ea of the light guide diffuser plate 30. The reflection curved surface 31 r of the reflection member 31 is disposed so as to face the emission end surface 16 e of the light guide member 16. The reflection curved surface 31r guides the light beam emitted from the light emitting end surface 16e of the light guide member 16 to the side incident end surface 30ea of the light guide diffusion plate 30, and changes the traveling direction of the light beam from the −X axis direction to the + X axis direction. It has a function. If it has this function, the shape of the reflection curved surface 31r of the reflection member 31 is not limited to the shape of FIG.

導光拡散板30の側方入射端面30eaには、青緑色LED光源20,…,20と反射部材31の反射曲面31rとからそれぞれ光束が入射される。導光拡散板30は、側方入射端面30eaから内部に入射された光束を厚み方向(+Z軸方向)に進行する照明光DL,…,DLに変換する。これら照明光DL,…,DLは、面状の均一な光として導光拡散板30の前面(発光面)30fから放射される。   Light beams are incident on the side incident end face 30ea of the light guide diffuser plate 30 from the blue-green LED light sources 20,..., 20 and the reflection curved surface 31r of the reflection member 31, respectively. The light guide diffuser plate 30 converts the light beam incident inside from the side incident end face 30ea into illumination light DL,..., DL that travels in the thickness direction (+ Z-axis direction). These illumination lights DL,..., DL are radiated from the front surface (light emitting surface) 30f of the light guide diffusion plate 30 as planar uniform light.

図16に示されるように、導光拡散板30の側方入射端面30eaと対向する位置に複数の青緑色LED光源20,…,20が配置され、これら青緑色LED光源20,…,20はY軸方向に沿って等間隔で配列されている。これら青緑色LED光源20,…,20は、導光拡散板30の側方入射端面30eaに向けて光束を出射する。本実施の形態の青緑色LED光源20には、上記実施の形態1の青緑色LED光源20と同じものを使用すればよい。上記実施の形態2の場合と同様に、各青緑色LED光源20は広い発散角の青緑光を出射するので、青緑色LED光源20,…,20から出射された光束は、青緑色LED光源20,…,20の配列方向において互いに重なり合って線状の光を形成する。   As shown in FIG. 16, a plurality of blue-green LED light sources 20,..., 20 are arranged at positions facing the side incident end face 30ea of the light guide diffuser plate 30, and these blue-green LED light sources 20,. They are arranged at equal intervals along the Y-axis direction. These blue-green LED light sources 20,..., 20 emit light beams toward the side incident end face 30 ea of the light guide diffusion plate 30. As the blue-green LED light source 20 of the present embodiment, the same one as the blue-green LED light source 20 of the first embodiment may be used. As in the case of the second embodiment, each blue-green LED light source 20 emits blue-green light having a wide divergence angle. Therefore, the light emitted from the blue-green LED light sources 20,. ,..., 20 overlap each other in the arrangement direction to form linear light.

図15及び図16に示されるように、導光拡散板30は、液晶表示素子11の表示面11fに対して平行に配置された前面30fと、側方入射端面30eaと、側方端面(光反射面)30ebと、微細光学素子30d,…,30dが形成された裏面構造とを有する板状の透明部材である。微細光学素子30d,…,30dの各々は、裏面側(−Z軸方向)に突出する凸形状を有している。   As shown in FIGS. 15 and 16, the light guide diffuser plate 30 includes a front surface 30 f, a side incident end surface 30 ea, and a side end surface (light beam) arranged in parallel to the display surface 11 f of the liquid crystal display element 11. This is a plate-like transparent member having a (reflective surface) 30eb and a back surface structure on which fine optical elements 30d, ..., 30d are formed. Each of the micro optical elements 30d,..., 30d has a convex shape protruding toward the back surface side (−Z axis direction).

導光拡散板30の側方入射端面30eaから導光拡散板30の内部に入射された光束は、導光拡散板30と空気層との界面で全反射しつつ+X軸方向に進行する。微細光学素子30d,…,30dは、導光拡散板30の裏面に到達した光束を前面30fの方向に内面全反射させて照明光DLに変換する機能を有する。すなわち、微細光学素子30d,…,30dにより内面全反射された光束の中には、導光拡散板30の前面30fと空気層との間の全反射条件を満たさずに前面30fから液晶表示素子11の方向に出射される光束がある。その出射光束が照明光DLを構成する。   The light beam that has entered the light guide diffuser plate 30 from the side incident end face 30ea of the light guide diffuser plate 30 travels in the + X-axis direction while being totally reflected at the interface between the light guide diffuser plate 30 and the air layer. The fine optical elements 30d,..., 30d have a function of converting the light beam reaching the back surface of the light guide diffuser plate 30 into the illumination light DL by totally reflecting the inner surface in the direction of the front surface 30f. That is, the light flux totally reflected by the micro optical elements 30d, ..., 30d does not satisfy the total reflection condition between the front surface 30f of the light guide diffuser plate 30 and the air layer, and the liquid crystal display element from the front surface 30f. There is a light beam emitted in the direction of 11. The emitted light beam constitutes the illumination light DL.

このような導光拡散板30の構成材料としては、たとえば、ガラス材料や透光性樹脂材料といった光学材料が使用される。アクリル樹脂を使用する場合は、厚さ4mm程度の板状の導光拡散板30を作製することができる。透光性樹脂材料としては、たとえば、アクリル樹脂(PMMA:polymethylmethacrylate)やポリカーボネート樹脂が挙げられるが、これらに限定されず、光透過率が高く、成形加工性に優れた透光性樹脂材料を使用すればよい。液晶表示装置1Cの薄型化及び軽量化の実現のためには、導光拡散板30に必要な機能と剛性(機械的強度)とを考慮して導光拡散板30の厚さを小さくすることが望ましい。   As a constituent material of such a light guide diffuser plate 30, for example, an optical material such as a glass material or a translucent resin material is used. When an acrylic resin is used, a plate-shaped light guide diffusion plate 30 having a thickness of about 4 mm can be produced. Examples of the light-transmitting resin material include acrylic resin (PMMA) and polycarbonate resin, but are not limited to these, and a light-transmitting resin material having high light transmittance and excellent moldability is used. do it. In order to reduce the thickness and weight of the liquid crystal display device 1C, the thickness of the light guide diffusion plate 30 should be reduced in consideration of the functions and rigidity (mechanical strength) required for the light guide diffusion plate 30. Is desirable.

微細光学素子30d,…,30dの配置密度(単位面積当たりの微細光学素子30dの数あるいは寸法)は、側方入射端面30eaから離れるほど高くなり、側方入射端面30eaに近づくほど低い。言い換えれば、微細光学素子30d,…,30dは、側方入射端面30eaから離れるほど密となり、側方入射端面30eaに近づくほど疎となる。このようにした理由は、照明光DLの面内輝度分布を均一化させるためである。微細光学素子30d,…,30dの配置密度を変えることで、照明光DLの面内輝度分布を制御することが可能である。   The arrangement density of the micro optical elements 30d,..., 30d (the number or size of the micro optical elements 30d per unit area) increases as the distance from the side incident end face 30ea increases, and decreases toward the side incident end face 30ea. In other words, the fine optical elements 30d, ..., 30d become denser as they move away from the side incident end face 30ea and become sparser as they approach the side incident end face 30ea. The reason for this is to make the in-plane luminance distribution of the illumination light DL uniform. By changing the arrangement density of the micro optical elements 30d,..., 30d, the in-plane luminance distribution of the illumination light DL can be controlled.

図17は、微細光学素子30dの一例を示す概略断面図である。図17の微細光学素子30dは、凸レンズ形状を有している。また、微細光学素子30dの形状は球面形状の一部をなし、その表面は一定の曲率を有する。たとえば、屈折率が約1.49のアクリル樹脂を使用して導光拡散板30を作製する場合には、表面の曲率が約0.15mm、最大高さEmaxが約0.005mmとなるように微細光学素子30dを成形することができる。   FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing an example of the micro optical element 30d. The micro optical element 30d in FIG. 17 has a convex lens shape. The shape of the micro optical element 30d is a part of a spherical shape, and its surface has a certain curvature. For example, when the light guide diffuser plate 30 is manufactured using an acrylic resin having a refractive index of about 1.49, the surface curvature is about 0.15 mm and the maximum height Emax is about 0.005 mm. The micro optical element 30d can be molded.

導光拡散板30の裏面構造は、図16に示した構造に限定されるものではない。図16に示した構造に代えて、図7の裏面構造と同様に、微細光学素子の寸法を側方入射端面から離れるほど大きくし、側方入射端面に近づくほど小さくしてもよい。これにより、照明光DLの面内輝度分布の均一化を実現することができる。また、他の凸状あるいは凹状の形状を有する微細光学素子や、断面プリズム形状を有する微細光学素子を採用してもよい。さらに、微細光学素子は、必ずしも規則的な位置に形成されている必要はなく、ランダムな位置に形成されてもよい。   The back surface structure of the light guide diffusion plate 30 is not limited to the structure shown in FIG. In place of the structure shown in FIG. 16, similarly to the back surface structure of FIG. 7, the dimension of the micro optical element may be increased as it is farther from the side incident end surface, and may be decreased as it is closer to the side incident end surface. Thereby, the in-plane luminance distribution of the illumination light DL can be made uniform. Moreover, you may employ | adopt the micro optical element which has another convex shape or a concave shape, and the micro optical element which has a cross-sectional prism shape. Furthermore, the micro optical element does not necessarily have to be formed at regular positions, and may be formed at random positions.

導光拡散板30の前面30fから放射された白色の照明光DLは、光学シート13,12を介して液晶表示素子11に入射する。なお、液晶表示素子11の方向に放射された照明光DLの中には、光学シート12,13で反射して−Z軸方向に進行する光があるが、光反射シート15は、そのような光を液晶表示素子11の方向(+Z軸方向)に反射させる。このため、照明光DLの損失を抑えることができ、照明光DLを効率良く利用することができる。   White illumination light DL radiated from the front surface 30 f of the light guide diffusion plate 30 enters the liquid crystal display element 11 through the optical sheets 13 and 12. The illumination light DL radiated in the direction of the liquid crystal display element 11 includes light that is reflected by the optical sheets 12 and 13 and travels in the −Z-axis direction. The light is reflected in the direction of the liquid crystal display element 11 (+ Z axis direction). For this reason, the loss of the illumination light DL can be suppressed, and the illumination light DL can be used efficiently.

次に、以上に説明した実施の形態3のバックライトユニット10C及び液晶表示装置1Cの効果や利点について説明する。   Next, effects and advantages of the backlight unit 10C and the liquid crystal display device 1C according to Embodiment 3 described above will be described.

上記実施の形態3のバックライトユニット10Cでは、図15に示されるように、レーザ光源18R,…,18Rは、導光拡散板30の底面側の端面30ecの延在方向に沿って配列されており、これらレーザ光源18R,…,18Rから出射された光束は、導光部材16と反射部材31とにより導光されて側方入射端面30eaに入射させられる。このようなバックライトユニット10Cを、側方入射端面30eaを立てた状態(通常の装置使用状態)で使用した場合には、レーザ光源18R,…,18Rは、重力方向に対して垂直な横方向に配列されるので、レーザ光源18R,…,18R間の周辺温度差を小さくして発光効率や発光色(発光波長)のバラツキを抑制することができる。   In the backlight unit 10C of the third embodiment, the laser light sources 18R,..., 18R are arranged along the extending direction of the end surface 30ec on the bottom surface side of the light guide diffusion plate 30, as shown in FIG. The light beams emitted from the laser light sources 18R,..., 18R are guided by the light guide member 16 and the reflection member 31 and are incident on the side incident end face 30ea. When such a backlight unit 10C is used in a state where the side incident end face 30ea is upright (normal apparatus use state), the laser light sources 18R,. Therefore, it is possible to reduce the ambient temperature difference between the laser light sources 18R,..., 18R, and to suppress variations in light emission efficiency and light emission color (light emission wavelength).

しかも、上記実施の形態2の場合と同様に、赤色レーザ光源18R,…,18Rは重力方向下方に配置されるので、これら赤色レーザ光源18R,…,18Rの周辺温度の上昇が抑制される。これにより、赤色レーザ光源18R,…,18Rの温度依存性を有する発光効率の低下を抑制することができ、赤色レーザ光源18R,…,18Rの寿命を延ばすことができる。したがって、本実施の形態のバックライトユニット10Cは、明るさや発光色にムラのない均一な面状光を照明光DLとして提供することができる。また、液晶表示装置1Cの画質を良好にすることが可能である。   Moreover, since the red laser light sources 18R,..., 18R are arranged below the gravitational direction as in the case of the second embodiment, an increase in the ambient temperature of the red laser light sources 18R,. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in light emission efficiency having temperature dependence of the red laser light sources 18R,..., 18R, and to extend the lifetime of the red laser light sources 18R,. Therefore, the backlight unit 10C of the present embodiment can provide uniform planar light with no unevenness in brightness and emission color as the illumination light DL. Further, it is possible to improve the image quality of the liquid crystal display device 1C.

また、本実施の形態のバックライトユニット10Cは、単一の導光拡散板30を使用しているので、実施の形態2のバックライトユニット10Bと比べると、バックライトユニット10Cの薄型化及び軽量化を実現することができる。したがって、液晶表示装置1Cの薄型化及び軽量化をも実現することができる。   Further, since the backlight unit 10C of the present embodiment uses a single light guide diffuser plate 30, the backlight unit 10C is thinner and lighter than the backlight unit 10B of the second embodiment. Can be realized. Therefore, the liquid crystal display device 1C can be reduced in thickness and weight.

また、赤色レーザ光源18R,…,18Rと青緑色LED光源20,…,20という2種類の光源が下方と側方とにそれぞれ分離されて配置されている。これにより、これら2種類の光源が発する熱による周辺温度の上昇を緩和することができる。よって、周辺温度の上昇に起因する発光効率の低下を抑制することができ、赤色レーザ光源18R及び青緑色LED光源20の各光源の寿命を延ばすことができる。   Further, two types of light sources of red laser light sources 18R,..., 18R and blue-green LED light sources 20,. Thereby, the rise in ambient temperature due to the heat generated by these two types of light sources can be mitigated. Therefore, it is possible to suppress a decrease in light emission efficiency due to an increase in ambient temperature, and it is possible to extend the lifetime of each of the red laser light source 18R and the blue-green LED light source 20.

また、赤色レーザ光源18R,…,18Rは、導光拡散板30の厚さ方向(Z軸方向)とはほぼ垂直な方向(X軸方向)に沿って配列されているので、バックライトユニット10Bを容易に薄型化することができる。特に、導光拡散板30の長手方向に沿って赤色レーザ光源18R,…,18Rが配列されており、導光拡散板30の長手方向は液晶表示素子11の水平画素方向と一致するので、赤色レーザ光源18R,…,18Rの重力方向下方への配置と液晶表示装置1Cの薄型化とを両立させることができる。   Further, since the red laser light sources 18R,..., 18R are arranged along a direction (X-axis direction) substantially perpendicular to the thickness direction (Z-axis direction) of the light guide diffuser plate 30, the backlight unit 10B. Can be easily reduced in thickness. In particular, red laser light sources 18R,..., 18R are arranged along the longitudinal direction of the light guide diffuser plate 30, and the longitudinal direction of the light guide diffuser plate 30 coincides with the horizontal pixel direction of the liquid crystal display element 11, so that red The arrangement of the laser light sources 18R,..., 18R below the gravitational direction can be compatible with the thinning of the liquid crystal display device 1C.

また、上記実施の形態2の場合と同様に、赤色レーザ光源18R,…,18Rの使用により、蛍光ランプや白色LED光源を用いる場合よりも、赤色の色純度を向上させることができる。また、赤色の色純度の向上により、液晶表示装置1Cは、カラーフィルタによる光の損失を減少させることができる。さらには、LED光源を使用する場合と比べて、電気・光変換効率は高く、赤色レーザ光源18R,…,18Rと導光部材16との間の光結合効率が良好であるという利点もある。したがって、本実施の形態の液晶表示装置1Cは、低消費電力の実現と同時に高輝度で広い色域を実現することができる。また、上記実施の形態2の場合と同様に、白色LED光源や赤色の単色LED光源を使用するバックライトユニットと比べて、緑色の色純度を向上させることもできる。   Further, as in the case of the second embodiment, the red color light purity can be improved by using the red laser light sources 18R,..., 18R as compared with the case of using a fluorescent lamp or a white LED light source. In addition, the improvement in red color purity enables the liquid crystal display device 1C to reduce light loss due to the color filter. Furthermore, compared with the case where an LED light source is used, there is an advantage that the electric / light conversion efficiency is high and the optical coupling efficiency between the red laser light sources 18R,. Therefore, the liquid crystal display device 1C of the present embodiment can realize a high color and a wide color gamut simultaneously with low power consumption. Further, as in the case of the second embodiment, green color purity can be improved as compared with a backlight unit using a white LED light source or a red single color LED light source.

また、上述したように、従来は、エッジライト方式のバックライトユニットにレーザ光源が採用されると、液晶表示パネルの表示面の面内の輝度ムラが問題となっていたが、本実施の形態のバックライトユニット10Cは、導光部材16を採用しているので、赤色レーザ光源18R,…,18Rのうち互いに近接配置されたレーザ光源から出射された指向性の高い光束を、それらの発散角により空間的に互いに重ね合わせる光学距離を十分に確保することができる。したがって、本実施の形態のバックライトユニット10Cは、輝度や発光色の均一な面内分布の照明光DL,…,DLを生成することができる。それ故、液晶表示素子11の表示面11fでの輝度や発光色の面内均一性の低下を抑制することができる。   Further, as described above, conventionally, when a laser light source is employed in an edge light type backlight unit, uneven luminance in the surface of the display surface of the liquid crystal display panel has been a problem. Since the backlight unit 10C employs the light guide member 16, the light beams having high directivity emitted from the laser light sources arranged close to each other among the red laser light sources 18R,. Thus, a sufficient optical distance for spatially overlapping each other can be secured. Therefore, the backlight unit 10C of the present embodiment can generate illumination lights DL,..., DL having a uniform in-plane distribution of luminance and emission color. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the in-plane uniformity of luminance and emission color on the display surface 11f of the liquid crystal display element 11.

本実施の形態の制御部21は、映像信号に応じて液晶表示装置1Cの消費電力量を低減するように、赤色レーザ光源18R,…,18Rの輝度と青緑色LED光源20,…,20の輝度との割合を最適化することが可能である。さらに、制御部21は、赤色レーザ群18RGの発光量と青緑色LED群20Gの発光量とを個別に制御することで、画像光の生成に不要な迷光を低減させることができる。これにより、表示画像のコントラストを向上させることができる。   The controller 21 of the present embodiment reduces the luminance of the red laser light sources 18R,..., 18R and the blue-green LED light sources 20,..., 20 so as to reduce the power consumption of the liquid crystal display device 1C according to the video signal. It is possible to optimize the ratio with luminance. Furthermore, the control unit 21 can reduce stray light unnecessary for generating image light by individually controlling the light emission amount of the red laser group 18RG and the light emission amount of the blue-green LED group 20G. Thereby, the contrast of a display image can be improved.

実施の形態1〜3の変形例.
以上、図面を参照して本発明に係る種々の実施の形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な形態を採用することもできる。たとえば、上記バックライトユニット10A,10B,10Cは、液晶表示装置に適用されることが好適ではあるが、これに限定されるものではない。上記バックライトユニット10A,10B,10Cを室内照明器具や室外の街灯に適用することもできる。
Modifications of the first to third embodiments.
Although various embodiments according to the present invention have been described above with reference to the drawings, these are examples of the present invention, and various forms other than the above can be adopted. For example, the backlight units 10A, 10B, and 10C are preferably applied to a liquid crystal display device, but are not limited thereto. The backlight units 10A, 10B, and 10C can be applied to indoor lighting devices and outdoor street lamps.

また、上記実施の形態1,2では、導光部材16と反射部材17とは、互いに独立した別の光学部材であるが、これに限定されるものではなく、導光部材16と反射部材17とが一体的に成形されていてもよい。同様に実施の形態3でも、導光部材16と反射部材31とが一体的に成形されていてもよい。   In the first and second embodiments, the light guide member 16 and the reflection member 17 are separate optical members independent of each other. However, the present invention is not limited to this, and the light guide member 16 and the reflection member 17 are not limited thereto. And may be integrally formed. Similarly, in the third embodiment, the light guide member 16 and the reflection member 31 may be integrally formed.

また、上記実施の形態1〜3では、レーザ光源18〜18,18Rは、通常装置使用状態で重力方向に対して下方に配置されるが、これに限定されるものではない。レーザ光源18〜18,18Rを、通常の装置使用状態で重力方向に対して上方に配置する形態もあり得る。ただし、レーザ光源18〜18,18Rの周辺温度の上昇を抑えてそれらの発光効率の低下を抑制する観点からは、レーザ光源18〜18,18Rは、上方に配置されるよりも下方に配置される方が好適である。 In the first to third embodiments, the laser light sources 18 1 to 18 N and 18R are disposed below the gravitational direction in a normal apparatus use state, but are not limited thereto. There may be a form in which the laser light sources 18 1 to 18 N and 18R are arranged above the direction of gravity in a normal apparatus use state. However, from the viewpoint of suppressing an increase in the ambient temperature of the laser light sources 18 1 to 18 N and 18R and suppressing a decrease in light emission efficiency thereof, the laser light sources 18 1 to 18 N and 18R are more than arranged above. It is preferable to arrange it below.

上記実施の形態1〜3においては、「平行」や「垂直」などの部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す用語を用いている場合がある。また、「ほぼ三角形」や「ほぼ平行」など「ほぼ」という用語をつけた表現を用いている場合がある。これらは、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを表している。このため、特許請求の範囲にたとえ「ほぼ」を付けない用語が記載されている場合であっても、当該用語は、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むものである。   In the first to third embodiments, terms indicating the positional relationship between components or the shape of the components such as “parallel” and “vertical” may be used. In some cases, expressions using the term “almost” such as “substantially triangular” or “substantially parallel” are used. These represent that a range that takes into account manufacturing tolerances and assembly variations is included. For this reason, even if a term that does not have "substantially" is described in the claims, the term includes a range that takes into account manufacturing tolerances, assembly variations, and the like.

1A,1B,1C 液晶表示装置、 10A,10B,10C バックライトユニット、 11 液晶表示素子(空間光変調素子)、 12 第1の光学シート、 12p プリズム状の凸状部、 13 第2の光学シート、 14,14M 導光拡散板、 14ea 側方入射端面、 14eb 側方端面、 14ec 底面側端面、 14d,14Md 微細光学素子、 15 光反射シート、 16 導光部材、 17 反射部材、 18〜18 レーザ光源、 18R 赤色レーザ光源、 18G 緑色レーザ光源、 18B 青色レーザ光源、 WL 白色光、 RL 赤色光、 19 補助導光拡散板、 19d 微細光学素子、 20 青緑色LED光源(補助光源)、 21 制御部、 22 液晶表示素子駆動部、 23A,23B,23C 光源駆動部、 30 導光拡散板、 30ea 側方入射端面、 30ec 底面側端面、 30d 微細光学素子、 31 反射部材。 1A, 1B, 1C liquid crystal display device, 10A, 10B, 10C backlight unit, 11 liquid crystal display element (spatial light modulation element), 12 first optical sheet, 12p prismatic convex part, 13 second optical sheet 14, 14M light guide diffuser plate, 14ea side incident end face, 14eb side end face, 14ec bottom face side end face, 14d, 14Md micro optical element, 15 light reflecting sheet, 16 light guiding member, 17 reflecting member, 18 1 to 18 N laser light source, 18R red laser light source, 18G green laser light source, 18B blue laser light source, WL white light, RL red light, 19 auxiliary light guide diffuser plate, 19d fine optical element, 20 blue green LED light source (auxiliary light source), 21 Control part, 22 liquid crystal display element drive part, 23A, 23B, 23C light source drive part, 30 light guide diffuser plate, 30ea side Itanmen, 30Ec bottom end face, 30d microscopic optical element 31 reflecting member.

Claims (21)

複数の光源と、
前記複数の光源から入射された複数の光束を導光する導光反射部材と、
前記導光反射部材により導光された複数の光束が入射される第1の端面を有し、前記第1の端面から内部に入射された複数の光束を面状の光束に変換する導光板と
を備え、
前記導光板は、
前記面状の光束を放射する発光面と、
前記第1の端面の延在方向一端側に形成され前記第1の端面に交差する方向に延在する第2の端面とを有し、
前記複数の光源は、前記第2の端面側に配置され、且つ、前記第2の端面の延在方向に沿って配列されている
ことを特徴とする照明装置。
Multiple light sources;
A light guide reflection member for guiding a plurality of light beams incident from the plurality of light sources;
A light guide plate having a first end surface on which a plurality of light beams guided by the light guide reflection member are incident, and converting the plurality of light beams incident on the inside from the first end surface into a planar light beam; With
The light guide plate is
A light emitting surface that emits the planar luminous flux;
A second end surface formed on one end side of the first end surface in the extending direction and extending in a direction intersecting the first end surface;
The illuminating device, wherein the plurality of light sources are arranged on the second end face side and arranged along an extending direction of the second end face.
請求項1に記載の照明装置であって、前記導光反射部材は、前記複数の光源から入射された当該複数の光束を反射させて当該複数の光束の進行方向を前記第1の端面に近づく方向へ変える第1の反射面を有することを特徴とする照明装置。   2. The illumination device according to claim 1, wherein the light guide reflection member reflects the plurality of light beams incident from the plurality of light sources and approaches a traveling direction of the plurality of light beams to the first end surface. A lighting device having a first reflecting surface that changes direction. 請求項2に記載の照明装置であって、
前記導光反射部材は、前記第1の端面よりも外側に配置された第2の反射面を有し、
前記第2の反射面は、前記第1の反射面から入射された複数の光束を反射させて前記第1の端面に入射させる
ことを特徴とする照明装置。
The lighting device according to claim 2,
The light guide reflection member has a second reflection surface arranged outside the first end surface,
The lighting device according to claim 2, wherein the second reflecting surface reflects a plurality of light beams incident from the first reflecting surface and enters the first end surface.
請求項3に記載の照明装置であって、
前記導光板は、前記発光面に対向する裏面を有し、
前記導光反射部材は、
前記裏面側に配置され前記第1の反射面を有する導光部材と、
前記第2の反射面を有する反射部材と
を有することを特徴とする照明装置。
The lighting device according to claim 3,
The light guide plate has a back surface facing the light emitting surface,
The light guide reflection member is
A light guide member disposed on the back side and having the first reflective surface;
A lighting device comprising: a reflecting member having the second reflecting surface.
請求項4に記載の照明装置であって、前記導光部材は、前記導光板の厚さ方向に互いに対向し、前記複数の光源から内部に入射された当該複数の光束を内面反射させる一対の反射面を有することを特徴とする照明装置。   5. The lighting device according to claim 4, wherein the light guide member is opposed to each other in a thickness direction of the light guide plate, and internally reflects the plurality of light beams incident on the inside from the plurality of light sources. An illumination device having a reflective surface. 請求項1から5のうちのいずれか1項に記載の照明装置であって、
前記導光板の当該発光面は、矩形状を有し、
前記複数の光源は、前記発光面の長手方向に沿って配列されている
ことを特徴とする照明装置。
It is an illuminating device of any one of Claims 1-5, Comprising:
The light emitting surface of the light guide plate has a rectangular shape,
The lighting device, wherein the plurality of light sources are arranged along a longitudinal direction of the light emitting surface.
請求項4から6のうちのいずれか1項に記載の照明装置であって、前記複数の光源は、前記導光板の厚さ方向とは垂直な方向に沿って配列されていることを特徴とする照明装置。   7. The illumination device according to claim 4, wherein the plurality of light sources are arranged along a direction perpendicular to a thickness direction of the light guide plate. Lighting device. 請求項1から7のうちのいずれか1項に記載の照明装置であって、前記導光反射部材は、前記複数の光源から内部に入射された当該複数の光束を空間的に互いに重なり合わせる所定の光学距離を有することを特徴とする照明装置。   8. The illumination device according to claim 1, wherein the light guide reflection member spatially overlaps the plurality of light beams incident inside from the plurality of light sources. An illuminating device having an optical distance of 請求項8に記載の照明装置であって、前記複数の光源は、3原色の波長域の光束を出射する赤色レーザ光源、緑色レーザ光源及び青色レーザ光源からなることを特徴とする照明装置。   9. The illuminating device according to claim 8, wherein the plurality of light sources include a red laser light source, a green laser light source, and a blue laser light source that emit light beams in wavelength regions of three primary colors. 請求項1から8のうちのいずれか1項に記載の照明装置であって、
補助光源と、
前記補助光源から伝播した光束が入射される入射端面を有し、前記面状の光束を透過させる補助導光板と
をさらに備え、
前記補助導光板は、当該補助導光板の入射端面から内部に入射された光束を面状の補助光束に変換し、前記面状の補助光束を前記面状の光束に混ぜて放射する
ことを特徴とする照明装置。
The illumination device according to any one of claims 1 to 8,
An auxiliary light source;
An auxiliary light guide plate having an incident end face on which a light beam propagated from the auxiliary light source is incident, and transmitting the planar light beam;
The auxiliary light guide plate converts a light beam incident inside from an incident end face of the auxiliary light guide plate into a planar auxiliary light beam, and radiates the planar auxiliary light beam mixed with the planar light beam. A lighting device.
請求項1から8のうちのいずれか1項に記載の照明装置であって、
補助光源をさらに備え、
前記導光板の当該第1の端面には、前記補助光源から伝播した光束が入射される
ことを特徴とする照明装置。
The illumination device according to any one of claims 1 to 8,
An auxiliary light source,
The illumination device according to claim 1, wherein a light beam propagated from the auxiliary light source is incident on the first end face of the light guide plate.
請求項10または11に記載の照明装置であって、前記複数の光源は、同色の波長域の光束を出射する複数のレーザ光源からなることを特徴とする照明装置。   12. The illuminating device according to claim 10, wherein the plurality of light sources are composed of a plurality of laser light sources that emit light beams having a wavelength region of the same color. 請求項12に記載の照明装置であって、前記レーザ光源は、赤色波長域の光束を出射する赤色レーザ光源であることを特徴とする照明装置。   13. The illumination device according to claim 12, wherein the laser light source is a red laser light source that emits a light beam in a red wavelength region. 請求項10から13のうちのいずれか1項に記載の照明装置であって、前記補助光源の発光色は、前記複数の光源の発光色とは異なることを特徴とする照明装置。   14. The lighting device according to claim 10, wherein a light emission color of the auxiliary light source is different from a light emission color of the plurality of light sources. 請求項14に記載の照明装置であって、前記補助光源は、発光ダイオード光源であることを特徴とする照明装置。   15. The lighting device according to claim 14, wherein the auxiliary light source is a light emitting diode light source. 請求項1から15のうちのいずれか1項に記載の照明装置であって、
前記導光板は、複数の微細光学素子が形成された裏面構造を有し、
前記複数の微細光学素子は、前記第1の端面から前記導光板の内部に入射された光束を内面全反射させて前記面状の光束を生成する
ことを特徴とする照明装置。
The lighting device according to any one of claims 1 to 15,
The light guide plate has a back surface structure in which a plurality of micro optical elements are formed,
The illuminating device, wherein the plurality of micro optical elements generate the planar light beam by totally reflecting the light beam incident from the first end surface into the light guide plate.
請求項1から16のうちのいずれか1項に記載の照明装置と、
前記照明装置をバックライトユニットとし、前記照明装置から放射された当該面状の光束の強度を空間的に変調して画像光を生成する空間光変調素子と、
映像信号に応じて前記空間光変調素子の動作を制御する制御部と
を備えることを特徴とする画像表示装置。
The lighting device according to any one of claims 1 to 16,
A spatial light modulation element that generates image light by spatially modulating the intensity of the planar light beam emitted from the illumination device, wherein the illumination device is a backlight unit;
An image display device comprising: a control unit that controls the operation of the spatial light modulator in accordance with a video signal.
請求項17に記載の画像表示装置であって、前記複数の光源は、前記空間光変調素子の表示面の垂直画素方向一端側に配置されることを特徴とする画像表示装置。   18. The image display device according to claim 17, wherein the plurality of light sources are arranged on one end side in the vertical pixel direction of the display surface of the spatial light modulator. 請求項18に記載の画像表示装置であって、前記複数の光源は、前記表示面の水平画素方向に沿って配列されていることを特徴とする画像表示装置。   19. The image display device according to claim 18, wherein the plurality of light sources are arranged along a horizontal pixel direction of the display surface. 請求項19に記載の画像表示装置であって、前記表示面の垂直画素方向一端側は、前記垂直画素方向の下端側であることを特徴とする画像表示装置。   20. The image display device according to claim 19, wherein one end side in the vertical pixel direction of the display surface is a lower end side in the vertical pixel direction. 請求項17から20のうちのいずれか1項に記載の画像表示装置であって、前記空間光変調素子は、液晶表示素子であることを特徴とする画像表示装置。   21. The image display device according to claim 17, wherein the spatial light modulation element is a liquid crystal display element.
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