TWI474085B - 面光源裝置及液晶顯示裝置 - Google Patents

面光源裝置及液晶顯示裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI474085B
TWI474085B TW100137122A TW100137122A TWI474085B TW I474085 B TWI474085 B TW I474085B TW 100137122 A TW100137122 A TW 100137122A TW 100137122 A TW100137122 A TW 100137122A TW I474085 B TWI474085 B TW I474085B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
light source
ray
intensity distribution
emitting
Prior art date
Application number
TW100137122A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201234090A (en
Inventor
Nami Nakano
Rena Nishitani
Shuichi Kagawa
Muneharu Kuwata
Kuniko Kojima
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of TW201234090A publication Critical patent/TW201234090A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI474085B publication Critical patent/TWI474085B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
    • G02B6/0031—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)

Description

面光源裝置及液晶顯示裝置
本發明係為關於一種具有面狀之發光面的面光源裝置、以及具有面光源裝置與液晶面板(panel)的液晶顯示裝置。
近年來，廣泛採用一種使來自光源的光予以入射進薄板狀之面發光導光板的側面(光入射面)，而從面發光導光板之正面發光面朝向液晶顯示元件(液晶面板)之整個背面進行射出擴散之光的側光(side light)方式的面光源裝置，來作為液晶顯示裝置的背光源單元(backlight unit)。但，因為難以使大量設置的大光量之光源(例如，LED)面對如薄板狀之面發光導光板之側面的狹窄面，所以在側光方式的面光源裝置中，會有難以充分地使輝度予以提升的問題。
有人提出一種具有排列於面光源裝置之厚度方向的複數個光源(複數個發光元件列)、面發光導光板、及將來自複數個光源的光導入於面發光導光板之側面(光入射面)的光程變更部件(例如，光反射鏡(mirror)等)的面光源裝置來作為該問題的對策(例如，參照專利文獻1)。
(先前技術文獻)
(專利文獻)
專利文獻1：日本特開2005-250020號公報(段落0010至0023、第1圖至第8圖)。
然而，在液晶顯示裝置中，以藉由色彩重現範圍之廣域化來使畫質提升之目的而言，係對光源採用雷射(laser)發光元件者為較佳。雷射發光元件因為發射出純度非常高的光，所以在採用雷射發光元件作為光源的液晶顯示裝置中，成為能夠提供寬廣之色彩重現範圍的鮮艷色彩的圖像。
另一方面，從雷射發光元件所發射的光具有高指向性。因此，於側光方式之面光源裝置採用雷射發光元件時，對於光的利用效率，亦即對於入射進面發光導光板之光量，會有使從面發光導光板朝向液晶面板所發射之光量的比率下降的問題。
此外，在採用由雷射發光元件所形成之光源、及具有與從雷射發光元件所發射之光的角度強度分佈相異之角度強度分佈之光源的兩者，而利用共通的面發光導光板來產生面狀之光的情形中，亦會有角度強度分佈之差異使產生面內之色斑的問題。一般而言，作為液晶顯示裝置之光源所採用的光源，大多為寬廣的角度強度分佈者。例如，從LED所發射之光的角度強度分佈，係大致為朗伯(lambert)分佈，與從雷射發光元件所發射之光的角度強度分佈相較為非常地寬廣。
因此，本發明為解決前述之問題而完成者，其目的係為提供即使在對光源採用高指向性之光源的情形中，亦可抑制光之利用效率的下降及色斑的面光源裝置及液晶顯示裝置。
本發明之面光源裝置，係具有：板狀的面發光導光板，係具有第1面、該第1面之對面側的第2面、及連接前述第1面之邊與前述第2面之邊的第3面；以及第1光源，係射出第1光線；前述面發光導光板，係具有：第1區域，係使從前述第3面所入射之前述第1光線一邊傳送，一邊擴大該第1光線的角度強度分佈；及第2區域，係使前述角度強度分佈被擴大之前述第1光線作為面狀的光從前述第1面射出。
本發明之液晶顯示裝置，係具備：液晶面板；以及對前述液晶面板之背面照射面狀的光之前述面光源裝置。
根據本發明之面光源裝置及液晶顯示裝置，可提供即使在對光源採用高指向性之光源的情形時，亦能夠抑制光的利用效率的下降及色斑的面光源裝置及液晶顯示裝置。
 (第一實施形態)
第1圖係為概略地顯示第一實施形態之液晶顯示裝置1(包含面光源裝置100)之一例的構成的剖面圖。此外，第2圖係為概略地顯示作為第1圖所示之面光源裝置100之光反射部件的柱面鏡(cylindrical mirror)102之構成的立體圖。第3圖係為從液晶面板11側觀看第1圖所示之面光源裝置100的概略性平面圖；第4圖係為從液晶顯示裝置1的背面側觀看第1圖所示之面光源裝置100的概略性背面圖。
液晶顯示裝置1係為具備具有矩形之顯示面11a及其對面側之背面11b的液晶顯示元件(以下亦稱為「液晶面板」)11之透射型之液晶顯示裝置1。為了容易進行說明，於各圖中，均標示有xyz直角座標系的座標軸。在以下的說明中，將液晶面板11之顯示面11a的短邊方向設為y軸方向(與描繪有第1圖之紙面垂直的方向)、將液晶面板11之顯示面11a的長邊方向設為x軸方向(在第1圖中之左右方向)、將垂直於xy平面之方向設為z軸方向(於第1圖之上下方向)。此外，在第1圖中，將從左往右之方向予以設為x軸的正方向(+x軸方向)、將前述方向的相反方向予以設為x軸的負方向(-x軸方向)。此外，將從描繪有第1圖之紙面的前方往紙面之方向予以設為y軸的正方向(+y軸方向)、將前述方向的相反方向予以設為y軸的負方向(-y軸方向)。再者，在第1圖中，將從下往上之方向予以設為z軸的正方向(+z軸方向)、將前述方向的相反方向予以設為z軸的負方向(-z軸方向)。
如第1圖所示，第一實施形態之液晶顯示裝置1，係具有透射型的液晶面板11、第1光學薄片(sheet)12、第2光學薄片13及背光源單元100。背光源單元100係為向液晶面板11之背面照射通過第2光學薄片13及第1光學薄片12之光的面光源裝置。該等構成元件11、12、13、100係依序地向-z軸方向排列。
液晶面板11之顯示面11a係為與xy平面平行之面。液晶面板11之液晶層，係具有向與xy平面平行之方向擴展之面狀的構造。液晶面板11之顯示面11a，通常而言為矩形，顯示面11a的相鄰接兩邊(在第一實施形態中，為y軸方向之短邊與x軸方向之長邊)係呈正交。但，顯示面11a之形狀為其他形狀亦可。
如第1圖所示，面光源裝置100係具有薄板狀之面發光導光板15、光反射薄片17、第2光源18、第1光源101及柱面鏡102。柱面鏡102係具有作為光程變更部件的功能。在此，第2光源18及第1光源101，係以在剛從第2光源18所射出第2光線時的第2光線的角度強度分佈，較廣泛於在剛從第1光源101所射出第1光線時的第1光線之角度強度分佈之方式進行選擇。
射出第2光源18之第2光線L11的發光部，係相對向配置於面發光導光板15之光入射面(側面)15c。第2光源18係為將1個以上，最佳為將複數個發光二極體(LED)元件以朝y軸方向等間隔排列的光源裝置。第2光源18，係配置於光入射面15c(第3面)之z軸方向的長度之範圍內。亦即，第2光源18，係以配置在面發光導光板15之厚度的範圍內為較佳。在第1圖，係顯示有從第2光源18所射出之第2光線L11直接入射進面發光導光板15之光入射面15c的情形。但，亦可使第2光線L11經由透鏡(lens)等之其他光學元件入射進光入射面15c。另外，射出係指朝相某方向進行發射光。
第1光源101係為配置於屬於面發光導光板15之表面15a之對面側的背面15b側(-z軸方向)。第1光源101係為將1個以上，較佳為將複數個雷射發光元件以朝y軸方向等間隔排列的光源裝置。射出第1光源101之第1光線L12的發光部，係與柱面鏡102之光反射面102a相對向配置。
柱面鏡102的光反射面102a，亦與面發光導光板15之光入射面15c相對向配置。如第1圖及第2圖所示，將光反射面102a以xz平面切斷時的剖面形狀，係為向光入射面15c側凹形的圓弧形狀。此外，將光反射面102a以xy平面切斷時的剖面形狀，係為向y軸方向延伸的直線狀。另外，光反射面102a係為柱面鏡102的光反射面。光入射面15c係為面發光導光板15之端面。此外，柱面鏡102係為第1光反射部件。
在第1圖及第2圖所示之例中，在第一實施形態的柱面鏡102，係為偏心率0.47的橢圓的4分之1筒形狀。該橢圓的長軸係為與x軸平行。此外，柱面鏡102係以其凹面側作為光反射面102a。光反射面102a，係為能夠將圓筒或者橢圓筒於通過其軸(與y軸平行之面)之平面，予以分割成n個的n分之1的圓筒狀(n係為大於1之數)。
在柱面鏡102之光反射面102a中，例如設置有反射光的金屬膜之層。光反射面102a之切線的方向係因應各位置而不同。因此，當光束(為光線之束，具有大小之光線)入射進光反射面102a時，各光線因應入射位置而以不同之射出角度進行反射。
柱面鏡102之基材，為丙烯酸(acrylic)樹脂(例如PMMA)。光反射面102a，例如為蒸鍍鋁(aluminum)之面。但構成柱面鏡102之材料及形狀，並不侷限於該例。例如對基板亦可採用良好加工性之其他樹脂或金屬。此外，對蒸鍍於光反射面102a的金屬膜，亦可採用銀或者金等高反射率的其他金屬。
面發光導光板15，係為具有表面(第1面)15a、背面15b(第2面)及複數個側面(第3面)之板狀的光學部件。背面15b係為與表面15a相對之面。複數個側面，係為連接表面15a之邊(端部)與背面15b之邊(端部)的細長面。面發光導光板15係為透光性的光學部件。此外，面發光導光板15，在背面15b上具有複數個微小光學元件16。如於第1圖所示，在第一實施形態中，表面15a與背面15b係為大致平行。再者，表面15a及背面15b之面係為與xy平面平行。以下，將與表面15a及背面15b平行之面予以稱為面發光導光板15的基準平面。
面發光導光板15與微小光學元件16係構成光學部件14。微小光學元件16，係具有將從面發光導光板15之光入射面15c所入射之光線，予以朝向表面15a側的功能。在微小光學元件16之佔有面積寬廣區域中，朝向表面15a之照明光L14之量變多。微小光學元件16之佔有面積寬廣區域係指，例如，為1個微小光學元件16寬廣之區域(後述之第4圖的情形)或微小光學元件16之排列密度高之區域(後述之第5圖的情形)。因此，以愈從面發光導光板15之光入射面15c向+x方行向遠離，愈增加微小光學元件16之佔有面積之方式，來決定微小光學元件16之每單位面積的個數及形狀為最佳。
另外，在第1圖及第4圖所示之微小光學元件16之形狀及配置位置的個數為一例。於第1圖及第4圖所示之微小光學元件16，係以愈從光入射面15c向+x方行向遠離而愈加大微小光學元件16之形狀，來增大微小光學元件16之佔有面積。於第5圖所示之微小光學元件16，係以相同大小之微小光學元件16，愈從光入射面15c向+x方向遠離而愈提高微小光學元件16之排列密度(每單位面積的個數)。諸如前述，微小光學元件16之佔有面積，係可根據微小光學元件16之每單位面積的個數及形狀來改變。
面發光導光板15之表面15a，係對於液晶面板11之顯示面11a平行地設置。面發光導光板15，係從光入射面15c朝向面發光導光板15之中心具備有預定長度的角度強度分佈整形區域15e(第1區域)。例如，角度強度分佈整形區域15e，係為從光入射面15c至+x軸方向20mm之區域。在角度強度分佈整形區域15e中，面發光導光板15於表面15a及背面15b均不具有如微小光學元件16的光學構造，而面向空氣層。從光入射面15c入射進角度強度分佈整形區域15e之光，一邊在與空氣層的界面進行全反射，一邊向+x軸方向前進(傳送)。空氣層，係指包圍光學部件之空氣者。與空氣層的界面，係指與空氣層接觸之表面15a、背面15b等。面發光導光板15之角度強度分佈整形區域15e，係為一邊使從光入射面15c所入射之第1光線予以傳送，一邊進行擴大第1光線之角度強度分佈的區域。面發光導光板15，係以在剛通過面發光導光板15之角度強度分佈整形區域15e時之第1光線的角度強度分佈、與在剛通過角度強度分佈整形區域15e時之第2光線的角度強度分佈大致相等之方式所構成者為最佳。
面發光導光板15，係在區域15f(第2區域)的背面15b具有微小光學元件16。區域15f，係為毗連於角度強度分佈整形區域15e之+x軸方向的區域。因此，角度強度分佈整形區域15e，係配置於光入射面15c與區域15f之間。背面15b，係為相對於液晶面板11之相反側的面。微小光學元件16，係具有將混合光線L13予以改變為照明光L14的功能。混合光線L13，係為混合了傳送於面發光導光板15之內部的第2光線L11與第1光線L12的光線。照明光L14，係為朝向大致+z軸方向射出之光。照明光L14，係從面發光導光板15朝向液晶面板11之背面11b進行射出。
面發光導光板15，係為以透明材料所製作的零件。例如，為z軸方向之厚度4毫米(mm)的薄板狀的部件。如第4圖所述，在面發光導光板15之背面15b中，具備有複數個微小光學元件16。微小光學元件16，係為向-z軸方向突出之半球狀的凸透鏡形的元件。
另外，面發光導光板15及微小光學元件16之材質，例如可為PMMA等丙烯酸(acrylic)樹脂。但，面發光導光板15及微小光學元件16之材料，並不限定為丙烯酸樹脂。作為面發光導光板15及微小光學元件16之材料，係能夠採用透光率佳、且成形加工性佳的材料。例如，可採用聚碳酸酯(polycarbonate)樹脂等其他樹脂材料來取代丙烯酸樹脂。或者，面發光導光板15及微小光學元件16之材質，可採用玻璃(glass)材料。此外，面發光導光板15之厚度，不限定為4mm，當考量液晶顯示裝置1的薄型化及輕量化時，採用厚度薄的面發光導光板15為較佳。
此外，微小光學元件16的形狀，不限定為凸透鏡狀，只要微小光學元件16具有向大致+z軸方向反射混合光線L13，使混合光線L13朝向液晶面板11的背面11b射出之功能的部件即可。混合光線L13，係為向+x軸方向行進於面發光導光板15之內部的光。只要具有該功能，微小光學元件16的形狀為其他形狀亦可。例如，微小光學元件16，為稜鏡(prism)形或者不規則性(random)凹凸圖案(pattern)等亦可。
混合光線L13，係在面發光導光板15與空氣層的界面進行全反射。而且，混合光線L13，係進行傳送在面發光導光板15的內部。混合光線L13，係一邊進行反射一邊向+x軸方向前進。但，當混合光線L13入射進微小光學元件16時，在微小光學元件16之曲面進行反射且改變行進方向。當混合光線L13的行進方向改變時，在混合光線L13中，產生未滿足在面發光導光板15之表面與空氣層的界面的全反射條件之光線。當光線形成未滿足全反射條件時，光線則從面發光導光板15之發光面15a朝向液晶面板11之背面11b進行射出。
微小光學元件16的配置密度，係在面發光導光板15之xy平面內的位置進行變化。配置密度，係指為每個單位面積之微小光學元件16的數量，或者為每個單位面積之微小光學元件16的佔有面積(大小)。藉由改變微小光學元件16之配置密度，可進行控制照明光L14之面內輝度分佈。照明光L14，係為從面發光導光板15進行射出的光。另外，面內輝度分佈，係指為在任意的平面中，顯示對於以二維表示之位置之輝度的高低之分佈。在此之面內，係指為表面15a或者顯示面11a。
對於面發光導光板15的光入射面15c，係從第2光源18入射第2光線L11，且從第1光源101入射第1光線L12。第2光線L11之軸(亦即，第2光線L11的中心軸)，係從第2光源18朝向光入射面15c而朝向大致+x軸方向(於第1圖中右方向)。此時，光線的軸(例如，「第2光線L11之軸」)，係為與面發光導光板15之基準平面(第1圖之xy平面)平行。在此，第2光線L11之軸，係指形成在光線之任意之平面的角度強度分佈之加權平均的角度方向之軸。形成加權平均之角度，係以對各角度進行光強度的加權並平均所求得。於光強度的峰值(peak)位置從角度強度分佈之中心偏離時，光線之軸，則不成為光強度之峰值位置的角度。光線之軸，係成為角度強度分佈之面積中的重心位置的角度。
第1光線L12之軸，係從第1光源101朝向大致+z軸方向(於第1圖中上方向)。第1光線L12，係具有狹窄於第2光線L11之角度強度分佈。第1光線L12之軸，係藉由柱面鏡102而轉換向大致+x軸方向，而朝向光入射面15c。柱面鏡102，係具有作為光程變更部件的功能。
柱面鏡102，係具有於下所示2個功能。第1功能，係為將第1光線L12之軸予以對於面發光導光板15之基準平面傾斜任意之角度的功能。基準平面，係為第1圖的xy平面。第2功能，係使第1光線L12之角度強度分佈在與zx平面平行之面以形成任意之形狀的方式，來改變第1光線L12之行進方向及角度強度分佈的功能。zx平面，係為與面發光導光板15之基準平面正交之平面。以下，將與zx平面平行之面予以稱為面發光導光板15之厚度方向的平面。
第一實施形態之面光源裝置100，係採用LED元件作為第2光源18。LED元件，一般具有寬廣之角度強度分佈。從第2光源18射出之第2光線L11，係在面發光導光板15之厚度方向的平面(第1圖的z-x平面)中，具有全角為120度之大致朗伯分佈的角度強度分佈。第2光線L11，係不改變角度強度分佈而從入射面15c入射進面發光導光板15。
另一方面，第一實施形態之面光源裝置100，係採用雷射發光元件作為第1光源101。雷射發光元件，一般具有狹窄之角度強度分佈。從第1光源101射出之第1光線L12，係在面發光導光板15之厚度方向的平面(第1圖之z-x平面)中，具有全角為7度之大致高斯(Gaussian)分佈的角度強度分佈。第1光線L12，係透過柱面鏡102，而藉此即可擴大在面發光導光板15之厚度方向的平面(第1圖之z-x平面)中的全角。因此，柱面鏡102，係亦具有作為將角度強度分佈予以整體之整形部件的功能。在此，角度強度分佈之全角，係指使光強度指向形成最高強度之50%之方向的角度(全角)。
如第1圖所示，在第一實施形態之面光源裝置100中，第1光源101，係以使第1光線L12相對於z軸傾斜之方式配置。此外，柱面鏡102的光反射面102a，係配置為相對於面發光導光板15之光入射面15c繞著y軸而傾斜。如此配置第1光源101及光反射面102a之理由，為以下3者。第1理由，係為使光線L12對柱面鏡102效率佳地進行入射。第2理由，係為使第1光線L12效率佳地進行入射進面發光導光板15內。第3理由，係為使第1光線L12之軸對於面發光導光板15之基準平面具有任意的角度，或使第1光線L12具有任意的角度強度分佈。
第1光源101與光反射面102a的位置關係及配置角度，係因應第1光線L12之角度強度分佈、第1光線L12之大小(直徑)、柱面鏡102之曲率及面發光導光板15之厚度等而設定。此外，柱面鏡102與面發光導光板15的位置關係及配置角度，係因應第1光線L12之角度強度分佈、第1光線L12之大小(直徑)、柱面鏡102之曲率及面發光導光板15之厚度等而設定。因此，各條件不相同時，則會有必須最佳化各部件之位置關係及配置角度。
第6圖，係為針對第1光線L12的在角度強度分佈整形區域15e之動作進行說明之示意圖。另外，為了明確地顯示第1光線L12的動作，在第6圖中，省略從第2光源18所射出之第2光線L11。
第1光線L12之軸，係具有對於面發光導光板15之基準平面傾斜任意之角度。因此，第1光線L12，係具傾斜而入射進角度強度分佈整形區域15e。藉此，入射進面發光導光板15之第1光線L12，係一邊重複進行在角度強度分佈整形區域15e之表面15a及背面15b的反射，一邊向+x軸方向進行傳送。此時，第1光線L12，根據本身之發散角，一邊進行發散一邊進行傳送。因此，第1光線L12，係在面發光導光板15之厚度方向的平面(第6圖的zx平面)中，折返在面發光導光板15之表面15a及背面15b，並疊合成與面發光導光板15之厚度同等之大小的光徑。藉此，從角度強度分佈整形區域15e向區域15f所射出之第1光線L12的角度強度分佈，係形成將入射進角度強度分佈整形區域15e時之第1光線L12的角度強度分佈、與對於面發光導光板15之基準平面對稱性地折返前述分佈的角度強度分佈予以加總的分佈形狀。
第7圖及第8圖，係為顯示第一實施形態之第1光線L12之角度強度分佈的變化之圖。在第7圖及第8圖中，縱軸係表示為光強度(任意單位(a.u.))、橫軸係表示為角度(度)。另外，表示角度之橫軸方向的0度，係設為與面發光導光板15之基準平面平行之方向。
從第1光源101射出時，第1光線L12的角度強度分佈之全角，係為7度。第1光線L12係在柱面鏡102進行反射。根據前述，使第1光線L12之軸，具有對於面發光導光板15之基準平面的傾斜。此外，第1光線L12，藉由柱面鏡102而擴大角度強度分佈之後，入射進面發光導光板15。
第7圖角度強度分佈500a(細線)，係顯示剛入射進角度強度分佈整形區域15e時之第1光線L12的角度強度分佈。如於第7圖作為角度強度分佈500a(細線)所示，入射進角度強度分佈整形區域15e之第1光線L12，其光線之軸具有從面發光導光板15之基準平面傾斜11度，全角具有大致45度的角度強度分佈。在此，光線之軸係指成為在任意的平面之角度強度分佈之加權平均的角度方向之軸。此外，全角係指在最高強度之50%的強度之角度(全角)。
第1光線L12，係藉由重複進行反射傳送於角度強度分佈整形區域15e而折返在面發光導光板15之表面15a及背面15b，且重疊成與面發光導光板15之厚度同等之大小的光徑。藉此，從角度強度分佈整形區域15e所射出之第1光線L12的角度強度分佈，係成為將角度強度分佈500a(細線)與角度強度分佈500b(虛線)予以加總之角度強度分佈510(粗線)。在此，角度強度分佈500b(虛線)，係為對於面發光導光板15之基準平面對稱性地折返500a(細線)的分佈。
第8圖，係為將入射進面發光導光板15之區域15f之LED元件的光與雷射發光元件之光的角度強度分佈予以比較之圖。從第2光源18所射出之具有全角大致120度的朗伯分佈之角度強度分佈的第2光線L11，係不改變角度強度分佈而入射進面發光導光板15。第2光線L11，因在面發光導光板15之光入射面15c中被折射，所以入射進面發光導光板15之第2光線L11的角度強度分佈，係如在第8圖之角度強度分佈520(白圈符號「○符號」)所示，具有全角大致80度之寬廣的角度強度分佈。
另一方面，從第1光源101所射出之第1光線L12，係具有較狹窄於第2光線L11的角度強度分佈。從第1光源101所射出之第1光線L12之角度強度分佈的全角，係為大致7度。第1光線L12，與第2光線L11同樣地，直接入射進面發光導板15時，入射進面發光導光板15之第1光線L12之角度強度分佈，係如第8圖之角度強度分佈50(黑正方符號「■符號」)，為具有全角大致6度之非常狹窄的角度強度分佈。
如此，第2光線L11與第1光線L12之角度強度分佈之差為大。然而，在第一實施形態之面光源裝置100中，第1光線L12，係藉由透過柱面鏡102及角度強度分佈整形區域15e，將其角度強度分佈予以整形為第8圖之角度強度分佈510(黑三角型符號「▲符號」)所示之形狀。藉此，第1光線L12之角度強度分佈510，係形成大致等於第2光線L11的角度強度分佈520的形狀。
第2光線L11，例如為藍綠色之光線。第1光線L12，例如為紅色之光線。第2光線L11及第1光線L12的兩方，係從面發光導光板15之光入射面15c入射進面發光導光板15。角度強度分佈整形區域15e，係配置於靠近面發光導光板15之光入射面15c。角度強度分佈整形區域15e，係具有混合第2光線L11及第1光線L12的功能。第2光線L11及第1光線L12，係藉由傳送於角度強度分佈整形區域15e而被混合，形成混合光線(例如，白色的光線)L13。
混合光線L13，係藉由在面發光導光板15之背面15b所具備的微小光學元件16來轉換成照明光L14。照明光L14，係向大致+z軸方向行進，並朝向液晶面板11之背面11b前進。照明光L14，係透射第2光學薄片13及第1光學薄片12而照射液晶面板11之背面11b。第1光學薄片12，係具有將從面發光導光板15之表面15a所射出之照明光L14，予以朝向液晶面板11之背面11b的功能。第2光學薄片13，係具有抑制由照明光L14導致之細小照明斑等光學性影響的功能。
微小光學元件16，係配置在面發光導光板15之背面15b之中的區域15f。區域15f，係為從自光入射面15c離任意之長度之位置至側面15d為止的區域。任意之長度，係指為角度強度分佈整形區域15e之長度。配置有微小光學元件16之區域15f的面積，係與液晶面板11之有效圖像顯示區域之面積大致相同。但，稍大於液晶面板11之有效圖像顯示區域之面積為佳。區域15f之中心位置，係為以與液晶面板11之有效圖像顯示區域(與xy平面平行之區域)的中心位置相同者為佳。此外，區域15f之中心位置，亦可位於靠近液晶面板11之有效圖像顯示區域的中心位置。
藉由前述之構成，從面發光導光板15之表面15a所射出之照明光14，係對液晶面板11之有效圖像顯示區域的全域進行照明。因此，可回避液晶面板11之顯示面11a的周邊部變暗的問題。
面光源裝置100，係具有光反射薄片17。光反射薄片17，係與面發光導光板15之背面15b相對向。從面發光導光板15之背面15b所射出之光，係在光反射薄片17進行反射，而從背面15b入射進面發光導光板15，再從面發光導光板15之表面15a射出，作為照明光L14而照明液晶面板11之背面11b。就光反射薄片17而言，係可採用將聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)等樹脂作為基材的光反射薄片。此外，就光反射薄片17而言，亦可採用在基板的表面進行蒸鍍金屬的光反射薄片。
第9圖，係為概略地顯示第一實施形態之液晶顯示裝置1的控制系統之構成的方塊圖。如第9圖所示，液晶顯示裝置1，係具有液晶面板11、液晶面板驅動部22、第2光源18、第1光源101、光源驅動部23及控制部21。液晶面板驅動部22係驅動液晶面板11。液晶面板驅動部22係根據液晶面板控制信號來驅動液晶面板11，使影像顯示於液晶面板11。光源驅動部23係驅動第2光源18及第1光源101。光源驅動部23係根據光源控制信號來驅動第2光源18及第1光源101，而進行調整顯示於液晶面板11之影像的輝度。控制部21係控制液晶面板驅動部22之動作及光源驅動部23之動作。控制部21係對輸入的影像信號施予圖像處理，來生成根據輸入之影像信號之液晶面板控制信號及光源控制信號。控制部21係對液晶面板驅動部22供給液晶面板控制信號，且對光源驅動部23供給光源控制信號。
液晶面板驅動部22，係根據從控制部21所接收之液晶面板控制信號，以畫素單位使液晶面板11之液晶層的光透射率予以變化。液晶面板11之各畫素，係例如由紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)之3個副畫素(從第1至第3副畫素)所構成。第1副畫素，係具有僅透射紅色之光的彩色濾光片(color filter)；第2副畫素，係具有僅透射綠色之光的彩色濾光片；第3副畫素，係具有僅透射藍色之光的彩色濾光片。
控制部21，係對液晶面板驅動部22，以控制液晶面板11之各副畫素的光透射率之方式，使彩色(color)圖像顯示於液晶面板11。換言之，液晶面板11係以空間性調變從面發光導光板15所入射之照明光L14之方式，來製作出圖像光，使圖像光從顯示面11a進行射出。在此，圖像光，係指為具有圖像資訊之光者。
面發光導光板15，係入射不相同之角度強度分佈的光線L11、L12，而從表面15a射出。此時，不同的第2光線L11及第1光線L12的角度強度分佈，係成為面內輝度分佈之輝度斑的原因。此外，第2光源18及第1光源101，由於各自發出不同色的光，所以此時，面內輝度分佈的輝度斑，係導致成為色斑而顯現於顯示面11a。
但，在第一實施形態之面發光導光板15，係採用柱面鏡102與角度強度分佈整形區域15e，而將從雷射發光元件所射出之第1光線L12之非常狹窄的角度強度分佈，予以整形成與從LED元件所射出之第2光線L11的角度強度分佈大致相等。藉此，面發光導光板15，係抑制在顯示面11a中之色斑的發生。
藍綠色之第2光線L11及紅色之第1光線L12，係入射進面發光導光板15之光入射面15c。光線L11、L12，係藉由進行傳送於設置在靠近面發光導光板15之光入射面15c的角度強度分佈整形區域15e，而混合形成白色的混合光線L13。之後，混合光線L13，係藉由微小光學元件16朝向液晶面板11，而從面發光導光板15射出。
在第一實施形態之面發光導光板15中，各色的光線L11、L12，係以同等的角度強度分佈入射進具備有微小光學元件16的區域15f。因此，從面發光導光板15射出的照明光L14，係在xy平面中，射出無色斑的白色之面狀的光。另外，控制部21控制光源驅動部23，而可進行調整第2光線L11之輝度與第1光線L12之輝度的比率。
液晶顯示裝置1，係藉由提高了顯示色的色純度，而可擴大色彩重現範圍。此時，液晶顯示裝置1，必須將液晶面板11之彩色濾光片的透射波長範圍之寬度予以狹窄地設定。但，當將透射波長範圍之寬度予以狹窄地設定時，會減少了透射彩色濾光片之光的透射光量。因此，欲提高顯示色的色純度時，會發生由於透射彩色濾光片之光的透射光量的減少而使輝度降低的問題。再者，習知所使用的螢光燈，紅色區域的發光頻譜(spectrum)之峰值，係位於橘(orange)色的波長區域。同樣地，利用黃色螢光體之白色的LED，紅色區域的發光頻譜之峰值，亦位於橘色的波長區域。亦即，紅色區域之波長的峰值，係位於從紅色區域偏離之橘色的區域。尤其是，當欲提高在紅色的色純度時，透射光量將急遽降低，而會導致輝度顯著地下降。
在第一實施形態的液晶顯示裝置1中，第2光源18，係具有射出藍綠色之第2光線L11的LED元件。藍綠色之第2光線L11，係混合藍色與綠色之光。此外，第1光源101，係具有射出紅色之第1光線L12之單色的雷射發光元件。第1光線L12之頻譜，例如於640奈米(nm)附近具有峰值。此外，第1光線L12的波長寬度，係於半峰全幅值(FWHM)為1nm非常地狹窄，且色純度高。如此，第1光源101，藉由採用紅色的雷射發光元件，即可使紅色的色純度予以提升。亦即，液晶顯示裝置1，可擴大顯示色的色彩重現範圍。
另外，在第一實施形態中，雖說明第1光源101具有於640nm附近具有峰值的雷射發光元件之情形，但本發明並不限定於此。第1光源101，因為藉由使用更短波長側的紅色雷射發光元件，提升對於波長的視感度，所以能夠提升輝度/投入電力之比，而獲得更減少消耗電力效果。此外，藉由使用更長波長側的紅色雷射發光元件，而能夠提供擴大色彩重現範圍之鮮艷色彩的圖像。
能夠使頻譜寬度非常狹窄且色純度予以提升的雷射發光元件，係具有非常狹窄之角度強度分佈。在從該雷射發光元件與具有寬廣角度強度分佈之LED元件來產生白色之面光源的面光源裝置中，因雷射光的狹窄角度強度分佈，故會形成色斑的問題。
但，在第一實施形態中的液晶顯示裝置1之面光源裝置100，從雷射之第1光源101所射出之第1光線L12係藉由透過柱面鏡102及角度強度分佈整形區域15e，使第1光線L12的角度強度分佈整形成與從LED元件所射出之第2光線L11之角度強度分佈相等的形狀。因此，面光源裝置100，即可獲得無色斑之白色之面狀的光。
另外，照明光L14，係有在第1光學薄片12及第2光學薄片13等進行反射而向-z軸方向行進之情形。照明光L14，係為從面發光導光板15朝向液晶面板11射出之光。為了實現高輝度化及低消耗電力化，會有必須再利用該等反射光來作為液晶面板11的照明光。第一實施形態之液晶顯示裝置1，係在面發光導光板15之-z軸方向側具備有光反射薄片17。光反射薄片17，係將向-z軸方向前進的光予以朝向+z軸方向。藉此，液晶顯示裝置1，即可有效率地利用光。
如前述之說明，第一實施形態之面光源裝置100，係具備有面發光導光板15、第2光源18、第1光源101及柱面鏡102。第2光源18，係配置在與面發光導光板15之光入射面(側面)相對向的位置。第1光源101，係配置在較面發光導光板15之光入射面15偏靠背面15b側之位置。柱面鏡102，係具有作為將第1光線L12予以導入光入射面15c之光程變更部件的功能。如此，第一實施形態之面光源裝置100，係採用柱面鏡102將第1光線L12之行進方向予以改變成向面發光導光板15之光入射面15c之方向。因此，與使並排於面發光導光板15之厚度方向之兩種的光源予以相對向配置在面發光導光板15之光入射面15c之習知的構成相比，可薄化面發光導光板15的厚度。
此外，第一實施形態之面光源裝置100，係具備有柱面鏡102及角度強度分佈整形區域15e。而，柱面鏡102具有作為改變第1光線L12之行進方向及角度強度分佈之光程變更部件的功能。因此，面光源裝置100，係可使入射進區域15f之前的第1光線L12的角度強度分佈，接近入射進區域15f之前的第2光線L11的角度強度分佈。區域15f，在面發光導光板15之背面15b側具備有微小光學元件16。
如此，面光源裝置100係利用柱面鏡102及角度強度分佈整形區域15e，而使第1光線L12的角度強度分佈接近第2光線L11的角度強度分佈。藉此，抑制第2光線L11所作出之照明光L14的面內輝度分佈、與第1光線L12所作出之照明光L14的面內輝度分佈的差。而且，面光源裝置100可減低照明光L14的色斑。照明光L14係為從面發光導光板15之表面15a所射出之面狀的光。此外，照明光L14係為將第2光線L11與第1光線L12予以加總之白色的光。
此外，具有第一實施形態之面光源裝置100的液晶顯示裝置1，因面發光導光板15之厚度變薄，故可實現薄型化。此外，液晶顯示裝置1因可減低面光源裝置100的色斑，故可減低液晶面板11之顯示面11a的色斑並實現畫質的提升。
根據第一實施形態之面光源裝置100，控制部21係使光源驅動部23調整第1光線L12之輝度及第2光線L11之輝度。控制部21係根據影像信號來調整各光源L12、L12的發光量。藉此，液晶顯示裝置1即可減低消耗電力。
此外，液晶顯示裝置1係對光源至少採用1種的雷射發光元件。藉此，液晶顯示裝置1即形成能夠提供擴大色彩重現範圍、鮮艷色彩且無色斑之圖像。
再者，面光源裝置100係將第2光源18予配置在面發光導光板15的側面(光入射面15c)、將第1光源101配置在面發光導光板15的背面15b側。如此藉由將光源18、101分離配置，面光源裝置100即可緩和由於各個光源18、101所產生熱的局部性溫度上昇。藉此，面光源裝置100即可抑制由於周圍溫度的上昇使光源18、101的發光效率下降。
在前述的說明中，第一實施形態之面光源裝置100，係採用使光線L11、L12從面發光導光板15之短邊的側面(光入射面15c)進行入射之構成。但，面光源裝置100亦能夠為以面發光導光板15之長邊的側面作為光入射面。此為藉由適切地變更光源18,101的排列、柱面鏡102的位置、微小光學元件16的排列及微小光學元件16的形狀等，即能夠形成。
此外，在前述的說明中，第一實施形態之面光源裝置100係採用使光線L11、L12從面發光導光板15之一個側面(光入射面15c)進行入射之構成。但，面光源裝置100亦能夠為以面發光導光板15之相對向的兩個側面(例如，光入射面15c、及與其相對向之面15d)作為光入射面。此為藉由適切地變更光源18、101的排列、柱面鏡102的位置、微小光學元件16的排列及微小光學元件16的形狀等，即能夠形成。
此外，第一實施形態之面光源裝置100的光源驅動裝置23係根據圖像信號個別地控制第2光源18之輸出及第1光源101之輸出。因此，面光源裝置100即可減低消耗電力。此外，面光源裝置100可減低散射光而使對比(contrast)提升。理由係為藉由減低多餘的光，可減低散射光之緣由。另外，散射光係指在光學機器內，為循正規之光程以外的光，且對期望用途有害的光。
第一實施形態之液晶顯示裝置1，係設成於第2光源採用藍綠色的LED元件、於第1光源採用紅色的雷射發光元件之構成。但，本發明並不侷限於此。例如，在具備有複數個不同光源之液晶顯示裝置中，在具備具有寬廣角度強度分佈之光源與具有狹窄角度強度分佈之光源時，可適用本發明。
例如，即使在第2光源18採用發射藍綠色之光的螢光燈、在第1光源101採用紅色之雷射發光元件之構成，亦可適用本發明。此時，可藉由螢光燈與雷射發光元件來產生白色的光。此外，即使在第2光源18採用藍色的LED元件與紅色的LED元件、在第1光源101採用綠色的雷射發光元件之構成亦可適用本發明。此時，藉由LED元件與雷射發光元件即可產生白色的光。再者，亦可在第2光源18採用綠色的LED元件、在第1光源101採用藍色的雷射發光元件與紅色的雷射發光元件。
此外，第一實施形態之面光源裝置100，係採用柱面鏡102作為光程變更部件。但，本發明並不侷限於此。光程變更部件，只要具有以下之2個功能，亦可採用其他的元件。第1功能，係為將第1光線L12之軸對於面發光導光板15之基準平面傾斜任意角度的功能。第2功能，係為將第1光線L12之角度強度分佈擴大為任意之角度的功能。
例如，光程變更部件可採用凸面形的柱面鏡。此外，光程變更部件可採用截面為多角形的光反射鏡。此外，光程變更部件可採用具有在表面具有不規則之凹凸形狀之反射膜的部件。
另外，第1功能及第2功能，係為為了使第1光線L12傳送於角度強度分佈整形區域15e之後，第1光線L12之角度強度分佈與第2光線L11之角度強度分佈近似之必要的功能。換言之，任意之角度強度分佈形狀係指為了使第1光線L12在通過角度強度分佈整形區域15e之後，與第2光線L11之角度強度分佈近似所需要之射出光程變更部件後之第1光線L12的角度強度分佈形狀。此外，任意的傾斜角係指為了使第1光線L12在通過角度強度分佈整形區域15e之後，與第2光線L11之角度強度分佈近似所需要之射出於光程變更部件後之第1光線L12的傾斜角。
此外，在前述的說明中，雖針對採用面光源裝置100作為液晶顯示裝置1之背光源單元之情形作了說明，但採用面光源裝置於照明用等其他用途亦可。
(第二實施形態)
第10圖係為概略地顯示第二實施形態之液晶顯示裝置2(包含面光源裝置200)之一例之構成的剖面圖。此外，第11圖係為概略地顯示第二實施形態之液晶顯示裝置3(包含面光源裝置300)之其他例之構成的剖面圖。在第10圖及第11圖中，對於與在第1圖(第一實施形態)所示之構成元件相同或者對應之構成元件，係標示相同的符號。第二實施形態之面光源裝置200及300，在具備有光源用導光部件210之點，與第一實施形態之面光源裝置100不相同。
如第10所示，第二實施形態之液晶顯示裝置2及3係具有液晶面板11、第1光學薄片12、第2光學薄片13、面發光導光板15、光反射薄片17、第2光源18、第1光源201、光源用導光部件210、以及柱面鏡202。面發光導光板15係與第一實施形態同樣，在背面15b具有微小光學元件16。該等構成元件11、12、13、15、17、210，係依序地排列於液晶顯示裝置2及3之厚度方向(z軸方向)。
第2光源18係與第一實施形態中之第2光源18同樣，配置在面發光導光板15c之光入射面(側面)15c之z軸方向的長度(亦即，面發光導光板15之厚度)之範圍內。從第2光源18所射出之第2光線L21，係具有寬廣之角度強度分佈。從第二實施形態之第2光源18所射出之第2光線L21的角度強度分佈，係為全角120度之大致朗伯分佈。從第2光源18所射出之第2光線L21係朝向面發光導光板15之光入射面15c(向大致+x軸方向)行進，而從光入射面15c入射進面發光導光板15。第2光源18係例如為在直線上以等間隔排列複數個LED元件的光源裝置。但，第2光源18之構成，並不限定為直線上及/或等間隔等之構成，採其他之構成亦可。
從第1光源201所射出之第1光線L22，係對於第2光線L21具有狹窄的角度強度分佈。從第二實施形態之第1光源201所射出之第1光線L22的角度強度分佈，係為全角大致6度的大致高斯分佈。第1光源201係與第一實施形態中之第1光源101同樣，為在直線上以等間隔排列複數個雷射發光元件的光源裝置。但，第1光源201之構成，並不限定為直線上及/或等間隔等之構成，採其他之構成亦可。第1光源201係配置於光反射薄片17之背面15b側(-z軸方向)。此外，第1光源201係與光源用導光部件210的光入射面210a相對向配置。
光源用導光部件210係由配置成與xy平面平行之長方體的板狀部211、與具有對於xy平面具有約45度之傾斜的傾斜面210b的光折返部212所構成。傾斜面210b係為平行於通過y軸且對x-y平面具有大致45度之傾斜的平面。光源導光部件210，係例如為厚度1mm之板狀部件。光源用導光部件210，例如以由PMMA等丙烯酸樹脂所形成之透明材料所製作。
從第1光源射出之第1光線L22，係具有全角大致6度之角度強度分佈。第1光線L22係藉由入射進光源用導光部件210，形成全角約5度之角度強度分佈的光。以使全部的第1光線L22，在光源用導光部件210之傾斜面210b進行全反射之方式，進行調整第1光線L22對於傾斜面210b的入射角。藉此，可抑制在光源用導光部件210的光損失。
例如，在從折射率1.49的丙烯酸樹脂部件對折射率1.00之空氣層入射光線時，滿足全反射條件之臨界角θ t，係從司乃耳(snell)之法則，以下面所示之數式(1)來表示。
θt=sin-1 (1.00/1.49)≒42.16°……(1)
第1光線L22之角度強度分佈的全角為5度(半角為2.5度)時，對於傾斜面210b之第1光線L22的入射角，係以(θt+2.5)度以上為較佳。因為臨界角θt形成約42.16度，故對於傾斜面210b之第1光線L22的入射角，以44.7度以上為較佳。
如第10所示，光源用導光部件210係具有光入射面210a、傾斜面210b及光射出面210c。光射出面210c，係與柱面鏡202之光反射面202a相對向。傾斜面210b，係對於xy平面以約45度之角度傾斜。傾斜面210b係將第1光線L22的行進方向予以從-x軸方向變更成大致+z軸方向。亦即，第1光線L22係在傾斜面210b進行反射，將行進方向予以改變成向大致+z軸方向。第1光線L22的折射，係因光源用導光部件210與空氣層之界面的折射率差而產生。
第1光線L22，係從第1光源201射出。第1光線L22，係從光源用導光部件210之光入射面210a入射進光源用導光部件210。第1光線L22，係在光源用導光部件210與空氣層之界面進行全反射，而向-x軸方向行進在光源用導光部件210內。第1光線L22到達至傾斜面210b，在傾斜面210b進行反射而改變向大致+z軸方向的行進方向。改變了行進方向之第1光線L22，在從光射出面210c射出後，在柱面鏡202反射從光入射面15c入射進面發光導光板15。柱面鏡202，係具有作為光程變更部件的功能。
柱面鏡202之光反射面202a，係具有與第1圖所示之柱面鏡102之光反射面102a同樣的形狀及功能。從光射出面210c所射出之第1光線L22，係朝向柱面鏡202之光反射面202a前進。一邊進行全反射於光源用導光部件210一邊進行傳送之第1光線L22的角度強度分佈受到保存。因此，從光射出面210c所射出之第1光線L22之角度強度分佈，全角為大致6度。亦即，為與剛從第1光源201所射出之第1光線L22之角度強度分佈相同。入射進柱面鏡202之第1光線L22，在光反射面202a進行反射，而使行進方向朝向面發光導光板15之光入射面15c(朝大致+x軸方向)。
從第2光源18所射出之第2光線L21，係從光入射面15c射進面發光導光板15。同樣地，從第1光源201所射出之第1光線L22，係從光入射面15c入射進面發光導光板15。第2光線L21係從第2光源18向大致+x軸方向(在第10圖中之右方向)，而朝向光入射面15c射出。此時，第2光線L21之軸，係為與面發光導光板15之基準平面(第10圖xy平面)大致平行。
第1光線L22係傳送在光源用導光部件210之中，在柱面鏡202之光反射面202a進行反射而朝向面發光導光板15之光入射面15c射出。此時，柱面鏡202係具有以下所示2個功能。第1功能，係為將第1光線L22之軸予以對 於面發光導光板15之基準平面傾斜任意之角度的功能。基準平面，係為第10圖的xy平面。第2功能，係以使第1光線L22之角度強度分佈在與zx平面平行之面形成任意之形狀的方式，來改變第1光線L22之行進方向及角度強度分佈的功能。zx平面，係為與面發光導光板15之基準平面正交之平面。以下，將與zx平面平行之面稱為面發光導光板15之厚度方向的平面。在此，光線之軸係指光線在任意之平面中的角度強度分佈之成為加權平均的角度方向之軸。形成加權平均之角度，係以對各角度進行光強度的加權而平均所求得。光強度的峰值(peak)位置從角度強度分佈之中心偏離時，光線之軸不成為光強度之峰值位置的角度。光線之軸，係成為角度強度分佈之面積中的重心位置的角度。
第1光線L22，在角度強度分佈整形區域15e中，與第一實施形態的第1光線L12進行同樣地動作。第1光線L22係在柱面鏡202進行反射後，入射進面發光導光板15。第1光線L22之軸，係對於面發光導光板15之基準平面傾斜在任意之角度。第1光線L22係一邊具有該角度，一邊向+x軸方向傳送在角度強度分佈整形區域15e之中。
第1光線L22，係一邊進行重複在角度強度分佈整形區域15e之表面15a與背面15b的反射，一邊進行傳送。此時，第1光線L22，根據本身之發散角，一邊進行發散一邊進行傳送。因此，第1光線L22，係在面發光導光體15之厚度方向的平面(第10圖之zx平面)中多重地被折疊。亦即，折返在角度強度分佈整形區域15e之表面15a與背面15b，而可重疊成與面發光導光板15之厚度同等之大小的光徑。藉此，從角度強度分佈整形區域15e向區域15f所射出之第1光線L22的角度強度分佈，係成為將入射進角度強度分佈整型區域15e時之第1光線L22的角度強度分佈、與對於面發光導光板15之基準平面對稱性地折返前述分佈的角度強度分佈予以加總的分佈形狀。
從第2光源18所射出之第2光線L21，不改變角度強度分佈而入射進面發光導光板15。因此，剛入射進面發光導光板15內時之第2光線L21，係具有寬廣的角度強度分佈。另一方面，從第1光源201所射出之第1光線L22，係對於第2光線L21具有狹窄的角度強度分佈。當狹窄的角度強度分佈的第1光線L22，入射進面發光導光板15時，在面發光導光板15內2種的光線L21、L22的角度強度分佈之差變大。然而，第二實施形態之面光源裝置200，係採用柱面鏡202及角度強度分佈整形區域15e，而可將第1光線L22之角度強度分佈予以形成略等於第2光線L21之角度強度分佈的形狀。
從第2光源18所射出之第2光線L21，例如為藍綠色的光線。從第1光源201所射出之第1光線L22，例如為紅色的光線。第2光線L21，係從光入射面15c入射進面發光導光板15。此外，第1光線L22，係從光入射面15c入射進面發光導光板15。角度強度分佈整形區域15e，係具有混合第2光線L21與第1光線L22的功能。2種的光線L21、L22，係藉由進行傳送於角度強度分佈整形區域15e而被混合，形成混合光線L23。混合光線L23，例如為白色的光線。另外，角度強度分佈整形區域15e，係配置靠近於光入射面15c。
混合光線L23，係藉由設置在面發光導光板15之背面15b的微小光學元件16來轉換成照明光L24。照明光L24，係向大致+z軸方向行進，而朝向液晶面板11之背面11b前進。照明光L24，係透射第2光學薄片13及第1光學薄片12而照射液晶面板11之背面11b。第1光學薄片12，係具有將從面發光導光板15之發光面15a所射出之照明光L24，予以朝向液晶面板11之背面11b的功能。第2光學薄片13，係具有抑制由於照明光L24之細小照明斑等之光學性影響的功能。
光反射薄片17，係與面發光導光板15之背面15b相對向配置。從混合光線L23之中的面發光導光板15之背面15b所射出之光，係在光反射薄片17進行反射而被折返，且朝向面發光導光板15之背面15b前進。之後，該光係通過面發光導光板15，從發光面15a朝向液晶面板11之背面11b射出作為照明光L24。此外，混合光線L23之中，入射進微小光學元件16之光線，亦射出作為照明光L24。
另外，在前述之說明中，光源用導光部件210之傾斜面210b，雖對於xy平面以大致45度之角度傾斜，但本發 明並不侷限於此。對於傾斜面210b之第1光線L22的入射角，可從由前述之臨界角θ t及第1光線L22之角度強度分佈之半角所求得之全反射角之條件進行設定。此外，為了製作第1光線L22之最佳的光程，亦可依據光射出面210c、柱面鏡202及面發光導光板15等之構成元件與傾斜面210b的位置關係來變更傾斜面210b的傾斜角。此外，為了製作第1光線L22之最佳的光程，亦可變更柱面鏡202之配置位置及形狀來取代傾斜面210b的傾斜角。
傾斜面210b之傾斜角及/或柱面鏡202之配置位置等的調整，係為了以下之3個目的而進行。第1目的，係為使第1光線L22效率佳地入射進柱面鏡202及面發光導光板15之緣由。第2目的，係為使剛入射進面發光導光板15後之第1光線L22之軸，對於面發光導光板15的基準平面以任意之角度傾斜。第3目的，係為使剛入射進面發光導光板15後之第1光線L22，具有任意之角度強度分佈。
第1光源201與柱面鏡202的位置關係等，係因應第1光線L22之角度強度分佈、第1光線L22之光束的大小(直徑)、柱面鏡202之曲率及面發光導光板15之厚度等而設定。此外，柱面鏡202與面發光導光板15的位置關係等，係因應第1光線L22之角度強度分佈、第1光線L22之光束的大小(直徑)、柱面鏡202之曲率及面發光導光板15之厚度等而設定。因此，各條件不相同時，則必須最佳化各部件之位置關係等。位置關係等，係指為以各構成元件之配置位置及光反射面的傾斜等，來決定光線之光程的各構成元件彼此的關係。
此外，在第10圖中，光源用導光部件210，係配置成與面發光導光板15平行。此外，第1光線L22，係從第1光源201朝與面發光導光板15平行之方向被射出。但，本發明並不侷限於此。
例如，在第11圖所示之面光源裝置300中，光源用導光部件210之光入射面210a，係以較離開光反射薄片17之方式而配置。換言之，光源用導光部件210，對xy平面傾斜。藉此，即使在第1光源201及/或其周邊之部件較大時，也可使光源用導光部件210之光射出端210c之位置近接於柱面鏡202而配置。因此，可抑制從光射出端210c所射出之第1光線L22在到入射進柱面鏡202為止之間可能產生的光損失。第1光源201之周邊的部件，係指例如為第1光源201的保持部件等。
另外，對於面發光導光板15傾斜配置光源用導光部件210時，第1光源201，係配置成使第1光線L22之軸與光源用導光部件210形成平行。藉此，形成容易進行在光折返部212之光反射角度的控制。另外，第1光源201，係與光源用導光部件210之光入射面210a相對向地配置。
此外，傾斜面210b之傾斜角，係考量以下所示之3個要件而決定。第1要件，係為從光折返部212所射出之第1光線L22之軸的方向對於入射進光折返部210之第1光線L22之軸的方向。第2要件，係為從柱面鏡202所射出之第1光線L22之軸的方向對於入射進柱面鏡202之第1光線L22之軸的方向。第3要件，係為入射進傾斜面210b之第1光線L22滿足在傾斜面210b的全反射之條件。藉由滿足前述3要件來設定第1光線L22之軸與傾斜面210b的角度，形成能夠抑制在傾斜面210b的光損失。
此外，在第二實施形態之光源用導光部件210的薄型化，係與柱面鏡202的小型化相關。此為，從傾斜面210b所射出之線狀之光的厚度變薄之緣故。亦即，在x軸方向之光線的直徑變小之緣故。此外，光源用導光部件210的薄型化，亦與面發光導光板15的小型化相關。此為，柱面鏡202之z軸方向的尺寸變小之緣故。因此，以採用薄厚度之光源用導光部件210為較佳。但，當厚度變薄時，因為會使光源用導光部件210的剛性下降，所以以在不使光源用導光部件210的剛性過於下降之範圍進行薄型化為較佳。
從光源用導光部件210朝向柱面鏡202所射出之第1光線L22，係藉由行進於光源用導光部件210，而在zx平面中形成與光源用導光部件210之厚度相同厚度之線狀的光。此外，第1光線L22行進在光源用導光部件210時，一邊在光射出面210c及與光射出面210c相對之面進行反射，一邊向-x軸方向前進。因此，從光射出端210c所射出之第1光線L22，係成為具有與剛從第1光源201射出後之角度強度分佈大致相同的角度強度分佈的光線。亦即，從光射出端210c所射出之第1光線L22，可看做為從光源用導光部件210b所射出之2次光源。
另一方面，由柱面鏡202之光反射面202a之zx平面所成之剖面，係呈凹的圓弧形狀。此時，該光反射面202a之圓弧形狀的切線與構成第1光線L22之光束之各光線所構成的角度，係形成具有固定的寬度值。亦即，光反射面202a，具有擴大平行光的效果。因此，第二實施形態之面光源裝置200、300，係成為能夠藉由柱面鏡202來擴大第1光線L22之角度強度分佈的全角。
另外，光源用導光部件210，並不限定為透明部件。光源用導光部件210之功能，係為將第1光線L22予以導入柱面鏡202。只要具有該功能之構成，則光源用導光部件210使用其他之構成亦可。例如，對傾斜面210b施予蒸鍍鋁等，而將傾斜面210b作成光反射鏡亦可。此外，採用取代光折返部212的平面鏡，且以導光部211與平面鏡構成光源用導光部件210亦可。此外，構成僅導光部211的光源用導光部件210，作為使從導光部211所射出之第1光線L22直接入射進柱面鏡202之構成亦可。此外，以導光部211與取帶光折返部212的平面鏡來構成光源用導光部件210亦可。
此外，在第二實施形態中，雖作成緊接在光源用導光部件210後具備作為光程變更部件的柱面鏡202之構成，但本發明並不侷限於此。光程變更部件，若具有以下之2個功能則採用其他元件亦可。第1功能，係為將第1光線L22之軸予以對於面發光導光板15之基準平面傾斜任意之角度的功能。第2功能，係為將第1光線L22之角度強度 分佈予以擴大為任意之角度的功能。
例如，光程變更部件，可採用凸面形的柱面鏡。此外，光程變更部件，可採用截面為多角形的光反射鏡。此外，光程變更部件，可採用具有在表面具有不規則之凹凸形狀之反射膜的部件。
另外，第1功能及第2功能，係為為了使第1光線L22在進行傳送於角度強度分佈整形區域15e之後，第1光線L22之角度強度分佈與第2光線L21之角度強度分佈近似之必要的功能。亦即，任意之角度強度分佈形狀，係指為了使第1光線L22在通過角度強度分佈整形區域15e之後，與第2光線L21之角度強度分佈近似，所需要之光程變更部件所射出後之第1光線L22的角度強度分佈形狀。此外，任意的傾斜角，係指為了使第1光線L22在通過角度強度分佈整形區域15e之後，與第2光線L21之角度強度分佈近似，所需要之射出光程變更部件所後之第1光線L22的傾斜角。
在前述的說明中，第二實施形態之面光源裝置200、300，係採用使光線L21、L22從面發光導光板15之短邊的側面(光入射面15c)進行入射之構成。但，面光源裝置200，亦能夠將面發光導光板15之長邊的側面設為光入射面。此方式，藉由適切地變更光源18、201的排列、柱面鏡202的位置、微小光學元件16的排列及微小光學元件16的形狀等，即為可能。
此外，在前述的說明中，第二實施形態之面光源裝置 200、300，係採用使光線L21、L22從面發光導光板15之一個側面(光入射面15c)進行入射之構成。但，面光源裝置200，亦為能夠以面發光導光板15之相對向的兩個側面(例如，光入射面15c與其相對向之面15d)作為光入射面。此方式，係藉由適切地變更光源18、201的排列、柱面鏡202的位置、光源用導光部件210、微小光學元件16的排列及微小光學元件16的形狀等，即為可夠。
如前述之說明，第二實施形態之面光源裝置200、300，係具備有光源用導光部件210、第2光源18、第1光源201、光源用導光部件210及柱面鏡202。而且，第2光源18係配置在與面發光導光板15之光入射面(側面)15c相對向之位置。第1光源201係配置於面發光導光板15之背面15b側的位置。光源用導光部件210，係具有作為將第1光線L22予以導入光入射面15c之光程變更部件的功能。
如此，第二實施形態之面光源裝置200、300，藉由光程變更部件將第1光線L22之行進方向予以改變成朝向面發光導光板15之光入射面15c之方向。因此，與使並排於面發光導光板之厚度方向之兩種光源予以相對向配置在面發光導光板之光入射面之習知的構成相比，可薄化面發光導光板15的厚度。
此外，第二實施形態之面光源裝置200、300，係具備有柱面鏡202及角度強度分佈整形區域15e。藉此，第二實施形態之面光源裝置200、300，可使在剛要入射進區域15f之前的第1光線L22的角度強度分佈，接近於剛要入射進區域15f之前的第2光線L21的角度強度分佈。另外，柱面鏡202，係具有改變第1光線L22之行進方向及角度強度分佈的功能。區域15f，係為在面發光導光板15之背面15b具備有微小光學元件16之區域。
如此，面光源裝置200、300，係採用柱面鏡202及角度強度分佈整形區域15e，使第1光線L22的角度強度分佈接近第2光線L21的角度強度分佈。藉此，可抑制第2光線L21所作出之照明光L24的面內輝度分佈、與第1光線L22所作出之照明光L24的面內輝度分佈的差。而且，面光源裝置200、300，係可減低照明光L24的色斑。照明光L24，係為從面發光導光板15之表面15a所射出而形成面狀的光。此外，照明光L24，係為將第2光線L21與第1光線L22予以加總之白色的光。
尤其是，如第二實施形態，採用LED光源與雷射光源，作為不相同種類之光源時，一般而言在控制光的擴展時所使用之透鏡元件及/或擴散板等元件中，難以使該等元件的角度強度分佈近似。就其困難的理由而言，茲舉下述2點。第1理由，係為LED光源與雷射光源的角度強度分佈之全角的差為大。第2理由，係為LED光源之角度強度分佈與雷射光源之角度強度分佈為不相同之形狀。LED之角度強度分佈，係為將最高強度之角度作為中心，而強度隨著成為該中心之周邊的角度緩慢地減少的大致朗伯分佈。另一方面，雷射光源之角度強度分佈，係為將最高強度之角度作為中心，而強度隨著成為該中心之周邊的角度急遽地減少的大致高斯分佈。
然而，第二實施形態之面光源裝置200、300，係具有以下的3個功能。第1功能，係為柱面鏡202，將來自雷射光源的光線之軸，予以對於面發光導光板15之基準平面傾斜任意之角度的功能。在此，來自LED光源的光線之軸，係為與面發光導光板15之基準平面平行。第2功能，係為柱面鏡202將雷射光源之光予以轉換成具有全角寬廣的角度強度分佈之光的功能。第3功能，係為角度強度分佈整形區域15e，將雷射光源之光的角度強度分佈，予以轉換成與LED之光的角度強度分佈大致相等之角度強度分佈的功能。
第3功能，係以如下述方式所實現。根據第1功能，來自雷射光源之光線的軸，係對於面發光導光板15之基準平面傾斜而入射進面發光導光板15。入射進面發光導光板15之雷射光源的光，係以進行重複在角度強度分佈整形區域15e的反射，對於基準平面來產生具有對稱性角度強度分佈的光。藉由對於該等基準平面將具有對稱性角度強度分佈的光予以加總，來產生與LED光源大致相等之角度強度分佈的光。
此外，根據第二實施形態，則主要為使第1光線L22在入射進面發光導光板15後，轉換成與第2光線同等之寬廣的角度強度分佈。亦即，剛要入射進面發光導光板15之前的第1光線L22之角度強度分佈，相較於第2光線具有狹窄的角度強度分佈。因此，為能夠抑制從柱面鏡202朝向面發光導光板15之光入射面15c所射出之第1光線L22之內，未到達光入射面15c之光之量，而為能作成光損失少的構成。
此外，因為面發光導光板15之厚度變薄，故可實現面光源裝置200、300的薄型化。因此，在具有面光源裝置200、300之第二實施形態的液晶顯示裝置2及3，係可實現薄型化。此外，面光源裝置200、300，可減低色斑。因此，在具有面光源裝置200、300之第二實施形態的液晶顯示裝置2及3，係可實現減低液晶面板11之顯示面11a之色斑且提升畫質。
再者，第二實施形態之面光源裝置200、300具備有光源用導光部件210。因此，形成能夠將2種類之光源18、201配置在分離之位置。一般而言，對光源所採用之發光元件，電-光轉換效率為從10%至50%為止。未轉換成光之能量(enengy)則成為熱。在此，發光元件，係指LED元件及雷射發光元件。
接近地配置2種光源18、201時，因為熱源集中在狹窄的區域，故散熱變為困難。由於散熱能力的不足，會使2種光源18、201之周圍溫度上昇。一般而言，該等光源18、201，係隨著周圍溫度的上昇而發光效率下降。因此，必須有使散熱能力提升。第二實施形態之液晶顯示裝置2及3，因為分離配置2種之光源18、201，故使熱源分散而成為容易進行溫度調節光源18、201。
此外，尤以雷射發光元件，對於溫度變化之發光效率的下降大。此外，雷射發光元件，對於溫度變化的光譜(spectral)的偏移(shift)量大。因此，藉由將雷射發光元件予以與其他的熱源分離而配置在一部位，亦能夠形成具備有效率佳的冷卻機構等。
如前述，在將2種光源18、201配置在分離之位置時，採用第二實施形態之光源用導光部件210的方式為有效者。此時，如第二實施形態，以在面發光導光板15之背面側具備光源用導光部件210，藉此能夠抑制面發光導光板15之厚度的增加。
在面光源裝置200、300中，為了將第1光線L22導入柱面鏡202，光源用導光部件210，係具備有光折返部212。在此，第1光源201，係與光源用導光部件210一起配置在面發光導光板15之背面測。此外，柱面鏡202，係具有作為光程變更部件的功能。作為光折返部212之最簡易的構成，係為在光源用導光部件210設置傾斜面210b。使光在該傾斜面210b與空氣層的界面中進行全反射，來變更第1光線L22的行進方向。
在面光源裝置200、300中，入射進傾斜面210b之光會有未滿足全反射條件而透射傾斜面210b之情形。亦即，必須有抑制由於未滿足全反射條件的光損失。在第二實施形態之面光源裝置200、300中，在第1光源201係採用角度強度分佈狹窄的雷射發光元件。此外，在行進於光源用導光部件210並至入射進傾斜面210b為止之間保存第1光線L22的入射角度強度分佈。此為，因為在zx平面上觀看，進行傳送於光源用導光部件210內的第1光線L22，係為一邊在光射出面210c及與光射出面210c相對向並且呈平行之面進行全反射一邊向-x軸方向進行傳送，且第1光線L22之軸再與前述的面平行。因此，容易控制第1光線L22入射進傾斜面210b的角度。因此，形成能夠抑制第1光線L22在傾斜面210b的光損失，在分離配置2種光源的情形中，亦成為能夠作成光損失少的構成。
此外，在第二實施形態之面光源裝置200、300中，光源驅動部23，係分別地控制2種光源18、201。此為，光源驅動部23係可根據圖像信號而個別地控制2種光源18、201的輸出，故可減低消耗電力。此外，由於抑制有成為散射光可能性之多餘的光線之量，故能減低散射光而使對比提升之緣故。
如前述，第二實施形態之液晶顯示裝置2及3，即使在具備有複數個不相同種類的光源時，亦能夠抑制液晶顯示裝置2及3之厚度的增加並增設光源的數量。因此，液晶顯示裝置2及3，容易地兼具高輝度與薄型化。此外，因為將以不同種類之光源的光作成面狀之光的面發光導光板15予以共通化，故可抑制因重疊配置複數個面發光導光板而導致裝置的大型化及隨著大型化之重量的增大。此外，藉由重疊配置複數個面發光導光板之構成，而可抑制部件點數的增加，並能實現減低組裝的工時與減低成本。
此外，即使在不同種類之光源具有相互不同的角度強度分佈時，面光源裝置200、300，亦可使不同種類的角度強度分佈大致一致。面光源裝置200、300，係使具有狹窄之角度強度分佈之光源的角度強度分佈，與具有寬廣之角度強度分佈之光源的角度強度分佈大致一致。因此，可抑制從不同種類之光源所產生之面狀之光的面內輝度分佈的差。不同種類之光源具有不同光波時，若不使角度強度分佈大致一致則會產生色斑。面光源裝置200、300係可抑制色斑。
面光源裝置，為了擴大色彩重現範圍，會有至少採用一種類之高單一色性之光源來產生白色光的情形。此時，面光源裝置，即成為採用具有不同角度強度分佈之複數個光源。雷射發光元件，就高單一色性之光源而言非常地優越。但，雷射發光元件，為高指向性。本實施形態之面光源裝置200、300，就擴大色彩重現範圍之構成而言亦為有效。
(第三實施形態)
第12圖係為概略地顯示第三實施形態之液晶顯示裝置4(包含面光源裝置400)之一例的構成之剖面圖。在第12圖中，對於與在第1圖(第一實施形態)所示之構成元件相同或者對應之構成元件，係標示相同的符號。第三實施形態之面光源裝置400，在僅具備有作為光源之第1光源301之點，與具備有作為光源之第2光源18與第1光源101的第一實施形態之面光源裝置100不相同。
如第12圖所示，第三實施形態之液晶顯示裝置4，係具備有液晶面板11、第1光學薄片12、第2光學薄片13、及面光源裝置400。諸該構成元件11、12、13、400，係依序地向液晶顯示裝置4之厚度方向(-z軸方向)排列。
面光源裝置400，係具有薄板狀之面發光導光板15、光反射薄片17、第1光源301、及柱面鏡102。柱面鏡102，係具有作為光程變更部件的功能。面發光導光板15，與第一實施形態同樣地在背面15b具有微小光學元件16。
第1光源301，係配置於面發光導光板15之背面15b側(-z軸方向)。第1光源301，係為於y軸方向以等間隔排列有複數個雷射發光元件的光源裝置。射出第1光源301之第1光線L32的發光部，係與柱面鏡102的光反射面102a相對向配置。
從雷射發光元件所射出之雷射光，係為單一色性優越之的光。因此，藉由採用雷射發光元件作為液晶顯示裝置4之光源，形成能夠提供顯示出寬廣的色彩重現範圍、鮮艷色彩之圖像的液晶顯示裝置4。
雷射發光元件，具有高指向性。例如，從第三實施形態之第1光源301所設出之第1光線L32，在向面發光導光板15之厚度方向擴展之平面(在第12圖中為zx平面)中，具有全角為7度且大致朗伯分佈的角度強度分佈。一般而言，雷射光具有高指向性，在利用面發光導光板內的多重反射產生面狀之光的面光源裝置(亦即，側光方式的面光源裝置)中，會有導致光的利用效率(亦即，相對於入射進面發光導光板之光入射面(第3面)之光的光量， 從光射出面(第1面)朝向液晶面板所發射之光的量之比率)下降的課題。因此，對於採用雷射發光元件，作為側光方式之面光源裝置的光源時，調低雷射光的指向性，亦即，擴大配光分佈為較佳。
第三實施形態之面光源裝置400所具備之柱面鏡102，係具有以下所示2個功能。第1功能，係為將第1光線L32之光線軸予以對於與面發光導光板15之第1面15a平行的基準平面傾斜期望之角度的功能。該期望之角度，係藉由適切地選擇柱面鏡102之光反射面102a之形狀及配置，而可設定為任意之角度。另外，基準平面，係為在第12圖的xy平面。第2功能，係為以第1光線L32之角度強度分佈在與zx平面平行之面形成期望的形狀之方式，來改變第1光線L32之行進方向及角度強度分佈的功能。為了將角度強度分佈作成為期望之形狀，藉由適切地選擇柱面鏡102之光反射面102a之形狀及配置，即可設定為任意之形狀。另外，zx平面，係為與面發光導光板15之基準平面正交的平面。
此外，第三實施形態所具備之面發光導光板15，係從光入射面15c朝向面發光導光板15之中心具備有預定之長度的角度強度分佈整形區域15e(第1區域)。
在第三實施形態之面光源裝置400中，係可將從光源301所射出之高指向性之光線L32，藉由透過屬於光程變更部件之柱面鏡102與角度強度分佈整形區域15e，而轉換成具有寬廣的角度強度分佈的光。透射柱面鏡102與角度 強度分佈整形區域15e之第1光線L32的詳細的動作，如同在第一實施形態之說明。
如前述，從第1光源301所射出之第1光源L32，係藉由屬於光程變更部件之柱面鏡102與透過角度強度分佈整形區域15e，即可擴大角度強度分佈。因此，從角度強度分佈整形區域15e所射出之光線L33，具有寬廣之角度強度分佈，而入射進面發光導光板15之產生面狀之光的區域(第2區域)。
因此，在利用在面發光導光板內之多重反射來產生面狀之光的面光源裝置中，即使在對光源採用雷射發光元件時，亦成為能夠抑制光之利用效率的下降。因此，具備面光源裝置400之液晶顯示裝置4，係能夠在光源採用雷射發光元件、提供鮮艷色彩的圖像且實現低消耗電力的液晶裝置。
例如，藉由具備射出紅、綠、藍色光的雷射發光元件，來作為第三實施形態之第1光源301，形成能夠提供能夠產生非常地寬廣之色彩重現範圍之白色的面狀光的面光源裝置。
此外，就第1光源301而言，具備有在LED元件具備透鏡所構成之高指向性之光源的構成亦可。例如，藉由具備有射出紅、綠、藍色之光的單色的LED元件，亦能形成能夠提供能夠產生寬廣之色彩重現範圍之白色的面狀光的面光源裝置。然而，為了獲得更寬廣之色彩重現範圍，以採用在單色性更優越的雷射發光元件為較佳。
第三實施形態之面光源裝置400，係採用柱面鏡102來作為光程變更部件。但，本發明並不侷限於此。光程變更部件，只要具有以下之2個功能，亦可採用其他的元件。第1功能，係為將第1光線L32之光線軸予以對於面發光導光板15之基準平面傾斜任意之角度的功能。第2功能，係為將第1光線L32之角度強度分佈予以擴大為任意之角度的功能。
此外，第三實施形態之面光源裝置400，係如第二實施形態之面光源裝置200或者300，在第1光源與光程變更部件之間，作成具備有光源用導光部件之構成亦可。若更加詳細說明，則亦可採用具備有如第13圖所示之光源用導光部件210的面光源裝置410、或者、如第14圖所示之光源用導光部件210的面光源裝置420，來取代第12圖所示的面光源裝置400。
此外，在前述之各實施形態中，有使用顯示「平行」及「垂直」等之部件間之位置關係或者部件之形狀的用語之情形。此外，亦有使用大致正方形、大致90度及大致平行等之附加有「大致」或者「幾乎」等之用語之表達的情形。前述諸者，係表示包含考量製造上之公差及/或組裝上之差量等的範圍。例如，「大致-z軸方向」，亦包含製造上之公差及/或組裝上之差量等的用語。因此，在申請專利範圍，例如即使未記述「大致」之情形，亦為包含考量製造上之公差及/或組裝上之差量等的範圍。此外，在申請專利範圍記述有「大致」之情形，係表示包含考量製造上之公差及/或組裝上之差量等的範圍。
1、2、3、4、5、6．．．液晶顯示裝置
11．．．液晶面板
11a．．．顯示面
11b．．．背面
12．．．第1光學薄片
13．．．第2光學薄片
14．．．光學部件
15．．．面發光導光板
15a．．．表面(第1面)
15b．．．背面(第2面)
15c．．．光入射面(第3面)
15d．．．側面
15e．．．角度強度分佈整形區域(第1區域)
15f．．．區域(第2區域)
16．．．微小光學元件
17．．．光反射薄片
18．．．第2光源
100、200、300、410、420．．．面光源裝置
101、201、301．．．第1光源
102、202．．．柱面鏡
102a、202a．．．光反射面
210．．．光源用導光部件
210a．．．光入射面
210b．．．傾斜面
210c．．．光射出面
210f．．．面
211．．．板狀部
212．．．光折返部
500a、500b、510．．．角度強度分佈
L11、L21．．．第2光線
L12、L22、L32、L33．．．第1光線
L13、L23．．．混合光線
L14．．．照明光
第1圖係為概略地顯示第一實施形態之液晶顯示裝置(包含面光源裝置)之一例的構成之剖面圖。
第2圖係為概略地顯示第一實施形態之面光源裝置之光程變更部件的構成之立體圖。
第3圖係為從液晶面板側觀看第一實施形態之面光源裝置的概略性平面圖。
第4圖係為從液晶顯示裝置之背面側觀看第一實施形態之面光源裝置的概略性背面圖。
第5圖係為顯示第一實施形態之面光源裝置的面發光導光板之其他例的概略性背面圖。
第6圖係為顯示第一實施形態之第1光線在面發光導光板內的動作的概略性說明圖。
第7圖係為顯示第一實施形態之第1光線在面發光導光板內之角度強度分佈的特性圖。
第8圖係為顯示第一實施形態之第1光線及第2光線在面發光導光板內之角度強度分佈的特性圖。
第9圖係為概略地顯示第一實施形態之液晶顯示裝置之控制系統的構成之方塊(block)圖。
第10圖係為概略地顯示第二實施形態之液晶顯示裝置(包含面光源裝置)之一例的構成之剖面圖。
第11圖係為概略地顯示第二實施形態之液晶顯示裝置(包含面光源裝置)之其他例的構成之剖面圖。
第12圖係為概略地顯示第三實施形態之液晶顯示裝置(包含面光源裝置)之一例的構成之剖面圖。
第13圖係為概略地顯示第三實施形態之液晶顯示裝置(包含面光源裝置)之其他例的構成之剖面圖。
第14圖係為概略地顯示第三實施形態之液晶顯示裝置(包含面光源裝置)之又一其他例的構成之剖面圖。
1．．．液晶顯示裝置
11．．．液晶面板
11a．．．顯示面
11b．．．背面
12．．．第1光學薄片
13．．．第2光學薄片
14．．．光學部件
15．．．面發光導光板
15a．．．表面(第1面)
15b．．．背面(第2面)
15c．．．光入射面(第3面)
15d．．．側面
15e．．．角度強度分佈整形區域(第1區域)
16．．．微小光學元件
17．．．光反射薄片
18．．．第2光源
100．．．面光源裝置
101．．．第1光源
102．．．柱面鏡
102a．．．光反射面
L11．．．第2光線
L12．．．第1光線
L13．．．混合光線
L14．．．照明光

Claims (11)

  1. 一種面光源裝置，係具有：板狀的面發光導光板，係具有第1面、該第1面之相反側的第2面、及連接前述第1面之邊與前述第2面之邊的第3面；以及第1光源，係射出第1光線；第2光源，係射出第2光線；剛從前述第2光源射出前述第2光線後的前述第2光線的角度強度分佈，係較剛從前述第1光源射出前述第1光線後的前述第1光線的角度強度分佈寬廣；前述面發光導光板係具有：第1區域，係使從前述第3面所入射之前述第1光線一邊傳送，一邊擴大該第1光線的角度強度分佈，並且使從前述第3面所入射之前述第2光線傳送；以及第2區域，係具有複數個細微光學元件，係使前述角度強度分佈被擴大之前述第1光線與經過前述第1區域傳送之前述第2光線作為面狀的光從前述第1面射出。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之面光源裝置，其中，前述第1區域係為配置在前述第3面與前述第2區域之間的角度強度分佈整形區域。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之面光源裝置，其中，前述第1區域係為使從前述第3面所入射之前 述第1光線在前述第1面與前述第2面進行反射的區域。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之面光源裝置，其中，剛要入射進前述第3面之前的前述第1光線的行進方向，係為對於與前述第1面大致平行之基準平面傾斜之方向。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之面光源裝置，其中，復具有：光程變更部件，係與前述第3面相對向而配置；前述光程變更部件係具有：光反射面，將前述第1光線之行進方向予以朝向前述第3面，且擴大前述第1光線的角度強度分佈。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之面光源裝置，其中，復具有：光源用導光部件，係將前述第1光線之中心光線的行進方向予以朝向前述光程變更部件的前述光反射面。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項中任一項所述之面光源裝置，其中，前述第1光源係具有1個以上的雷射發光元件。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之面光源裝置，其中，前述面發光導光板，係以剛通過前述面發光導光板之前述第1區域後的前述第1光線的角度強度分佈、與剛通過前述第1區域後的前述第2光線的角度 強度分佈成為大致相等之方式而構成。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之面光源裝置，其中，前述第2光源係具有1個以上的LED元件。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之面光源裝置，其中，前述第2光源係具有1個以上的LED元件。
  11. 一種液晶顯示裝置，係具備：液晶面板；以及前述申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述之面光源裝置，係對前述液晶面板之背面照射面狀的光。
TW100137122A 2011-02-15 2011-10-13 面光源裝置及液晶顯示裝置 TWI474085B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011029834 2011-02-15
PCT/JP2011/071117 WO2012111190A1 (ja) 2011-02-15 2011-09-15 面光源装置及び液晶表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201234090A TW201234090A (en) 2012-08-16
TWI474085B true TWI474085B (zh) 2015-02-21

Family

ID=46672143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100137122A TWI474085B (zh) 2011-02-15 2011-10-13 面光源裝置及液晶顯示裝置

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5323274B2 (zh)
KR (1) KR101509372B1 (zh)
CN (1) CN103370569B (zh)
TW (1) TWI474085B (zh)
WO (1) WO2012111190A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102913816B (zh) * 2012-09-28 2015-11-11 京东方科技集团股份有限公司 侧光式背光模组及液晶显示装置
CN104238186A (zh) 2013-06-20 2014-12-24 扬升照明股份有限公司 背光模块
KR102147253B1 (ko) * 2013-12-17 2020-08-25 삼성디스플레이 주식회사 도광판, 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
US10088621B2 (en) 2013-12-17 2018-10-02 Samsung Display Co. Ltd. Light guide panel, backlight unit, and liquid crystal display
JP6408806B2 (ja) * 2014-07-04 2018-10-17 株式会社小糸製作所 灯具
JP6365184B2 (ja) 2014-09-26 2018-08-01 日亜化学工業株式会社 液晶表示装置用バックライトユニット及びこれを用いた液晶表示装置
KR102336712B1 (ko) 2015-07-08 2021-12-10 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치
CN107340564A (zh) * 2017-09-06 2017-11-10 深圳市超显科技有限公司 变量线条结构导光板及光学组件
WO2020019131A1 (zh) * 2018-07-23 2020-01-30 太平洋未来科技（深圳）有限公司 光线信息的确定方法、装置及电子设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200409882A (en) * 2002-07-11 2004-06-16 Sharp Kk Light guide device and display device
EP1564581A1 (en) * 2004-02-16 2005-08-17 Citizen Electronics Co., Ltd. Planar light source
JP2005285586A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Nichia Chem Ind Ltd 面発光装置
JP2008010291A (ja) * 2006-06-29 2008-01-17 Citizen Electronics Co Ltd 導光板、バックライトユニット、及びそのバックライトユニットを備えた表示装置
TW201030284A (en) * 2008-10-30 2010-08-16 Zeon Corp Light source device and liquid cristal display device
EP2233823A1 (en) * 2008-01-23 2010-09-29 Panasonic Corporation Wavelength splitting device, plane-type lighting device using same, and liquid crystal display device using same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100506092B1 (ko) * 2003-04-16 2005-08-04 삼성전자주식회사 측면 발광형 백라이트 장치의 도광판 및 이를 채용한 측면발광형 백라이트 장치
CN101379426A (zh) * 2006-02-09 2009-03-04 松下电器产业株式会社 液晶显示装置
CN100538471C (zh) * 2006-06-19 2009-09-09 启萌科技有限公司 背光模组及其导光板组
JP2010170755A (ja) * 2009-01-21 2010-08-05 Panasonic Corp 面発光装置および画像表示装置
CN201599655U (zh) * 2009-12-05 2010-10-06 佛山市顺德区汉达精密电子科技有限公司 侧射式背光组件

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200409882A (en) * 2002-07-11 2004-06-16 Sharp Kk Light guide device and display device
EP1564581A1 (en) * 2004-02-16 2005-08-17 Citizen Electronics Co., Ltd. Planar light source
JP2005285586A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Nichia Chem Ind Ltd 面発光装置
JP2008010291A (ja) * 2006-06-29 2008-01-17 Citizen Electronics Co Ltd 導光板、バックライトユニット、及びそのバックライトユニットを備えた表示装置
EP2233823A1 (en) * 2008-01-23 2010-09-29 Panasonic Corporation Wavelength splitting device, plane-type lighting device using same, and liquid crystal display device using same
TW201030284A (en) * 2008-10-30 2010-08-16 Zeon Corp Light source device and liquid cristal display device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130114730A (ko) 2013-10-17
JP5323274B2 (ja) 2013-10-23
TW201234090A (en) 2012-08-16
JPWO2012111190A1 (ja) 2014-07-03
CN103370569A (zh) 2013-10-23
CN103370569B (zh) 2015-07-22
KR101509372B1 (ko) 2015-04-07
WO2012111190A1 (ja) 2012-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI474085B (zh) 面光源裝置及液晶顯示裝置
JP5460893B2 (ja) 角度強度分布整形部材及び面光源装置
US8998474B2 (en) Surface light source device and liquid crystal display apparatus
TWI489180B (zh) A planar light source device, and a liquid crystal display device
US8783932B2 (en) Backlight device and liquid crystal display apparatus
KR101318497B1 (ko) 액정 표시 장치
JP6358894B2 (ja) 面光源装置および液晶表示装置
US20150160394A1 (en) Planar light source device and liquid crystal display device
WO2012017613A1 (ja) 面光源装置および液晶表示装置
JP6358896B2 (ja) 面光源装置および液晶表示装置
JP4356095B1 (ja) 液晶表示装置および照明装置
JP2012238462A (ja) 光混合ユニット、面光源装置および液晶表示装置
JP4436845B2 (ja) 導光板
KR20110043863A (ko) 색 혼합 렌즈 및 이를 가지는 액정 표시 장치
JP2005302659A (ja) 照明装置及びそれを備えた表示装置
JP4703611B2 (ja) バックライト光源、ディスプレイ装置及び発光デバイス
JP2013025034A (ja) 照明装置及び画像表示装置
KR101101792B1 (ko) 액정표시장치 및 조명장치
JP2015138613A (ja) 面光源装置及び液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees