專利名稱：背光裝置和液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用激光光源從液晶顯示元件的背面對液晶顯示元件進行照明的背光裝置和具有所述背光裝置的液晶顯示裝置。
背景技術：
液晶顯示裝置具有的液晶顯示元件本身不發(fā)光，因此，需要在液晶顯示元件的背面設置背光裝置，作為對液晶顯示元件進行照明的光源裝置。近年來，對液晶顯示裝置的薄型化的要求逐漸提高，側光式背光裝置被廣泛應用，該側光式背光裝置具有薄板狀的導光板，以與該導光板側面相對的方式配置光源，從導光板的側面入射光，由此形成面狀光源。作為背光裝置的光源，以往主要是在玻璃管的內壁涂布熒光體，而可以得到白色光的冷陰極熒光燈(CCFL (Cold Cathode Fluorescent))。但是，近年來，隨著發(fā)光二極管 (LED (Light Emitting Diode))的性能飛躍性地提升，對使用LED作為光源的背光裝置的需求也快速提高。被稱為LED的元件大致分為二種。其中一種LED是通過LED直接發(fā)光得到紅色、綠色或藍色等單色光的單色LED。另一種LED是多色LED，其具有單色LED和熒光體，通過用單色LED的光激發(fā)熒光體而得到多種顏色。在多色LED中，例如，存在具有藍色的單色LED和熒光體的多色LED，其中，該熒光體吸收藍色的光，發(fā)出從綠色到紅色的光。多色LED能夠構成生成具有從藍色到紅色的寬范圍光譜的白色光的白色LED。白色LED的發(fā)光效率高，消耗功率低，因此作為背光裝置的光源被廣泛應用。液晶顯示裝置在其液晶顯示元件的內部具有彩色濾光片。液晶顯示裝置通過該彩色濾光片，僅取出紅色、綠色以及藍色的波長的光譜范圍來表現顏色。在白色LED那樣具有波長帶寬較寬的連續(xù)光譜的光源的情況下，為了擴大顏色再現范圍，液晶顯示裝置需要將透射過彩色濾光片的光的波長范圍設定得較窄，以提高顯示顏色的顏色純度。但是，由于較窄地設定透射過彩色濾光片的光的波長范圍，不需要的光的量增多。換言之，在液晶顯示元件中，光的利用效率非常不好。由此，造成液晶顯示元件的顯示面的亮度下降。此外，如果使亮度升高，則會導致液晶顯示裝置的消耗功率增大。根據熒光體的特性，通常使用的CCFL或白色LED具有在紅色波長范圍中，在615[nm]左右的波長(從紅色過渡到橙色的波長)處具有峰值的發(fā)光光譜。因此，特別在紅色中，當欲在作為純紅而優(yōu)選的630 640 [nm]的波長區(qū)域中提高顏色純度時，透射光量極度減少，亮度顯著下降。此外，CCFL或白色LED，特別是600[nm]到700[nm]范圍的紅色的光譜的能量較少，當欲在作為純紅優(yōu)選的630 640 [nm]的波長區(qū)域中提高顏色純度時，透射光量極度減少，亮度顯著下降。為了將彩色濾光片造成的光損耗抑制在最小限度并且擴大顏色再現范圍，需要采用發(fā)出波長帶寬較窄的光的光源。即，為了擴大顏色再現范圍，需要采用發(fā)出顏色純度高的光的光源。因此，近年來，提出了使用分別發(fā)出紅色、綠色以及藍色這三基色的光的單色LED的液晶顯示裝置。或者，提出了使用分別發(fā)出三基色的光的單色激光器的液晶顯示裝置。在這些液晶顯示裝置中，將三基色的光混合，生成白色光。S卩，近年來，為了擴大顏色再現范圍，提出了具有使用波長寬度窄的單色LED或激光器作為光源的背光單元的液晶顯示裝置?！安ㄩL寬度窄”意味著顏色純度高。特別是激光具有非常優(yōu)異的單色性。此外，激光器具有較高的發(fā)光效率。因此，通過使用LED或激光器，可以提供顏色再現范圍較大的高亮度的圖像。此外，通過使用LED或激光器，可以提供消耗功率低的液晶顯示裝置。特別是激光，由于具有非常優(yōu)異的單色性，因此，顏色再現范圍大幅擴大，能夠大幅提升液晶顯示裝置的圖像質量。但是，當將從這些光源射出的光混合而生成白色光時，由于各顏色在液晶顯示元件的顯示面上的空間亮度分布的差異，出現色相不均。為了減少該色相不均，要求提高各顏色在面內的空間亮度分布的均勻性。但是，從發(fā)光原理和/或發(fā)光元件的材料特性不同的光源射出的光，其發(fā)散角和/或發(fā)光效率不同，因此，光源的配置個數和/或配置方法也不同。由于這些理由，需要設置使各個光源在面內的空間亮度分布均勻化的最優(yōu)的手段。 換言之，在采用LED或激光器那樣的點光源作為側光式背光裝置的光源的情況下，光源附近的亮度顯著升高。其結果為，在光的入射端附近產生亮度不均。例如能夠通過將大量的點光源以較窄的間隔配置成一列，設為接近線狀光源那樣的結構，來改善這種亮度不均。但是，在要求面內的空間亮度分布具有較高均勻性的液晶顯示裝置的背光裝置中，需要非常大量的光源。因此，導致消耗功率增加、裝配性下降、成本增大等。此外，在不同顏色的光分別產生不同的亮度不均的情況下，產生色相不均。在液晶顯示裝置中，由于亮度不均和色相不均會使圖像質量顯著下降，因此不優(yōu)選產生亮度不均和色相不均。因此，在背光裝置中，要求提供各顏色在面內的空間亮度分布的均勻性較高的面狀光。另外，面內的空間亮度分布是指，示出相對于在任意平面內2維表示的位置的亮度高低分布。因此，提出了在使用了 LED等點光源的情況下，以盡量少的光源數量使面內的空間亮度分布均勻的技術。例如，在專利文獻I的液晶顯示裝置中，公開了用由折射率不同的多種材料構成的半球形透光性材料覆蓋發(fā)光元件的技術。通過折射效果使從發(fā)光元件射出的光擴散，實現使導光板的入光部中的光的分布，接近與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)的分布。另外，線狀光源是發(fā)出具有在一維方向上大致均勻的空間亮度分布的光的光源。將來自多個點光源的光重疊，能夠生成與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)。此外，例如，專利文獻2的面光源裝置在導光板的背面設置有光擴散面，該光擴散面用于將來自點光源的光轉換為與光傳播方向垂直截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)。此外，面光源裝置具有光擴散面，該光擴散面用于使背光裝置的面內的空間亮度分布均勻。在用于將來自點光源的光轉換為與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)的擴散面中，將點光源亮度較高的部分的擴散物質的覆蓋率設為較低。另一方面，將點光源亮度較低的部分的擴散物質的覆蓋率設為較高。由此，可以將來自點光源的光轉換為與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)。此外，為了抑制色相不均，提出了對特性不同的各光源設有專用導光板的背光單元。例如，在專利文獻3中，提出了對各顏色的光源設有專用導光板的平面顯示面板用背光單元。該平面顯示面板用背光單元具有各顏色不同的光源和分別對應各顏色的光源的導光板，采用將它們層疊的結構。在該背光單元中，將從各導光板射出的單色的面狀的光相加，由此生成白色的照明光。根據該結構，各導光板的結構可以針對與該導光板對應的I種光源的特性而被優(yōu)化。因此，根據該結構，能夠提高各顏色在面內的空間亮度分布的均勻性，能夠抑制色相不均。另外，面內的空間亮度分布是指，示出針對在任意的平面內二維表示的位置的亮度高低分布。根據上述專利文獻I和專利文獻2的技術，追加將來自點光源的光轉換為與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)的光學元件。由此，能夠從導光板的側面入射在一維方向上具有大致均勻的空間亮度分布的光。而且，可以得到面內的空間亮度分布的均勻性較高的面光源。但是，這種光學元件需要復雜的結構。此夕卜，在采用了激光器那樣指向性高的點光源作為光源的情況下，需要擴散性更高的更復雜的光學元件。而且，這種光學元件為了將來自點光源的光轉換為與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)，需要的光學距離變長，因此裝置大型化。因此，在使用激光光源的情況下，這種光學元件不是最適合的。 此外，專利文獻3的技術的背光單元對應于特性不同的每個光源具有導光板。由此，可以抑制色相不均，可以得到具有均勻性較高的面內的空間亮度分布的面狀光源。但是，在上述結構中，需要將多個導光板層疊，背光單元特別在裝置的厚度方向上大型化?，F有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2006-269289號公報專利文獻2 :日本特許第2917866號公報專利文獻3 :日本特開平6-138459號公報

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的問題然而，如上述專利文獻I或2那樣，當使用白色LED作為液晶顯示裝置的光源時，存在紅色的色域變窄這樣的問題。此外，在使用單色的紅色LED作為液晶顯示裝置的光源的情況下，也存在紅色的色域變窄這樣的問題。此外，如專利文獻3那樣，當使用CCFL作為液晶顯示裝置的光源時，存在紅色的色域變窄這樣的問題。這是因為，被廣泛應用于現有背光裝置中的CCFL和白色LED具有在紅色波長范圍中，在615[nm]左右的過渡到橙色的波長處具有峰值的發(fā)光光譜。換言之，紅色域的光的能量較少。這是因為特別是紅色域的光中作為純紅優(yōu)選的630 640[nm]的光的比例非常少。因此，特別在紅色中當要在作為純紅優(yōu)選的630 640 [nm]的波長區(qū)域中提高顏色純度時，存在透射光量極度下降，亮度顯著下降這樣的問題。此外，在單色的紅色LED中，由于波長帶寬為幾十nm，當使用波長范圍窄的濾光片時，存在亮度下降這樣的問題。另一方面，如果使用激光器作為三基色的光源，雖然能夠提高顏色純度，但是，相比于使用熒光體的多色LED，在低消耗功率方面處于劣勢。本發(fā)明正是鑒于上述問題而完成的，其目的在于，得到一種能夠抑制光的利用效率的降低，并擴大了顏色再現范圍的背光裝置和液晶顯示裝置。
用于解決問題的手段為了解決上述課題并達到上述目的，本發(fā)明的背光裝置具有第I光源，其發(fā)出紅色激光即第I光；以及第2光源，其發(fā)出與所述激光為互補色關系的藍綠色光即第2光，所述第2光源具有發(fā)出藍色光的發(fā)光二極管和吸收所述藍色光而發(fā)出綠色光的熒光體。發(fā)明的效果根據本發(fā)明的背光裝置和液晶顯示裝置，能夠抑制消耗功率的上升，同時得到擴大了顏色再現范圍的良好的圖像質量。


圖I是示意地示出實施方式I的液晶顯示裝置的結構的圖。圖2是概略地示出實施方式I的液晶顯示裝置的結構的框圖。 圖3 (A)、(B)是概略地示出構成實施方式I的第I背光單元的面狀激光光源的結構的一例的圖。圖4是概略地示出由在導光板內傳播的多個激光形成的、與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)在Y軸方向的一維空間亮度分布的圖。圖5是示出從第I背光單元放射的照明光在X軸方向的一維空間亮度分布的仿真的計算結果的曲線圖。圖6是示出從第I背光單元放射的照明光在X軸方向的一維空間亮度分布的實際測量結果的曲線圖。圖7是示意地示出實施方式2的液晶顯示裝置的結構的圖。圖8是示意地示出實施方式3的液晶顯示裝置的結構的圖。圖9是概念性示出光傳播部的激光光路的圖。圖10是示出透射過光傳播部后的激光在Y軸方向的一維空間亮度分布的曲線圖。圖11是示意地示出實施方式4的液晶顯示裝置的結構的圖。圖12是示意地示出實施方式4的液晶顯示裝置的結構的圖。圖13是示出實施方式4的液晶顯示裝置的結構的框圖。圖14是示意地示出實施方式4的導光元件的結構的圖。圖15是示意地示出實施方式4的導光板中設置的微小光學元件的配置結構的圖。圖16是示意地示出實施方式4的液晶顯示裝置的結構的一例的圖。圖17是示意地示出實施方式5的液晶顯示裝置的結構的圖。圖18是示意地示出實施方式5的導光元件的結構的圖。圖19是示意地示出實施方式6的液晶顯示裝置的結構的圖。圖20是示意地示出實施方式6的導光板中設置的微小光學元件的配置結構的圖。
具體實施例方式以下，根據附圖詳細地對本發(fā)明的實施方式的液晶顯示裝置和背光裝置進行說明。另外，本發(fā)明的液晶顯示裝置和背光裝置不限于以下的實施方式。實施方式I.
圖I是示意地示出本發(fā)明的實施方式I的透射型顯示裝置即液晶顯示裝置100的結構的圖。實施方式I的背光裝置具有第I背光單元2和第2背光單元3。為了便于理解，將液晶光學元件I的短邊方向設為Y軸方向，將液晶光學元件I的長邊方向(與Y軸垂直的方向)設為X軸方向，將與X-Y平面垂直的方向設為Z軸方向。此外，將液晶顯示元件I的顯示面Ia側設為+Z軸方向，將液晶顯示裝置的上方向(將液晶顯示裝置100的畫面朝向水平方向設置時的上方向)設為+Y軸方向，將后述第I光源20a的光射出方向設為+X軸方向。如圖I所示，液晶顯示裝置100具有透射型液晶顯示元件I、第I光學片31、第2光學片32、第I背光單元2、第2背光單元3以及光反射片15。這些構成要素1、31、32、2、3、15在Z軸方向上重疊配列。液晶顯示元件I具有與X-Y平面平行的顯示面la。液晶顯示裝置100具有圖2所示的液晶顯示元件驅動部52,該液晶顯示元件驅動部52作為驅動部，根據輸入的視頻信號驅動液晶顯示元件I。此外，液晶顯示裝置100具有作為包含于第I背光單兀2的第I光源20的光源20a、20b,以及用于驅動光源20a、20b的光源驅動部53a。在實施方式I中，第I光源20是對光源20a與光源20b的總稱。此外， 液晶顯示裝置100具有包含于第2背光單元3的作為第2光源的光源10，以及用于驅動該光源10的光源驅動部53b。通過控制部51來控制液晶顯示元件驅動部52和光源驅動部53a、53b的動作?？刂撇?1對從未圖示的信號源提供的視頻信號54實施圖像處理并生成控制信號(例如，液晶顯示元件控制信號55和光源控制信號56a、56b)，將這些控制信號提供給液晶顯示元件驅動部52和光源驅動部53a、53b。光源驅動部53a、53b分別根據來自控制部51的光源控制信號56a、56b，驅動光源20a、20b、10，使光從光源20a、20b、10射出。控制部51能夠對光源驅動部53a進行控制，從而調整從光源20a、20b射出的第I光即光22a、22b的亮度與從光源10射出的第2光即光13的亮度的比例。第I背光單元2將從光源20a、20b射出的紅色的光22a、22b轉換為朝向+Z軸方向的照明光33a、33b，并朝向液晶顯示元件I的背面Ib放射。該照明光33a、33b透射第2光學片32和第I光學片31，照射到液晶顯示元件I的背面lb。第2背光單元3將從光源10射出的光13 (這是在藍色和綠色具有峰值亮度的藍綠色(青綠色)的光。)轉換為朝向液晶顯示元件I的背面Ib的照明光14并進行放射。該照明光14透射第I背光單元2、第2光學片32以及第I光學片31，照射到液晶顯示元件I的背面lb。此處，第I光學片31是具有使從背光單元放射的光在液晶顯示裝置100的畫面的法線方向上會聚的作用的片。此夕卜，第2光學片32是具有抑制細小的照明不均等光學影響的功能的片。在緊鄰第2背光單元3的下方(圖I中，為-Z軸方向，是液晶顯示裝置100的背面?zhèn)取?設置有光反射片15。從第I背光單元2和第2背光單元3放射到其背面?zhèn)?-Z軸方向)的光被光反射片15反射，作為照射液晶顯示元件I的背面Ib的照明光而被利用。作為光反射片15，可以使用例如以聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等樹脂為基本材料的光反射片、或在基板的表面蒸鍍金屬的光反射片。液晶顯示元件I具有與X-Y平面平行的液晶層。液晶顯示元件I的顯示面Ia為矩形。圖I所示的X軸方向和Y軸方向是分別沿著該顯示面Ia的相互垂直的兩條邊的方向。液晶顯示元件驅動部52根據從控制部51提供的液晶顯示元件控制信號55使液晶層的光透射率以像素為單位進行變化。各像素由3個副像素構成，這些副像素具有僅使各個紅色的光、綠色的光以及藍色的光透射的彩色濾光片。液晶顯示元件驅動部52通過控制各副像素的透射率，在顯示面顯示彩色圖像。由此，液晶顯示元件I對從第I背光單元2和第2背光單元3入射的照明光進行空間調制，生成圖像光。并且，液晶顯示元件I將該圖像光從顯示面Ia射出。另外，圖像光是指具有圖像信息的光。根據實施方式1，例如，可以通過控制部51單獨對各光源驅動部53a、53b進行控制，調整從第I背光單元2放射的紅色的照明光33a、33b的亮度與從第2背光單元3放射的藍綠色的照明光14的亮度的比例。根據視頻信號54所需的各顏色亮度的比例來調整各光源的發(fā)光量，由此可以實現低消耗功率化。第I背光單兀2由第I面狀激光光源部200a和第2面狀激光光源部200b構成。第I面狀激光光源部200a由光源20a和與液晶顯不兀件I的顯不面Ia平行配置的導光板21a構成。第2面狀激光光源部200b由光源20b和與液晶顯不兀件I的顯不面Ia平行配置的導光板21b構成。圖3 (A)示出在+Z軸方向上觀察到的第I面狀激光 光源部200a(從圖I的下側觀察)的概略圖。圖3 (B)示出在+Z軸方向上觀察到的第2面狀激光光源部200b (從圖I的下側觀察)的概略圖。第I面狀激光光源部200a中包含的光源20a與端面23a相對配置,該端面23a是第I導光板即導光板21a的-X軸方向的光入射端面。例如,光源20a是由多個激光發(fā)光兀件在Y軸方向上以等間隔排列而構成。此外，第I面狀激光光源部200a中包含的導光板21a由透明材料構成。此外，導光板21a是板狀構件。導光板21a在與其液晶顯示元件I相反的一側的面即背面24a上具有光學元件部即微小光學元件25a。從光源20a發(fā)出的光(射出光)22a從導光板21a的端面23a入射到導光板21a內，在導光板21a內全反射并進行傳播。同樣，在第2面狀激光光源部200b內，光源20b與端面23b相對配置,該端面23b是第I導光板即導光板21b的X軸方向的光入射端面。例如，光源20b是由多個激光發(fā)光元件在Y軸方向上以等間隔排列而構成。此外，第2面狀激光光源部200b中包含的導光板21b由透明材料構成。此外，導光板21b是板狀構件。導光板21b在其背面24b具有微小光學兀件25b。從光源20b發(fā)出的光(射出光)22b從導光板21b的端面23b入射到導光板21b內，在導光板21b內全反射并進行傳播。優(yōu)選第I面狀激光光源部200a中包含的光源20a與第2面狀激光光源部200b中包含的光源20b采用具有彼此相同特性的激光發(fā)光元件。此外，優(yōu)選激光發(fā)光元件的配置間隔和相對于導光板21a、21b的端面23a、23b的位置、角度等也彼此相同。此外，優(yōu)選第I面狀激光光源部200a中包含的導光板21a與第2面狀激光光源部200b中包含的導光板21b具有相同的結構。S卩，優(yōu)選第I面狀激光光源部200a與第2面狀激光光源部200b具有相同的特性。第I背光單元2具有第I面狀激光光源部200a和第2面狀激光光源部200b，第I面狀激光光源部200a和第2面狀激光光源部200b具有相同的特性。第I面狀激光光源部200a與第2面狀激光光源部200b具有以液晶顯示元件I的顯示面Ia的法線(圖I中的Z軸方向的線)為中心軸180度旋轉對稱的位置關系。導光板21a和導光板21b層疊配置，以使得導光板21a的4個側面與導光板21b的4個側面彼此均在同一平面上。S卩，第I面狀激光光源部200a中包含的光源20a與第2面狀激光光源部200b中包含的光源20b配置成朝向相對。而且，光源20a朝向+X軸方向射出光。另一方面,光源20b朝向-X軸方向射出光。因此，從各光源20a、20b射出的光(光22a、22b)的行進方向為相反方向。但是,從第I面狀激光光源部200a放射的照明光33a和從第2面狀激光光源部200b放射的照明光33b都是朝向液晶顯示元件I的背面Ib放射。如上所述，實施方式I中的第I背光單元2采取在兩個面狀激光光源部200a、200b放射照明光的方向(+Z軸方向)上層疊配置的結構。照明光33a、33b是使第I背光單元2中包含的光源20a、20b亮燈時得到的、從第I背光單元2放射的照明光。從兩個面狀激光光源部200a、200b放射的照明光33a、33b被相加。因此，從第I背光單元2放射的照明光在X-Y平面的空間亮度分布是兩個面狀激光光源部200a、200b在X-Y平面的空間亮度分布之和。導光板21a、21b由丙烯樹脂(PMMA)等透明構件形成。導光板21a、21b是例如厚度為2 [mm]的板狀構件。從導光板2la、2Ib的端面23a、23b入射的光(激光)22a、22b在導光板21a、21b與空氣層的界面的全反射，由此，在導光板21a、21b內反復反射,并且在X軸方向上行進。如圖I、圖3所示，導光板2la、2Ib具有光傳播部26a、26b，該光傳播部26a、26b 將從光源20a、20b射出的光22a、22b封閉在導光板21a、21b內進行傳播。光傳播部26a、26b是具有將點狀的空間亮度分布轉換為線狀的空間亮度分布的功能的第I空間亮度分布轉換部。此外，導光板21a、21b具有光學元件部27a、27b，該光學元件部27a、27b將經由光傳播部26a、26b在X軸方向上行進的光22a、22b的行進方向轉換到Z軸方向。導光板21a、21b中包含的光傳播部26a、26b位于端面23a、23b附近。從光源20a、20b射出的光22a、22b從端面23a、23b入射到導光板2la、2Ib內。然后，光22a、22b在光傳播部26a、26b中沿X軸方向傳播。在光傳播部26a、26b中，光22a、22b入射的導光板21a、21b的表面(液晶顯示元件I側的面)和背面24a、24b (與液晶顯示元件I相反的一側的面)是平面，沒有特別的突起等結構。因此，在該光傳播部26a、26b中傳播的光22a、22b保持自身的發(fā)散角和行進方向進行傳播。從光源20a、20b射出的光22a、22b在光傳播部26a、26b中傳播，由此，通過自身的發(fā)散角在空間擴展。導光板21a、21b在與光傳播部26a、26b不同的部分處具有光學兀件部27a、27b。光學元件部27a、27b具有將具有線狀空間亮度分布的光轉換為具有面狀空間亮度分布的光的功能。此外，光學元件部27a、27b具有將具有該線狀空間亮度分布的光朝向液晶顯示元件I放射的功能。光學元件部27a、27b是第2空間亮度分布轉換部。光學元件部27a、27b在其背面24a、24b (與液晶顯示元件I相反的一側的面)，分別具有微小光學元件25a、25bο微小光學兀件25a、25b將在導光板21a、21b內傳播的光22a、22b轉換為朝向液晶顯不兀件I的背面Ib方向(+Z軸方向)放射的光(照明光33a、33b)。微小光學兀件25a、25b為半球狀的凸形狀(例如，凸透鏡形狀)。當從光傳播部26a、26b在X軸方向上傳播的光22a、22b在光學兀件部27a、27b中入射到微小光學兀件25a、25b時，被其曲面折射。于是，在導光板21a、21b內傳播的光22a、22b中，產生不滿足導光板21a、21b的表面(液晶顯不兀件I側的面)與空氣層的界面處的全反射條件的光。不滿足全反射條件的光從導光板21a的表面放射，朝向液晶顯示元件I的背面Ib行進，此外，還從導光板21b的表面放射，通過導光板21a，朝向液晶顯示元件I的背面Ib行進。配置在導光板21a、21b的光學元件部27a、27b上的微小光學元件25a、25b，根據其在導光板21a、21b上的X-Y平面內的位置，來改變其配置密度。由此，可以控制從導光板21a、21b朝向液晶顯示元件I放射的照明光33a、33b在面內的空間亮度分布。配置密度是指每單位面積中微小光學元件25a、25b占有的面積的比例。如圖3 (A)、(B)所示，可以通過改變每單位面積中微小光學元件25a、25b的個數來調整配置密度。此外，如圖I所示，也可以通過改變每單位面積中微小光學元件25a、25b的大小(I個微小光學元件的面積)來調整配置密度。在實施方式I中，如圖3所示，微小光學元件25a、25b的配置密度對應于激光22a、22b的行進方向(圖3中的±X軸方向)的位置而發(fā)生變化。具體而言，在導光板21a、21b的端面23a、23b附近，不具有微小光學元件25a、25b。在從導光板21a、21b的X軸方向的中心位置的附近到與端面23a、23b相對的一側的端面位置的區(qū)域中，設置有微小光學元件25a、25b。其配置密度構成為，隨著從中心位置的附近朝向導光板21a、21b的端面方向，從稀疏向密集階段性地或者連續(xù)性地發(fā)生變化?？梢圆捎美绫砻媲始s為O. 15[mm]、最大高度約為O. 005 [mm]、折射率約為
I.49的凸透鏡形狀的微小光學元件，作為微小光學元件25a、25b。另外，導光板21a、21b和微小光學元件25a、25b的材質可以是丙烯樹脂。但是，微小光學元件25a、25b的材質不限 于丙烯樹脂。只要是光透射率高、成形加工性優(yōu)異的材質即可，微小光學元件25a、25b的材質也可以使用聚碳酸酯樹脂等其他樹脂材料或玻璃材料來代替丙烯樹脂。 另外，在實施方式I中，將微小光學元件25a、25b設為凸透鏡形狀，但是，微小光學元件25a、25b的形狀不限于此。只要具有使在導光板內在X軸方向傳播的激光折射而朝向液晶顯示元件I的背面Ib放射的結構，微小光學元件25a、25b的形狀也可以是其他的形狀。微小光學元件25a、25b的形狀可以是例如棱鏡形狀或由隨機的凹凸形態(tài)構成的形狀。此外，在實施方式I中，將導光板的厚度設為了 2[mm]，但是，導光板的厚度不限于此。從液晶顯示裝置的薄型化、輕量化，以及通過多次反射次數的增加來提高光的利用效率這點來看，優(yōu)選采用厚度小的導光板。激光光源是發(fā)光面的面積較小的光源，并且是指向性高的光源，因此，即便對厚度小的導光板也能得到較高的光耦合效率。但是，此時，還需要考慮將導光板的厚度薄型化而引起的剛性下降的問題等。優(yōu)選使用射出以波長640 [nm]為峰值、具有波長寬度的半峰全寬為I [nm]的單色性極高的光譜的激光的光源，作為光源20a、20b。此外，其發(fā)散角在半峰全寬快軸方向為40度，在半峰全寬慢軸方向為10度。在實施方式I中，配置激光發(fā)光元件，使其快軸方向與導光板的側端面的短邊方向平行。以發(fā)散角大的快軸方向與導光板的側端面的短邊方向，即與導光板的相對的面和面之間的間隔最窄的方向(圖I中的Z軸方向)平行的方式進行配置。由此，激光在導光板內的反射次數增多，入射到導光板21a、21b中設置的微小光學元件25a、25b的光線增多。因此，可以提高微小光學元件25a、25b的光取出效率E。此處，光取出效率E由下式定義。E=(朝向液晶顯示元件放射的光量)/ (在導光板內傳播的光量)根據實施方式1，從光源20a、20b射出的激光的光徑相比于端面23a、23b的Y軸方向的大小是極小的點狀，光源20a、20b可以視為點光源。但是,光(激光)22a、22b在設置在導光板21a、21b的光入射端面附近的光傳播部26a、26b中，能夠在足夠的光學距離中全反射并進行傳播。因此，光22a、22b通過自身的發(fā)散角擴展，來自鄰接的其他的激光發(fā)光元件的光22a、22b之間彼此重合，由此，在Y軸方向上的空間亮度分布成為均勻的光，即，成為與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)。即，光22a、22b成為與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)。圖4是用于說明從鄰接的兩個激光光源射出的激光在一定的光學距離進行傳播，由此成為與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)的圖。如圖4所示，空間亮度分布40是與從X軸方向的任意位置處的單一的激光光源射出的激光在Y軸方向的位置對應的亮度分布。該亮度分布為激光本來具有的大致高斯形狀的角度亮度分布。即，角度亮度分布具有中心亮度較高，隨著遠離中心亮度急劇下降那樣的形狀。因此，當單一的激光入射到微小光學構造(微小光學元件25a、25b)時，激光的角度亮度分布反映到從導光板放射的照明光在面內的空間亮度分布，產生亮度不均。然而，當將從接近Y軸方向配置的激光光源射出的多個激光在空間上重合時，它們的分布被平均化。例如，當將具有圖4的空間亮度分布40的單一的激光與具有空間亮度分布41的單一的激光重合時，它們的空間亮度分布之和成為平均化后的分布，即，成為空間亮度分布42那樣的均勻的空間亮度分布。由此，以在光源的排列方向(Y軸方向)具有均勻的空間亮度分布的方式排列激光發(fā)光元件，由此能夠形成與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光。因此，即便是具有單一但不均勻的分布的光，通過將多個光重合，也能夠使它們的空間亮度分布之和成 為平均化后的亮度分布。因此，可以形成在光源的排列方向上空間亮度分布均勻的、即與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光。由此，為了使鄰近的激光發(fā)光元件的光重合，需要使激光在由激光的發(fā)散角和激光光源的配置間隔決定的一定以上的光學距離進行傳播。但是，實施方式I的面狀激光光源部200a、200b中包含的導光板21a、21b在激光入射到微小光學元件25a、25b之前，具有光傳播部26a、26b。為了使激光以自身的發(fā)散角在激光發(fā)光元件的排列方向上充分地進行空間傳播，光傳播部26a、26b具有必要的光學傳播距離。因此，激光可以在成為均勻性高的光，即與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)后，入射到微小光學兀件25a、25b。此外，在實施方式I中，光源20a、20b構成為將具有相等的發(fā)散角和角度亮度分布的多個激光發(fā)光元件以等間隔進行配置。因此，可以得到空間亮度分布的均勻性更高的線狀的激光光源。如上所述，成為與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)，并入射到光學兀件部27a、27b具有的微小光學兀件25a、25b的光(光22a、22b),光的一部分被折射,作為照明光33a、33b從導光板21a、21b的表面朝向液晶顯不兀件I的背面Ib放射。微小光學兀件25a、25b分別在導光板21a、21b的背面24a、24b形成。此時，入射到微小光學兀件25a、25b的光(光22a、22b),是在激光光源(光源20a、20b)的排列方向(Y軸方向)上具有均勻的空間亮度分布的光，即與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)。因此，不會因光源的空間亮度分布的差而產生亮度不均，能夠作為均勻的照明光33a、33b對液晶顯示元件I進行照明。另一方面，面狀激光光源部200a、200b在光行進方向(X軸方向)上，分別具有不放射照明光的區(qū)域(光傳播部26a、26b)。所設置的光傳播部26a、26b用于將來自激光光源(點狀光源)的光轉換為與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)。但是，在實施方式I中，上述面狀激光光源部200a、200b以彼此補充不發(fā)出照明光的區(qū)域的方式層疊配置。即，對面狀激光光源部200a不發(fā)光的區(qū)域與面狀激光光源部200b發(fā)光的區(qū)域(圖3中的從X軸的中心位置附近朝向-X軸方向的區(qū)域)，以在Z軸方向層疊的方式進行配置。此外，對面狀激光光源部200b不發(fā)光的區(qū)域與面狀激光光源部200a發(fā)光的區(qū)域(圖3中的從X軸的中心位置附近朝向+X軸方向的區(qū)域)，以在Z軸方向上層疊的方式進行配置。因此，由面狀激光光源部200a和面狀激光光源部200b構成的第I背光單元2可以從整個面放射照明光。此外，在實施方式I中，將決定各個空間亮度分布的微小光學元件25a、25b在X軸方向的配置密度優(yōu)化，以使將面狀激光光源部200a與面狀激光光源部200b在X軸方向的空間亮度分布相加得到的空間亮度分布均勻。圖5是示出從第I背光單元2放射的照明光33a、33b在X軸方向的一維空間亮度分布的仿真的計算結果的曲線圖。空間亮度分布43是第I面狀激光光源部200a在X軸方
向的一維空間亮度分布?？臻g亮度分布44是第2面狀激光光源部200b在X軸方向的一維空間亮度分布。空間亮度分布45是將空間亮度分布43與空間亮度分布44相加得到的第I背光單元2在X軸方向的一維空間亮度分布。由圖5可知，在從第I面狀激光光源部200a放射的照明光33a的一維空間亮度分布43中，從-X軸方向即端面23a側到導光板21a的X軸方向中心位置的附近，不放射光。此外，在一維空間亮度分布43中，從導光板21a的X軸方向的中心位置附近朝向+X軸方向亮度逐漸升高，并在+X軸方向上與端面23a相對的端面?zhèn)雀浇?，保持一定的亮度。另一方面，從?面狀激光光源部200b放射的照明光33b的一維空間亮度分布44具有與第I面狀激光光源部200a相反的空間亮度分布。在一維空間亮度分布44中，從+X軸方向即端面23b側到導光板21b的X軸方向中心位置附近，不放射光。此外，在一維空間亮度分布44中，從導光板21b的X軸方向的中心位置附近朝向-X軸方向亮度逐漸升高，并在-X軸方向上與端面23b相對的端面?zhèn)雀浇?，保持一定的亮度。從第I背光單元2放射的照明光的面內的空間亮度分布45，由從第I面狀激光光源部200a放射的照明光33a與從第2面狀激光光源部200b放射的照明光33b相加而生成。因此，從第I背光單元2放射的照明光的面內的空間亮度分布45在X軸方向上為均勻的分布。圖6示出對從根據實施方式I的結構試制的第I背光單元2放射的照明光的面內的空間亮度分布的實際計測結果。由圖6可知，在將兩個面狀激光光源部200a、200b在Z軸方向上層疊得到的第I背光單元2中，可以得到在激光行進方向(X軸方向)上均勻性優(yōu)異的照明光。在實施方式I中，在有效圖像顯不區(qū)域內設置有光傳播部26a、26b,該光傳播部26a、26b用于將來自多個作為點光源的激光光源的光轉換為與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)。因此，在確保激光傳播的足夠的光學距離的同時，能夠抑制圖像顯示平面(X-Y平面)上的背光裝置的面積與液晶顯示裝置的面積的比率。因此，能夠在提供圖像質量良好的圖像的同時，實現具有漂亮的外觀(窄邊框的液晶顯示元件I)的液晶顯示裝置。另外，邊框是包圍液晶面板的框(外殼(cabinet))。第2背光單兀3具有光源10和導光板11。光源10是具有廣發(fā)散角，在Y軸方向上具有線狀的空間亮度分布的光源，例如，使用了 LED的光源。導光板11相對于液晶顯示元件I的顯示面Ia平行地配置。在導光板11的背面(與液晶顯示元件I相反一側的面)具有光擴散反射部12。光源10在導光板11的X軸方向的兩個端面(光入射端面)上相對配置，光(入射光13)從導光板兩個端面朝向中心方向入射。該入射光13在第2導光板即導光板11的內部全反射并進行傳播。入射光13通過擴散反射構造部即背面的光擴散反射部12,傳播光的一部分被擴散反射,作為照明光14從導光板11的前表面(液晶顯不兀件I側的面)放射。從第2背光單元3放射的照明光14透射第I背光單元2、第2光學片32以及第I光學片31，對液晶顯示元件I進行照明。如前面所述，在第2背光單元3的上方(+Z軸方向)層疊的第I背光單元2的導光板21a、21b由透明構件形成。此外，導光板21a、21b是板狀構件。導光板21a、21b是在背面具有由相同的透明構件形成的光學微小元件25a、25b的構造。導光板21a、21b對透射它們的照明光14進行吸收，帶來的反射等光學影響較少。此處，照明光14是從第2背光單元3放射的照明光。因此，照明光14產生的光的損耗較小，能夠高效率地作為對液晶顯示元件I進行照明的照明光進行利用。光源10是例如射出綠色和藍色的入射光13的光源。從光源10射出的光與從第I 背光單兀2放射的紅色的照明光33a、33b混合，由此成為白色光。光源10是例如在具有藍色的單色LED的外殼中填充吸收該藍色光并發(fā)出綠色光的綠色熒光體的裝置。光源10將多個藍綠色LED在Y軸方向上密集地排列。由藍綠色LED構成的光源10放射出藍綠色的光，該藍綠色的光在450 [nm]附近和530 [nm]附近具有峰值,在420 [nm]到580[nm]的頻帶具有連續(xù)的光譜。此外，例如能夠采用通過激發(fā)光源與熒光體的組合發(fā)出藍色和綠色的光的光源，作為這樣的光源10?；蛘?，還可以采用使用藍色光來激發(fā)綠色的熒光體來發(fā)出藍色光和綠色光的結構的熒光燈或LED等，作為光源10。導光板11是由透明構件形成的例如厚度為4[_]的板狀構件。導光板11在其背面具有光擴散反射部12。光擴散反射部12是用于將從光源10放射的光朝向液晶顯示元件I的背面Ib放射的擴散反射構造部。光擴散反射部12例如可以通過將擴散反射材料以點狀涂布在導光板11的背面而構成。此時，被涂布成點狀的擴散反射材料的密度以如下方式分布，在來自光源10的光入射端的附近稀疏,隨著遠離光源10而變密集,在導光板11的X軸方向的中心最密集。由此，可以使從導光板11放射的照明光14的X-Y平面的面內空間亮度分布均勻。激光光源為點光源且指向性高。因此，以往存在面內的亮度不均問題。如上所述，根據實施方式I的液晶顯示裝置100，在采用了激光光源(光源20a、20b)的情況下，也能生成面內的空間亮度分布均勻的照明光。這是因為設置了足夠的光學傳播距離，以便激光以自身具有的發(fā)散角與鄰近的其他的激光在空間上重合，成為與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)。因此，能夠提供可以顯示抑制了亮度不均的良好的圖像的液晶顯示裝置。此外，在實施方式I中，通過對液晶顯示裝置的有效圖像顯示區(qū)域進行有效地利用，使上述結構成為簡單的結構。因此，可以對液晶顯示裝置的有效圖像顯示區(qū)域實現背光裝置而無需大型化。在實施方式I中，采用了激光光源作為第I背光單元7的光源，但是，該光源不限于激光光源，對于像激光光源那樣發(fā)光面積小且具有發(fā)散角的其他光源也是有效的。通過應用于那樣的光源，與激光光源同樣可以產生面內的空間亮度分布的均勻性高的面狀光源。例如，通過對LED光源進行應用，也能得到較高的效果。但是，采用激光可以得到后述效果。
實施方式I的液晶顯示裝置100具有紅色的激光器和藍綠色LED。藍綠色LED由藍色的單色LED和吸收藍色的光并發(fā)出綠色的光的綠色熒光體構成。采用單色性優(yōu)異的激光器作為背光單元2的光源20a、20b，由此，與采用單色LED或多色LED的情況相比，能夠提高顯示顏色的顏色純度。因此，采用了激光器作為光源20a、20b的液晶顯示裝置100，與采用了其他的光源的液晶顯示裝置相比，更能表現鮮艷的色彩。此外，激光器與單色LED相t匕，高輸出且高電流注入時的電光轉換效率較高，因此，可以實現小型、高輸出且低消耗功率。以下是實施方式I的液晶顯示裝置100采用紅色激光的理由。在廣泛應用于現有的背光裝置的白色LED的情況下，紅色域的光的能量較少。特別是紅色域的光中作為純紅優(yōu)選的波長630 640 [nm]的范圍內的光的比例非常少。因此，當要在該波長區(qū)域中提高顏色純度時，透射光量極度下降，發(fā)生亮度顯著下降這樣的問題。此外，紅色是人對色差的敏感度較高的顏色。例如，與白色LED相比，波長帶寬較窄的紅色 的單色LED的波長帶寬為幾十nm左右。與此相對，紅色的激光的波長帶寬僅為幾nm左右。在人的視覺中，更能感覺到紅色下的該波長帶寬的顯著的差異。此處，波長帶寬是顏色純度的差。因此，在三基色中，特別將紅色的光置換為激光非常有助于低消耗功率化和顏色純度提高的效果。根據這些理由，在實施方式I的液晶顯示裝置100中，將激光器應用于紅色的光源。此處，紅色的激光是例如以波長630 650[nm]的波長范圍內的任意波長為主波長的光，更優(yōu)選的是，以波長630 640 [nm]的波長范圍的內任意波長為主波長的光。此外，以往，使用了具有從藍色到紅色的連續(xù)光譜的白色LED或波長帶寬較寬的紅色的單色LED。該情況下，紅色光的一部分透射光譜鄰接的綠色的濾光片，由此，也使綠色的顏色純度下降。然而，在實施方式I的液晶顯示裝置100中，由于紅色的顏色純度增加，因此，透射綠色濾光片的紅色的光量降低，能夠提高綠色的顏色純度。此外，在液晶顯示裝置100中，通過具有藍色的單色LED和吸收藍色的光并發(fā)出綠色的光的熒光體的藍綠色LED，生成藍色的光和綠色的光。關于綠色，也考慮采用發(fā)出綠色光的單色LED或單色激光器。但是，在可以應用于顯示器的簡單且小型的裝置中，這些單色LED或單色激光器與使用了熒光體的多色LED相比，在低消耗功率和高輸出方面處于劣勢。因此，為了裝置的簡單化、小型化以及低消耗功率化，實施方式I的液晶顯示裝置100構成為，綠色的光使用熒光體，而不是單色LED或單色激光器等發(fā)光元件。在實施方式I中，采用藍色的單色LED作為發(fā)出藍色的光并激發(fā)綠色熒光體的光源。為了進一步擴大顏色再現范圍，采用藍色的激光器來代替藍色的單色LED也是有效的。然而，如實施方式I的光源10那樣，在構成為通過藍色的發(fā)光元件激發(fā)熒光體而得到其他顏色的光的情況下，相比于激光器更優(yōu)選采用LED。理由如下。相對于低電流驅動且低輸出的LED，激光器是高電流驅動且高輸出。因此，驅動時來自激光器的發(fā)熱量非常大。此外，從LED射出的光具有較寬的發(fā)散角，與此相對，從激光器射出的光具有非常窄的發(fā)散角。因此，在激光器的情況下，入射到熒光體的激發(fā)光的強度密度(入射到熒光體的每單位體積的光的強度)非常高。入射到熒光體并被吸收的光中，一部分被轉換為其他波長并發(fā)射到外部，其他光主要變?yōu)闊崮?。通常，熒光體的內部轉換效率(被轉換為其他波長的光的光量與被吸收的光量之比)為40%到80%左右。SP，同時產生的熱能達到入射光能的20%到60%。因此，在入射了高輸出且光強度密度高的激光的情況下，熒光體的發(fā)熱量變得非常大。當具有熒光體的激光器自身的發(fā)熱量增加時，熒光體的溫度上升。此外，即便熒光體自身的發(fā)熱量增加，熒光體的溫度也上升。當熒光體的溫度上升時，熒光體的內部轉換效率大幅降低，導致亮度降低和消耗功率增加。因此，實施方式I中的光源10采用藍綠色LED,該藍綠色LED具有藍色的LED和由該藍色光激發(fā)而發(fā)出綠色光的熒光體，由此射出藍綠色的光。如上所述，在實施方式I的液晶顯示裝置100中，在三基色中僅紅色采用激光，藍色和綠色采用藍綠色LED。藍綠色LED具有藍色的單色LED和吸收該藍色的光并發(fā)出綠色的光的熒光體。由此，與以往采用了白色LED、三基色的單色LED或三基色的單色激光器的液晶顯示裝置相比，結構簡單且廉價，由此，可以提供以低消耗功率實現較大顏色再現范圍的液晶顯示裝置。另外，在實施方式I中，第I背光單元的光源采用了在640[nm]具有峰值波長的紅色激光光源，但是，第I背光單元的光源不限于此。也可以采用例如波長不同的紅色激光器 作為第I背光單元的光源。此外，例如，采用發(fā)出單色性比較優(yōu)異的單色光的LED作為第I背光單元2的光源20a、20b也是有效的。但是，為了得到更大的顏色再現區(qū)域，盡量采用波長寬度窄的激光光源，對顏色再現區(qū)域的擴大有好的效果。另外，波長寬度窄的激光光源是單色性優(yōu)異的激光光源。另外，在實施方式I中，第2背光單元3的光源10需要采用相對于作為第I背光單元2的光源所采用的單色光源20a、20b發(fā)射出補色的光的光源，以便產生白色的光。在采用白色LED等具有連續(xù)光譜的光源，并將液晶顯示元件具有的彩色濾光片的透射波長設定為較窄以提高顏色純度的情況下，彩色濾光片引起的光損耗(光損)增加，圖像的亮度下降。另一方面，在實施方式I中，提高光源的單色性以提高顏色純度。因此，光損耗(光損)減少，能夠減少圖像亮度的下降。此外，能夠以低消耗功率提高顏色純度。此外，相比于單色的LED光源，單色激光光源的單色性優(yōu)異，可以實現低消耗功率驅動。此外，單色激光光源的指向性高，因此具有提高了向導光板的耦合效率這樣的優(yōu)點。在實施方式I中，多個面狀光源層疊構成的第I背光單兀2,其導光板21a、21b和該導光板中設置的微小光學元件25a、25b均由透明構件形成。此外，多個背光單元2、3層疊構成的背光裝置300，其+Z軸側(上層)具有的導光板和該導光板中設置的微小光學元件均由透明構件形成。因此，可以抑制從配置于-Z軸側(下層)的背光單元射出的光的損耗，得到較高的光利用效率。這是因為，+Z軸側(上層)具有的導光板和微小光學元件均由透明構件形成。在實施方式I中，采用具有同樣特性的光源作為第I背光單元2中包含的多個面狀激光光源部200a、200b，但是，本發(fā)明不限于此。如上前述那樣，在實施方式I中，在X-Y平面方向中將從多個面狀激光光源部放射的照明光相加。由此，生成面內的空間亮度分布均勻的第I背光單元。將該照明光在X-Y平面方向中相加的結構是發(fā)明的要素之一。只要實現該要素，從多個面狀激光光源部放射的照明光的面內的空間亮度分布也可以不同。此外，在實施方式I中，采用了將具有光源20a、20b的2片(2片為I組)面狀激光光源部200a、200b層疊的結構，但是，也可以采用其他的結構。與上述理由同樣，只要是將各面狀激光光源部放射的照明光在X-Y平面中相加，由此生成均勻地對液晶顯示元件整體進行照明的照明光的結構即可，也可以是由I片面狀激光光源部構成的結構，或者將3片以上的面狀激光光源部層疊而成的結構。如上所述，將從多個面狀激光光源部放射的照明光在X-Y平面方向中相加。由此，生成面內的空間亮度分布均勻的第I背光單元。只要是該結構，各面狀激光光源部的面內的空間亮度分布是任意的分別均可。此外，面狀激光光源部可以為由任意片數層疊的結構。但是，優(yōu)選此時各面狀激光光源部中包含的導光板在激光光源的入射端的附近設置光傳播部。光傳播部具有必要的光學傳播距離，以便從激光發(fā)光元件射出的光與從鄰接的其他激光發(fā)光元件射出的光在空間上重合，使激光發(fā)光元件的排列方向的空間亮度分布均勻。而且，光傳播部不具有微小光學元件。通過設置光傳播部，入射到光學元件部的激光成為與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)。由此，被微小光學元件折射并從導光板前表面朝向液晶顯示元件I的背面Ib放射的照明光沒有亮度分布不均。因此，可以提供抑制了顯示不均(亮度不均和色相不均)的高圖像質量的液晶顯示裝置 100。
只要能夠達成上述結構，則不限制激光光源的配置間隔和相對于激光光源的導光板的入射端面的配置方向和角度等激光光源的配置方法。此外，可以是將激光光源與導光板的4個邊任意一個端面相對配置的結構。此時，將激光光源的入射端面設為液晶顯示裝置的短邊側端面，由此，可以高效地延長激光的光學傳播距離。因此，可以得到面內的空間亮度分布的均勻性更優(yōu)異的照明光。此外，根據實施方式1，首先，激光光源在導光板內的足夠長的光學傳播距離上多次反射并進行傳播。接著，使多個激光在空間上重合。由此，可以得到降低了以往使用相干性高的激光光源的圖像顯示裝置中的光斑噪聲(speckle noise)這樣的效果。實施方式2.圖7是示意地示出本發(fā)明的實施方式2的液晶顯示裝置(透射型液晶顯示裝置)600的結構的圖。實施方式2的背光裝置具有第I背光單元2和第2背光單元4。實施方式2的液晶顯示裝置600與實施方式I的液晶顯示裝置100的不同點在于，設置具有不同結構的第2背光單元4，來代替實施方式I的液晶顯示裝置100的第2背光單元3。除這點夕卜，實施方式2的液晶顯示裝置600基本上與實施方式I的液晶顯示裝置100相同。在圖7中，對與在實施方式I (圖I)中說明的液晶顯示裝置100的結果要素相同或對應的結構要素標注相同的標號。第2背光單元4與實施方式I的第2背光單元3中安裝的光源10同樣，安裝有多個發(fā)散角大的射出藍綠色的光的光源。多個光源10在緊鄰第I背光單元2的下方(-Z軸方向)的X-Y平面上2維排列。第2背光單元4是緊鄰光源之下型的背光單元。此處，射出發(fā)散角大的藍綠色的光的光源是例如藍綠色LED。從光源10射出的光在擴散板60被擴散后，透射第I背光單元2、第I光學片32以及第2光學片31，對液晶顯示元件I的背面Ib進行照明。設置擴散板60用于使從第2背光單元4的2維排列的光源10射出的光擴散透射。擴散板60由光擴散能力(擴散度)高的材料構成，以便由來自光源10的照明光14生成面內均勻性高的光。
第2背光單元4在要求大發(fā)光量的情況下是有效的。要求大發(fā)光量的情況是指，例如液晶顯示裝置600被大畫面化的情況，或將液晶顯示元件I的彩色濾光片的藍色或綠色的透射頻帶變窄以擴大顏色再現范圍的情況等。即便在這些情況下，通過使用緊鄰光源之下型的第2背光單元4，也能確保足夠的亮度。實施方式3.圖8是示意地示出本發(fā)明的實施方式3的液晶顯示裝置(透射型液晶顯示裝置)700的結構的圖。實施方式3的背光裝置具有第I背光單元7和第2背光單元3。實施方式3的液晶顯示裝置700是比實施方式I的液晶顯示裝置100更合適的方式。在實施方式3的液晶顯示裝置700中，更詳細地討論并改進光傳播部的條件。另外，在圖8中，對具有與在實施方式I (圖I)中使用的結構要素相同或對應的功能的結構要素標注相同的標號。但是，對于在實施方式3中詳細地說明的結構要素，標注新的標號，與有別于實施方式I的結構要素進行說明。在實施方式3的液晶顯示裝置700中，第I背光單元7將從作為第I光源的光源 70a、70b射出的、作為第I光的紅色光(射出光)72a、72b轉換為朝向+Z軸方向的照明光37a、37b，并朝向液晶顯示元件I的背面Ib放射。該照明光37a、37b透射第2光學片32和第I光學片31，照射到液晶顯示元件I的背面lb。第I背光單元7具有第I面狀激光光源部77a和第2面狀激光光源部77b。第I面狀激光光源部77a具有光源70a和導光板71a。優(yōu)選導光板71a相對于液晶顯不兀件I的顯不面Ia平行地配置。第2面狀激光光源部77b具有光源70b和導光板71b。優(yōu)選導光板71b相對于液晶顯示元件I的顯示面Ia平行地配置。第I面狀激光光源部77a中包含的光源70a與導光板71a的-X軸方向的端面73a相對地配置。導光板71a是第I導光板。此外,端面73a是光入射端面。例如,光源70a由多個激光發(fā)光元件在Y軸方向以等間隔排列而構成。此外，第I面狀激光光源部77a中包含的導光板71a由透明材料構成。而且,導光板71a是板狀構件。如圖9所不,在導光板71a的背面74a具有光學元件部即微小光學元件75a。背面74a是導光板71a的與液晶顯示元件I相反一側(-Z軸方向側)的面。從光源70a發(fā)出的光從導光板71a的端面73a入射到導光板71a內，在導光板71a內全反射并進行傳播。同樣，第2面狀激光光源部77b中包含的光源70b與導光板71b的X軸方向的端面73b相對配置。導光板71b是第I導光板。此外,端面73b是光入射端面。例如,光源70b是由多個激光發(fā)光元件在Y軸方向以等間隔排列而構成。此外，第2面狀激光光源部77b中包含的導光板71b由透明材料構成。而且，導光板71b是板狀構件。導光板71b的背面74b具有光學元件部即微小光學元件75b。背面74b是導光板71b中的與液晶顯示元件I相反一側(-Z軸方向側)的面。從光源70b發(fā)出的光從導光板71b的端面73b入射到導光板71b內，在導光板71b內全反射并進行傳播。優(yōu)選第I面狀激光光源部77a中包含的光源70a和第2面狀激光光源部77b中包含的光源70b采用彼此具有相同特性的激光發(fā)光元件。此外，優(yōu)選將光源70a中的激光發(fā)光元件的配置間隔與光源70b中的激光發(fā)光元件的配置間隔設為相同，并且將激光發(fā)光元件和導光板71a的端面73a的位置關系(距離和角度等)與激光發(fā)光元件和導光板71b的端面73b的位置關系(距離和角度等)設為同樣。此外，優(yōu)選第I面狀激光光源部77a與第2面狀激光光源部77b中包含的導光板71a、71b具有相同的構造。即，優(yōu)選第I面狀激光光源部77a與第2面狀激光光源部77b具有相同的特性。在第I背光單元7中，具有彼此相同的特性的第I面狀激光光源部77a與第2面狀激光光源部77b，處于在液晶顯示元件I的顯示面Ia的中心位置處以顯示面Ia的法線(圖8中的Z軸方向的法線)為中心軸彼此180度旋轉對稱的位置關系。此外，導光板71a與導光板71b層疊配置，以使得導光板71a的側面(端面)與導光板71b的側面(端面)彼此在同一平面上。即，光源70a與光源70b配置成朝向相對。此處，光源70a是第I面狀激光光源部77a中包含的光源。此外，光源70b是第2面狀激光光源部77b中包含的光源。光源70a朝向+X軸方向射出光(射出光)72a。另一方面，光源70b朝向-X軸方向射出光(射出光)72b。因此，從各個光源70a、70b射出的光72a、72b的行進方向為相反的方向。但是，從面狀激光光源部77a、77b放射的照明光37a、37b均朝向液晶顯示元件I的背面Ib放射。如上所述，實施方式3中的第I背光單元7構成為，兩個面狀激光光源部77a、77b在照明光放射的方向(+Z軸方向)上層疊配置。因此，從第I背光單元7放射的照明光為 從兩個面狀激光光源部77a、77b放射的照明光37a、37b相加后的光。從第I背光單元7放射的照明光33a、33b是使第I背光單元7中包含的光源70a、70b點亮時得到的照明光。因此，從第I背光單元7放射的照明光的X-Y平面中的空間亮度分布為兩個面狀激光光源部77a、77b的X-Y平面中的空間亮度分布之和。導光板71a、71b由丙烯樹脂(PMMA)等透明構件形成。導光板71a、71b是例如厚度為2 [mm]的板狀構件。從導光板7la、7Ib的端面73a、73b入射的光(激光)72a、72b在導光板71a、71b與空氣層的界面處全反射，由此在導光板71a、71b內反復反射并在X軸方向行進。導光板71a、71b具有第I空間亮度分布轉換部即光傳播部76a、76b和第2空間亮度分布轉換部即光學元件部78a，78b。光傳播部76a、76b是使從光源70a、70b射出的光72a、72b封閉在導光板71a、71b內并進行傳播的部分。微小光學兀件75a、75b將經由光傳播部76a、76b在X軸方向上行進的光72a、72b的行進方向主要轉換到Z軸方向(朝向液晶顯示元件I的方向)。導光板71a、71b中包含的光傳播部76a、76b配置在端面73a、73b附近。從光源70a、70b射出的光72a、72b從端面73a、73b入射到導光板71a、71b內。然后，光72a、72b在光傳播部76a、76b內在X軸方向上傳播。在光傳播部76a、76b中，導光板71a、71b的表面(液晶顯示元件I側的面)和背面(與液晶顯示元件I相反一側的面)是平面，沒有特別的突起等構造。光72a入射到導光板71a。光72b入射到導光板71b。因此，在該光傳播部76a、76b傳播的光72a、72b保持自身的發(fā)散角和行進方向進行傳播。從光源70a、70b射出的光72a、72b在光傳播部76a、76b中傳播，由此，通過自身的發(fā)散角在空間擴散。如圖9所示，實施方式3的第I導光板7la、7Ib具有的光傳播部76a、76b特別使將激光80p、81p相加而得到的Y軸方向的一維空間亮度分布更加均勻。激光80p、81p從相鄰的激光發(fā)光兀件80、81射出。因此,光傳播部76a、76b在X軸方向上需要一定的光學距離X。導光板71a、71b中包含的光學元件部78a、78b在導光板71a、71b的背面74a、74b(與液晶顯示元件I相反一側的面)具有半球狀的凸形狀(以下稱作凸透鏡形狀。)的微小光學兀件75a、75b。該凸透鏡形狀(微小光學兀件75a、75b)將在導光板71a、71b內朝向X軸方向傳播光72a、72b轉換為朝向液晶顯不兀件I的背面Ib方向(+Z軸方向)放射的光(照明光37a、37b)。光72a、72b從端面73a、73b入射到導光板71a、71b內。光72a、72b在光傳播部76a、76b內傳播后,保持行進方向在X軸方向而入射到微小光學兀件75a、75b。入射到微小光學元件75a、75b的光72a、72b由于凸透鏡形狀的曲面而被折射，產生在導光板71a、71b的表面(液晶顯示元件I側的面)與空氣層的界面處不滿足全反射條件的光。該不滿足全反射條件的光從導光板71a、71b的表面朝向液晶顯不兀件I的背面Ib放射。從作為點光源的光源70a、70b射出的光72a、72b通過在光傳播部76a、76b進行傳播，以自身的發(fā)散角進行擴散。該以自身的發(fā)散角擴散的光(光72a、72b)與鄰近的其他激光(光72a、72b)在空間上重合，成為激光發(fā)光元件80、81的排列方向(Y軸方向)的空間亮度分布均勻的光，即，成為與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)。該與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光入射到微小光學兀件75a、75b,成為朝向液晶顯示元件I的背面Ib放射的均勻的照明光37a、37b。以下，舉出光源70a中包含的激光發(fā)光元件80和與其在Y軸方向鄰接的激光發(fā)光 元件81為例，詳細地對實施方式3的第I導光板7la、7Ib具有的光傳播部76a、76b進行說明。圖9是概念性地示出激光80p、8Ip的光路的圖。激光80p、8Ip從激光發(fā)光元件80、81射出，從端面73a入射到導光板71a內。圖10是示出一維空間亮度分布80q、81q和將它們相加而生成的與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光的一維空間亮度分布82q的曲線圖。一維空間亮度分布80q、81q是在X軸方向的光學距離為X的光傳播部76a中傳播的激光80p、81p的Y軸方向的空間亮度分布。如圖9所示，激光發(fā)光元件80、81在Y軸方向上隔開距離d而鄰接。激光發(fā)光元件80、81分別與導光板71a的端面73a相對配置。將激光發(fā)光元件80、81的發(fā)光面與端面73a的間隔設定為距離f。激光發(fā)光元件80、81具有同樣的特性。從激光發(fā)光元件80、81射出的激光80p、81p的X-Y平面的半值角α的大致高斯形狀的角度亮度分布具有同樣的形狀。另外，半值角是指，在角度亮度分布中以亮度最高的角度為中心(O度)，其最高的亮度的一半的亮度的角度。從激光發(fā)光元件80、81射出的激光80ρ、81ρ從端面73a入射到導光板70a內，在光傳播部76a中傳播。此時,光傳播部76a具有的X軸方向的光學距離X由式(I)定義。此處，d是激光發(fā)光元件80、81的發(fā)光點間距離。f是激光發(fā)光元件80、81的出射面與端面73a的距離。α是從激光發(fā)光元件80、81射出的光在X-Y平面的發(fā)散角的半值角。β是在導光板71a內傳播的激光80p、81p在X-Y平面的發(fā)散角的半值角。[式I]
d-2*f*taao, ^ .X =—-----* * * C I >
2*tan p其中，導光板71a內的半值角β由式(2)定義。此處,將從激光發(fā)光兀件80、81射出的激光80ρ、81ρ在入射到導光板71a內之前傳播的層的折射率設為叫。將導光板71a的折射率設為n2。[式2]
β = Sin _1 Λ- * sin a I· ■ · ( 2 )
1 ;此處，激光發(fā)光元件80、81的發(fā)光面積相對于激光發(fā)光元件80、81的發(fā)光點間的距離d足夠小，因此忽略其大小。上述式(I)和式(2)用于決定必要的光學距離X，該光學距離X用于使激光80p和激光81p在Y軸方向的空間亮度分布中，在各自的光軸上存在的峰值亮度的一半亮度的位置處具有交點。激光80p、81p具有同樣的角度 亮度分布，分別具有與自身的光軸對稱的角度亮度分布。因此，如圖10所示，當激光80p、81p傳播由式(I)和式(2)決定的光學距離X時，激光80p、81p分別在具有峰值亮度L的點(Y=yQ，yi)的中間點(Y=y2)中，具有亮度L/2。由于這些激光80p、81p重合，因此中間點(Y=y2)的亮度為L。以往，相對于激光80p、81p的光軸上存在的明亮的部分即明部，在它們中間存在暗的部分即暗部，由此產生了亮度不均。但是，通過設置由式(I)和式(2)定義的光學距離X，在激光80p、81p的明部(Y=yQ，yi)之間，可以插補與它們具有相等亮度的明部(Y=y2)。此外，同時，由于這些明部(Y=yci，yi)間的空間亮度分布被平均化，因此，可以生產與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與來自在亮度分布中具有高均勻性的線狀光源的光同樣的光)。如上所述，激光80p、81p在具有由式(I)和式(2)定義的光學距離X的光傳播部76a中傳播。由此，可以將光傳播部76a的大小抑制在最小限度內，并且，生成Y軸方向的空間亮度分布均勻的、與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光。微小光學兀件75a設置在從光傳播部76a的+X軸方向的端部到導光板71a的+X軸方向的端部的區(qū)域內。其配置密度以朝向+X軸方向從稀疏到密集連續(xù)地變化的方式配置。微小光學元件75a的構造和特性與實施方式I所示的構造和特性同樣。光72a (激光)從光源70a射出，在將X軸方向的長度作為光學距離X的光傳播部76a中傳播。該激光72a在成為在光源70a的排列方向(Y軸方向)上具有均勻的空間亮度分布的光，即，成為與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)之后，入射到光學元件部75a內，成為面內的空間亮度分布的均勻的面光源，對液晶顯示元件I進行照明。此處，對第I面狀激光光源部77a進行了記述，第2面狀激光光源部77b也同樣4具有滿足式(I)和式(2)的光傳播部76b。光72b (激光)成為具有高均勻性的光，即，成為與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)，入射到微小光學元件75b，成為面內的空間亮度分布的均勻的面光源，對液晶顯示元件I進行照明。這樣的第I面狀激光光源部77a和第2面狀激光光源部77b被相加，第I背光單元7成為面內分布均勻性高的面狀光源。照明光的面內的空間亮度分布不均得到抑制。因此，可以提供抑制了顯示不均的高圖像質量的液晶顯示裝置700。在實施方式3中，將光傳播部76a、76b的X軸方向的長度設為由式(I)和(2)定義的光學距離X。由此，可以形成具有高均勻性的面狀激光光源部77a、77b。另外，將該光學距離設為比由式(I)和(2)定義的X長，由此，可以進一步提高面狀激光光源部77a、77b的面內的空間亮度分布的均勻性。實施方式4.
圖11是示意性地示出本發(fā)明的實施方式4的透射型顯示裝置即液晶顯示裝置800的結構的圖。為了便于理解，將液晶光學元件I的短邊方向設為Y軸方向，將液晶光學元件I的長邊方向(與Y軸垂直的方向)設為X軸方向，將與X-Y平面垂直的方向設為Z軸方向。此外，將液晶顯示元件I的顯示面Ia側設為+Z軸方向，將液晶顯示裝置的上方向(將液晶顯示裝置100的畫面朝向水平方向設置時的上方向)設為+Y軸方向，將后述的第2光源10的光的射出方向設為+X軸方向。如圖11所示，液晶顯示裝置800具有透射型液晶顯示元件I、光學片31、光學片32、背光裝置303以及光反射片15。這些結構要素1、31、32、303、15在Z軸方向上重疊排列。液晶顯示元件I具有與包含X軸和Y軸的X-Y平面平行的顯示面la。此外，光學片31是第I光學片。光學片32是第2光學片。圖12是示出從-Z軸方向觀察圖11所示的液晶顯示裝置800的情況的圖。如圖11和圖12所示，背光裝置303具有導光板811、光擴散反射部812、導光 元件5、光源6以及光源10。另外，光源6是第I光源,光源10是第2光源。導光板811和光擴散反射部812構成第2空間亮度分布轉換部，該第2空間亮度分布轉換部將具有線狀的空間亮度分布的光轉換為具有面狀的空間亮度分布的光，并將具有該面狀的空間亮度分布的光朝向液晶顯不兀件I放射。光擴散反射部812以與導光板811的-Z軸方向的面相接的方式配置。導光元件5具有將點狀的空間亮度分布轉換為線狀的空間亮度分布的功能。導光元件5構成第I空間亮度分布轉換部。導光元件5為大致四棱柱的形狀，并且以具有長邊作為一條邊的長度方向的一個側面與導光板811的側面相對的方式配置。即，導光元件5的一個長邊以朝向Y軸方向的方式配置，導光元件5的兩個短邊分別以朝向X軸方向和Z軸方向的方式配置。導光兀件5的I個短邊與X軸平行,導光兀件5的另一個短邊與Z軸平行。導光元件5的與導光板811的側面相對的側面是導光元件5的光出射面5c。導光板811的與導光元件5的側面相對的側面是導光板811的光入射面811a。導光兀件5的光出射面5c構成為在Z軸方向的厚度比光入射面811a小。此外,優(yōu)選導光元件5的厚度方向(Z軸方向)的中心位置與導光板811的厚度方向(Z軸方向)的中心位置配置成一致。在導光元件5的光出射面5c上形成例如僅在X-Z截面中具有曲率的凹形狀的微小光學元件850。微小光學元件850是在Y軸方向具有中心軸的圓筒面，是在X-Z截面中具有曲率(為曲線)，但在與其垂直的方向(Y軸方向)中不具有曲率(為直線)的面。在導光元件5的光出射面5c中，多個微小光學元件850在Z軸方向上排列。通過該微小光學元件850，能夠將從導光元件5的光出射面5c朝向導光板811射出的光線61在X-Z平面上的發(fā)散角增大。光源6射出紅色的光線61。光線61從由導光元件5的兩個短邊構成的光入射面5a入射，在導光元件5中在+Y軸方向上傳播。從光源10射出的光線871向+X軸方向射出，從導光兀件5的光入射面5b入射到導光兀件5內。光入射面5b是與導光兀件5的光出射面5c相對的面,該光出射面5c是與導光板811相對的面。光源10具有將多個發(fā)光兀件10a、10b、10c、IOd在Y軸方向上與光入射面5b相對配置的結構。另外，光源6是例如激光光源那樣發(fā)散角小且指向性高的發(fā)光元件。此外，光源10由發(fā)散角大的多個發(fā)光元件構成。換言之，光源6是例如與實施方式I的光源20a、20b相同的激光光源。此外,光源10是例如與實施方式I的光源10相同的作為多個發(fā)光元件的LED光源。此外，光入射面5a是第I光入射面，光入射面5b是第2光入射面。光線61是第I光，光線871是第2光。與實施方式I同樣,液晶顯示裝置800具有控制部51、液晶顯示元件驅動部52以及光源驅動部53a、53b。圖13是概略地示出液晶顯示裝置800的結構的框圖。使用圖13對液晶顯示裝置800的動作進行說明。液晶顯示裝置800具有驅動液晶顯示元件I的液晶顯不兀件驅動部52、驅動光源6的光源驅動部53a以及驅動多個光源10的光源驅動部53b。液晶顯示元件驅動部52和光源驅動部53a、53b的動作通過控制部51控制。控制部51對從未圖示的信號源提供的視頻信號54實施圖像處理，生成控制信號，并將這些控制信號提供給液晶顯示元件驅動部52和光源驅動部53a、53b。液晶顯示元件控制信號55是從控制部51發(fā)送到液晶顯示元件驅動部52的控制信號。光源控制信號56a是從控制部51發(fā)送到光源驅動部53a的控制信號。光源控制信號56b是從控制部51發(fā)送到光源驅動部53b的控制信號。光源驅動部53a、53b分別根據來自控制部51的光源控制信號56a、56b對光源6、10進行驅動,使光線從這些光源6、10射出。 圖14是示意地示出實施方式4的導光元件5的構造的圖。圖14從-X軸方向觀察導光元件5的圖。換言之，圖14是觀察導光元件5的光入射面5b側的圖。導光元件5的光入射面5b是與導光板811相對的光出射面5c的相反一側的面。在實施方式4中，導光兀件5由透明材料構成,是四棱柱的棒狀構件。在實施方式4中，導光兀件5在光入射面5b具有多個光學兀件即微小光學兀件17。從光源6射出的光線61從導光兀件5的光入射面5a入射到導光兀件5內，在導光兀件5內全反射并進行傳播。從構成光源10的多個發(fā)光元件(例如，IOa IOd)射出的光線871從光入射面5b入射到導光元件5內。光線871在透射微小光學兀件17時分散。光線871在導光兀件5內，與從光源6入射的光線61混合。然后，光線871從導光兀件5的光出射面5c朝向導光板811射出。如上所述，光源6是激光光源那樣發(fā)散角小且指向性高的光源。為從該指向性高的光源生成具有線狀的空間亮度分布的光，使激光即光線61從截面積較小的光入射面5a入射到導光兀件5內。光入射面5a是與光線61的光的行進方向(圖12中Y軸方向)垂直的面(與圖12的X-Z平面平行的面)。因此，即便是指向性高、發(fā)散角小的激光，也能夠增加在導光元件5內的反射次數。只要通過微小光學元件17每次取出一定量，并使該反射光從光出射面5c射出，則能夠容易地生成具有線狀的空間亮度分布的光(B卩，用與光傳播方向垂直的平面切割的光線的截面形狀為直線狀的光)。該情況下，光線61最初入射到微小光學元件17為止的光學距離較短，因此，導光元件5能夠將不必要的空間抑制在最小限度內。其結果為，能夠將背光裝置303小型化。導光板811與液晶顯不兀件I的顯不面Ia平行地配置。導光板811在背面具有光擴散反射部812。導光板811的背面是與導光板811的液晶顯示元件I相反的一側，是-Z軸方向側的面。導光元件5與光入射面811a相對配置。光入射面811a是導光板811的-X軸方向的端面。從導光兀件5射出的光線809從導光板811的光入射面811a朝向導光板811的中心方向行進。另外，光線809是照明光62與光線871混合的光。從導光元件5射出的光線809在導光板811的內部全反射并進行傳播。并且，光線809的一部分因在背面?zhèn)扰渲玫墓鈹U散反射部812而分散并反射。背面?zhèn)仁?Z軸方向偵1K該散射光作為照明光810從導光板811的前表面射出。導光板811的前表面是導光板811的液晶顯不兀件I側、+Z軸方向側的面。從導光板811射出的照明光810透射光學片32和光學片31，對液晶顯示元件I進行照明。光學片31具有使從背光裝置303射出的照明光810朝向液晶顯示元件100的顯示面Ia的法線方向的作用。此外，光學片32具有抑制細小的照明不均等光學影響的功能。在背光裝置303的-Z軸方向上配置有光反射片15。從背光裝置303向背面?zhèn)壬涑龅墓饩€被光反射片15反射，作為對液晶顯示元件I的背面Ib進行照明的照明光被利用。背面?zhèn)仁?Z軸方向側?？梢允褂靡岳缇蹖Ρ蕉姿嵋叶减サ葮渲鳛榛静牧系墓夥瓷淦?，作為光反射片15。此外，也可以使用例如在基板的表面蒸鍍金屬的光反射片等那樣的其他光反射片，作為光反射片15。液晶顯示元件I具有與X-Y平面平行的液晶層，該X-Y平面與Z軸方向垂直。液晶顯示元件I的顯示面Ia為矩形形狀。圖11所示的X軸方向和Y軸方向是分別沿著該顯示面Ia的互相垂直的2邊的方向。液晶顯示元件驅動部52根據從控制部51提供的液晶 顯示元件控制信號55，使液晶層的光透射率以像素為單位進行變化。各像素由3個副像素構成，副像素具有僅使各紅色、綠色以及藍色的光透射的彩色濾光片。液晶顯示元件驅動部52通過控制各副像素的透射率生成彩色圖像。由此，液晶顯示元件I對從背光裝置303入射的照明光在空間上進行調制，生成圖像光。液晶顯示元件I能夠使該圖像光從顯示面Ia射出。另外，液晶顯示元件I的彩色濾光片示出光的三基色即紅色、綠色以及藍色，但是，為了擴大顏色再現范圍，可以追加光的三基色以外的色。接著，對實施方式4的各結構要素詳細地進行說明。光源6是例如以640[nm]為峰值，具有波長寬度的半峰全寬為I [nm]的單色性極高的光譜的激光光源。此外，來自光源6的光的發(fā)散角，在快軸方向中半峰全寬為40度，在慢軸方向中半峰全寬為10度。在實施方式4中，光源6具有的激光發(fā)光元件，以半峰全寬較大的快軸方向在導光元件5的光入射端面5b和光出射端面5c反射的方式配置。即，激光發(fā)光元件的快軸方向成為圖11中的X軸方向。光入射面811a的短邊是與Z軸平行的邊。光源6是第I光源。換言之，構成為激光發(fā)光元件的光線61中發(fā)散角較大的快軸方向的光線在導光元件5的光入射面5b與光出射面5c之間反射。通過該結構，激光在導光元件5內的反射次數增加，入射到設置于導光元件5的微小光學元件17中的光線61增多。結果，該結構可以提高微小光學元件17的光的取出效率F。此處，F=(從導光兀件射出的朝向導光板的光量)/ (在導光兀件內傳播的光量)。導光元件5由丙烯樹脂(PMMA)等透明構件形成，是例如厚度為2 [mm] X 2 [mm]的棒狀構件。如圖12和圖14所不,在該光入射面5b (與導光板81相反一側的面)中，形成有半球狀的凸形狀(以下稱作凸透鏡形狀。)的微小光學元件17，該微小光學元件17用于使在導光兀件5內傳播的光線61朝向光出射面5c的方向(+X軸方向)射出。從導光元件5的光入射面5a入射到光線61在導光元件5與空氣層的界面處全反射，由此在導光元件5內反復反射并在Y軸方向行進。當光線61入射到微小光學元件17時，由于該曲面，光線61的行進方向發(fā)生變化，產生不滿足導光元件5的光出射面5c(導光板811側的面)與空氣層的界面處的全反射條件的情況。不滿足該全反射條件的光線61作為照明光62,從導光兀件5的光出射面5c朝向導光板811的光入射面811a射出。配置密度是每單位面積中微小光學元件17占有的面積的比例?？梢酝ㄟ^改變每單位面積中微小光學元件17的個數來調整配置密度。此外，也可以通過改變每單位面積中微小光學元件17的大小(I個微小光學元件的面積)來調整配置密度。由此，可以控制從導光兀件5射出的照明光62的Y軸方向的空間亮度分布。作為微小光學兀件17的具體例,可以米用例如其表面的曲率約為O. 15[mm]、最大高度約為O. 005 [mm]、折射率約為I. 49的凸透鏡形狀的微小光學元件17。另外，導光元件5和微小光學元件17的材質可以是丙烯樹脂。但是，導光元件5和微小光學元件17的材質不限定于丙烯樹脂。只要是光的透射率好的、成形加工性優(yōu)異的材質，導光元件5和微小光學元件17的材質也可以使用聚碳酸酯樹脂等其他樹脂材料來代替丙烯樹脂?；蛘撸瑢Ч庠?和微小光學元件17的材質也可以使用玻璃材料來代替丙烯樹脂。導光元件5具有微小光學元件17的配置密度相對于光線61的行進方向(圖12中的+Y軸方向)的位置而變化的構造。微小光學元件17設置在導光元件5的光入射面5b的上方。光入射面5b的上方是指從導光元件5的光入射面5a的附近到與光入射面5a相對的一側的端面位置為止的區(qū)域。微小光學元件17的配置密度構成為從光入射面5a從稀疏向密集連續(xù)地變化。即，微小光學元件17的配置密度構成為，從光入射面5a朝向與光入射 面5a相對一側的端面方向，從稀疏向密集逐漸地或者連續(xù)地變化。從光入射面5a入射到導光元件5內的光線61通過微小光學元件17逐漸向導光板811的方向射出。因此，光線61隨著在Y軸方向上前進，導光元件5內的光量減少。但是，如圖14所示，微小光學元件17的配置密度隨著在Y軸方向上前進，變得密集。因此，相對于在導光元件5內傳播的光線61的光量，入射到微小光學元件17的光量的比例增加。結果，從導光兀件5的光出射面5c朝向導光板811射出的照明光62成為在Y軸方向的空間亮度分布均勻、與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)。光出射面5c是與導光板811相對的面。從微小光學元件17射出的照明光62的慢軸方向的發(fā)散角較小。慢軸方向是Z軸方向的軸。這是因為，從光源6射出的發(fā)散角較小的光線61在導光元件5內反射并前進，因此，維持了射出光源6時的發(fā)散角。此外，還因為，入射到微小光學元件17的光雖然改變行進方向，但其發(fā)散角基本不發(fā)生變化。由此，當發(fā)散角較小的照明光62入射到導光板811內時，入射到設置于導光板811的背面的光擴散反射部812的光的比例變少。因此，導光板811對照明光62的光取出效率降低。此外，照明光62入射到光擴散反射部812的位置在空間上不均勻。因此，產生從導光板811射出的光的X-Y平面的空間亮度分布變得不均勻這樣的問題。此外，在實施方式4中，是多個光源6、10共用導光板811的結構。因此，入射到導光板811內的光的特性幾乎相同，由此，可以抑制色相不均。即，優(yōu)選照明光62的發(fā)散角較大。在實施方式4中，從導光兀件5射出的照明光62透射在導光兀件5的光出射面5c上設置的微小光學元件850。由此，照明光62的導光板811的厚度方向(慢軸方向)的發(fā)散角變大。發(fā)散角變大的照明光62從光出射面5c朝向導光板811的光入射面811a射出。微小光學元件850在X-Z平面中具有曲率，照明光62的X-Z平面上的發(fā)散角變大。由此，導光板811對照明光62的光取出效率提高。而且，由此，得到背光單元100的高亮度化的效果。此外，可以得到低消耗功率化的效果。此外，還可以消除從導光板811朝向液晶顯示元件I射出的照明光810的面內的空間亮度分布的均勻化的問題。此外，還消除了光源6的光與光源10的光的混色產生的色相不均的問題。
在實施方式4中，微小光學元件850僅在X-Z平面內具有曲率，并構造為多個微小光學元件850在Z軸方向上排列。但是，本發(fā)明不限于此。只要同時滿足以下兩個條件，也可以采用其他的構造作為微小光學元件850的構造。第I條件是從微小光學元件17射出的光的發(fā)散角增大這一條件。第I條件與向導光板811入射的光的入射角度增大是同等的。第2條件是相對于在導光板811內傳播的照明光62的光行進方向(X軸方向)，將光線轉換為在導光板811的厚度方向(Z軸方向)對稱的角度亮度分布這一條件。例如，可以是在導光元件5的X-Z截面中，在Z軸方向排列多個具有斜面部的三角形狀的棱鏡的構造。此外，不限于僅在I維方向(Z軸方向)上排列微小光學兀件(例如,微小光學兀件850)的構造,也可以構成為具有在2維方向(Z軸方向和Y軸方向)上排列微小光學兀件的構造。但是，在照明光62中，光在導光板811的厚度方向上擴散的效果是占主導地位的，因此，具有僅在I維方向(Z軸方向)上排列微小光學元件的構造，能夠以簡單的構造高效地得到效果。此外,在實施方式4中，在光出射面5c上具有微小光學兀件850。但是,本發(fā)明不限于此。出于擴大從光源6射出的光線61的發(fā)散角的目的，微小光學元件850也可以具有 光線61或照明光62在入射到導光板811內之前透射的其他的面。在實施方式4中，例如，也可以米用在導光兀件5的光入射面5a或在導光板811的光入射面811a具有微小光學兀件850的結構。另一方面，光源10射出綠色和藍色(以下，稱作藍綠色。)的光線871，以便通過與從光源6射出的紅色的照明光62的混色生成白色。具體而言，構成光源10的發(fā)光元件10a、10b、10c、IOd是在具有藍色的單色LED的外殼中填充吸收該藍色光并發(fā)出綠色光的綠色熒光體。光源10是將這些多個藍綠色LED在Y軸方向上密集地排列而構成的。由藍綠色LED構成的發(fā)光元件10a、10b、10c、IOd在450[nm]附近與530[nm]附近具有峰值。而且，發(fā)光元件10a、10b、10c、IOd射出在從420 [nm]到580 [nm]的頻帶具有連續(xù)光譜的藍綠色的光線871。即，可以采用例如通過激發(fā)光源與熒光體的組合來發(fā)出藍綠色光的光源，作為構成光源10的發(fā)光元件。在構成光源10的發(fā)光元件中，除使用藍色光激發(fā)上述綠色熒光體從而發(fā)出藍綠色光的結構外，也可以采用使用紫外光激發(fā)藍色和綠色的熒光體從而發(fā)出藍綠色光的結構。此外，在構成光源10的發(fā)光元件中，除上述LED以外，還可以采用熒光燈。另外，光源6是第I光源，光源10是第2光源。在實施方式4的光源10中使用的LED光源具有較大的發(fā)散角。因此，如實施方式4的光源10那樣，從在I維(Y軸方向)排列的多個光源射出的光線871在透射導光元件5時，因自身的發(fā)散角與從鄰近的光源射出的光線871在空間上重合。此外，由于在導光元件5上設置的微小光學元件17具有曲率，因此，入射到微小光學元件17的光線871通過光擴散作用，得到在空間上被均勻化的效果。當從鄰近配置的光源射出的多個光線在空間上重合時，它們的分布被平均化，成為在光源的排列方向上均勻的空間亮度分布。因此，即便是具有單一但不均勻的空間亮度分布的光線，通過使多個光重合，也可以使它們的分布平均化，產生在光源的排列方向上空間亮度分布均勻的、與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)。導光元件5與導光板811的光入射面811a相對配置。從光源6射出的紅色的照明光62和從光源10射出的藍綠色的光線871分別從導光元件5的光出射面5c朝向導光板811射出，成為與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)。由此，通過控制部51單獨對各光源驅動部53a、53b進行控制(光源控制信號56a、56b)，調整從光源6射出的紅色的照明光62的亮度與從光源10射出的藍綠色的光線871的亮度的比例。由此，導光元件5作為白色的線狀光源發(fā)揮作用。光入射面811a是導光板811的X軸方向的面。在實施方式4中，將導光元件5設為端面的2條邊的長度為2 [mm] X 2 [mm]的四邊形，為棒狀構件。但是，本發(fā)明不限于此。根據與導光板811的光耦合效率的方面，要求導光元件5的Z軸方向的厚度至少比導光板811的厚度薄。此外，從液晶顯示裝置的薄型化和輕量化，以及多次反射次數的增加產生的光(光線61)的利用效率提高這點來看，優(yōu)選采用X軸方向的厚度小的導光元件5。特別地，因為激光光源是發(fā)光面面積小且指向性高的光源，所以，即便對厚度小的導光元件5也能得到較高的光耦合效率。但是，此時，還需要考慮使導光元件5的厚度薄型化導致的剛性下降的問題等。
導光板811由例如透明構件形成。此外，導光板811是例如厚度為4[mm]的板狀構件。導光板811在背面具有用于使從導光元件5射出的照明光62和光線871朝向液晶顯示元件I的背面Ib射出的光擴散反射部812。光擴散反射部812可以通過例如將白色墨水等光擴散反射材料以點狀印刷在導光板811的背面而構成。此時，將以點狀印刷的光擴散反射材的密度設為在導光元件5的光入射面811a附近稀疏，隨著遠離導光元件5而變得密集的分布。由此，可以使從導光板811射出的照明光810的X-Y平面的空間亮度分布均勻。另外，從導光板811朝向液晶顯不兀件I射出的照明光810,存在由于之后的光學片31、32等而向-Z軸方向反射的情況。為了實現高亮度化和低消耗功率化，需要再次將這些光作為液晶顯示元件I的照明光進行利用。為此，背光裝置303在-Z軸方向側具有光反射片15。此外,針對實施方式4的導光板811的光擴散反射部812,以反射上述那樣的光線的點狀的印刷作為具體例進行了示出。但是，不限于擴散型反射構造，例如，透鏡形狀的凹凸形狀或波型形狀的折射型反射構造也可以得到同樣的效果。因此，光擴散反射部812不僅包含擴散型反射構造，還包含折射型反射構造。此外，在實施方式4中，采用激光光源作為光源6，但本發(fā)明不限于此。本發(fā)明對激光光源的那樣發(fā)光面積小、具有發(fā)散角，并且從每單位發(fā)光面積輸出的光量較大的任何光源都是有效的。例如，通過將從每單位面積輸出的光量較大的單色的LED光源應用于光源6，也能得到以緊湊的結構獲得具有均勻的空間亮度分布的、與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)這樣的效果。另一方面，光源10是發(fā)散角大，并且從每單位面積輸出的光量比光源6小的光源。通過應用實施方式4，即便同時使用具有上述不同特性的光源6和光源10，也可以產生沒有色相不均的面狀光源。實施方式4的液晶顯示裝置800具有紅色的激光和藍綠色LED。藍綠色LED由藍色的單色LED和吸收藍色光而發(fā)出綠色光的綠色熒光體構成。采用單色性優(yōu)異的激光作為背光裝置的光源，由此，相比于采用了單色LED或多色LED的情況，能夠提高顯示顏色的顏色純度。因此，采用激光作為光源的液晶顯示裝置800相比于采用其他光源的液晶顯示裝置，可以表現鮮艷的色彩。此外，激光與單色LED相比是高輸出。此外，激光在流過高電流時的電光轉換效率較高。因此，液晶顯示裝置800可以實現小型、高輸出以及低消耗功率。特別地，實施方式4的液晶顯示裝置800中紅色采用激光。理由如下。第I理由是，在廣泛用于現有的背光裝置中的白色LED的情況下，紅色域的光的能量較少。特別地，紅色域的光中作為純紅優(yōu)選的630 640[nm]的光的比例非常少。因此，當要在該波長區(qū)域中提高顏色純度時，濾色片的透射光量極度下降，發(fā)生亮度顯著下降這樣的問題。這是因為，為了提高顏色純度，使液晶顯示元件I具有的濾色片的波長寬度變窄。即，這是因為，透射濾色片的光的波長寬度變窄，由此光量減少。第2理由是紅色是人對色差的感度較高的色。例如，與白色LED相比，波長帶寬窄的紅色的單色LED的波長帶寬為幾十nm左右。與此相對，紅色的激光的波長帶寬僅為數nm左右。在人的視覺中，更能感覺到紅色下的該波長帶寬的顯著的差。波長帶寬的差是顏色純度的差。
因此，將三基色中的紅色的光置換為激光，對低消耗功率化很有效，此外，對提高顏色純度也很有效。根據這些理由，在實施方式4的液晶顯示裝置800中，對紅色的光源應用激光。此外，以往，在使用了白色LED或波長帶寬較寬的紅色的單色LED的情況下，紅色光的一部分通過光譜鄰接的綠色濾色片，由此，也使綠色的顏色純度下降。此處，白色LED是具有從藍色到紅色的連續(xù)光譜的LED。然而，在實施方式4的液晶顯示裝置800中，由于紅色的顏色純度增加，因此透射綠色濾光片的紅色的光量減少。因此，液晶顯示裝置800可以提高綠色的顏色純度。 此外，在液晶顯示裝置800中，通過藍綠色LED生成藍色光和綠色光，其中，該藍綠色LED具有藍色的單色LED和吸收藍色光而發(fā)出綠色光的熒光體。關于綠色，也考慮采用發(fā)出綠色光的單色LED或單色激光器。但是，這些LED或激光器在可以應用于顯示器的簡單小型的光源中，與使用了熒光體的多色LED相比，在低消耗功率和高輸出化的方面處于劣勢。此處，為了裝置的簡單化、小型化以及低消耗功率化，實施方式4的液晶顯示裝置800構成為，綠色光使用熒光體而不是LED或激光器等發(fā)光元件。在實施方式4中，藍色的單色LED發(fā)出藍色光，并且，激發(fā)綠色熒光體。為了進一步擴大顏色再現范圍，采用藍色的激光器來代替藍色的單色LED也是有效的。然而，如實施方式4的光源10那樣，構成為通過藍色的發(fā)光元件來激發(fā)熒光體從而得到其他顏色的光。在這種結構中，相比于激光更優(yōu)選采用LED作為藍色的發(fā)光元件。下面敘述理由。LED是低電流驅動且低輸出，與此相對，激光器是高電流驅動且高輸出。因此，來自驅動時的激光器的發(fā)熱量非常大。此外，從LED射出的光具有較大的發(fā)散角，與此相對，從激光器射出的光具有非常窄的發(fā)散角。因此，激光的情況下，入射到熒光體的激發(fā)光的強度密度(入射到熒光體的每單位體積的光的強度)非常高。入射到熒光體并被吸收的光，一部分被轉換為其他波長并放射到外部。而其他的光主要變?yōu)闊崮?。通常，熒光體的內部轉換效率(被轉換為其他波長的光的光量與被吸收的光量之比)為40%到80%左右。S卩，同時產生的熱能達到入射的光能量的20%到60%。因此，在入射了高輸出且光強度密度高的激光的情況下，熒光體的發(fā)熱量變得非常大。當具有熒光體的激光器的發(fā)熱量增加時，熒光體的溫度上升。此外，當吸收藍色光的熒光體自身的發(fā)熱量增加時，熒光體的溫度上升。當熒光體的溫度上升時，熒光體的內部轉換效率大幅下降。因此，發(fā)生亮度下降和消耗功率增加這樣的問題。因此，優(yōu)選實施方式4中的光源10采用藍綠色LED，該藍綠色LED具有藍色的LED和吸收該藍色光被激發(fā)發(fā)出從而發(fā)出綠色光的熒光體。如上所述，實施方式4的液晶顯示裝置800構成為，以低消耗功率高效地擴大顏色再現范圍。即，三基色的光源中僅紅色采用激光器。藍色和綠色采用藍綠色LED。藍綠色LED具有藍色的單色LED和吸收該藍色光而發(fā)出綠色光的熒光體。由此，與以往的液晶顯示裝置相比，能夠提供以簡單且廉價的結構，以低消耗功率實現較大顏色再現范圍的液晶顯示裝置。以往的液晶顯示裝置是采用了白色LED的液晶顯示裝置，是采用了三基色的單色LED的液晶顯示裝置和采用了三基色的單色激光的液晶顯示裝置等。如實施方式4的液晶顯示裝置800那樣，采用單色性優(yōu)異的激光光源作為背光單元的光源，由此能夠提高顯示顏色的顏色純度。結果，可以得到相比于采用了以往廣泛使用的熒光燈或LED作為光源的情況更能表現鮮艷的色彩的液晶顯示裝置。
在實施方式4的液晶顯示裝置800中構成為，在光源6中應用單色的紅色激光光源，在光源10中應用發(fā)出藍色和綠色的混色的光的光源。如前述那樣，在利用了黃色熒光體的白色LED中，尤其紅色域的發(fā)光光譜的能量較少。此外，紅色是人對色差的感度較高的顏色。另外，在實施方式4中，采用在640 [nm]中具有峰值波長的紅色激光光源作為光源6。但是，本發(fā)明不限于此。例如，也可以采用出射波長不同的紅色的光線的激光光源。或者，也可以采用射出藍色或綠色的光線的可視單色光的激光光源。例如，采用發(fā)出單色性比較優(yōu)異的單色光的LED作為光源6也是有效的。但是，為了得到更大的顏色再現區(qū)域，優(yōu)選盡量采用波長寬度短的激光光源，以對顏色再現區(qū)域的擴大有好的效果。波長寬度短的激光光源是單色性優(yōu)異的激光光源。另外，在實施方式4中，采用單色光源作為光源6，采用對光源6出射補色的光的光源10。S卩，通過光源6和光源10產生白色的光。此處,光源6是第I光源。并且，光源10是第2光源。一般而言，在光源6中可以使用熒光燈或LED。但是，在將液晶顯示元件I具有的彩色濾光片的透射波長范圍設定為較窄從而提高顏色純度的情況下，彩色濾光片導致的光損耗增加，圖像的亮度下降。另一方面，在實施方式4中，提高光源6的單色性從而提高顏色純度，因此，彩色濾光片的光損耗減少。即，能夠抑制圖像的亮度的下降。而且，液晶顯示裝置800可以實現低消耗功率。此外，能夠提高圖像的顏色純度。此外，也可以考慮采用紅色的單色LED作為光源6。但是，相比于單色的LED光源，激光光源的單色性優(yōu)異。因此，顯示裝置800能夠提供更鮮艷的圖像。此外，激光光源可以低消耗功率驅動。而且，由于其指向性高，可以提高向導光元件5的耦合效率。因此，液晶顯示裝置800具有實現了低消耗功率化這樣的優(yōu)點。此外，液晶顯示裝置800具有實現了高亮度化這樣的優(yōu)點。 此外，根據實施方式4，例如，控制部51單獨對各光源驅動部53a、53b進行控制，可以調整從第I光源6射出的紅色的照明光62的亮度與從光源10射出的藍綠色的光線871的亮度的比例。因此，控制部51可以根據各視頻信號54所需要的各顏色的亮度的比例來調整各光源的發(fā)光量。由此，液晶顯示裝置800可以實現低消耗功率化。實施方式4的背光裝置303具有發(fā)散角和發(fā)光量不同的多個種類的光源。即便在這種情況下，通過在導光板811的側面具有導光元件5的簡單且小型的結構，也能夠將從各光源射出的光的亮度分布均勻化，高效地混合多個種類的光。因此，即便在多個種類的光源射出彼此不同的顏色的光的情況下，也能夠提供可以顯示抑制了色相不均的良好圖像的液晶顯示裝置。此外，根據實施方式4，由于可以采用激光等單色光源作為光源，因此，可以提供能夠顯示顏色再現范圍較大的鮮艷的圖像的液晶顯示裝置。在實施方式4中，對導光元件5配置在Y軸方向即導光板811的長邊方向的結構進行了說明。但是，不限于此。通過設計在導光板811的背面配置的光擴散反射部812，即便配置在導光板811的短邊側也能得到同樣的效果。此外,在實施方式4中，以從光入射面5a向Y軸方向射出光線61的方式配置光源6。光入射面5a是由導光元件5的兩個短邊構成的端面。但是，如圖16所示，可以將光源6與光源10在Y軸方向排列設置。使用棱鏡851等具有使光折射的效果的光學元件，將從光源6向+X方向射出的光線61導入到導光兀件5的光入射面5a。此外，也可以構成為,對 導光元件5的端面進行加工，形成反射面等，將從光源6射出的光線61的行進方向變更為Y軸方向。此外，在實施方式4中，將微小光學元件17設為凸透鏡形狀。但是，本發(fā)明不限于此。只要具有將在導光兀件5內向Y軸方向行進的光線61向X軸方向折射,并朝向導光板811的光入射面811a射出的構造，也可以是其他的形狀。例如，也可以采用由棱鏡形狀構成微小光學元件。此外，也可以采用由隨機的凹凸形態(tài)構成的微小光學元件。但是，凸透鏡形狀為透明的構造，可以折射光線。此外，與棱鏡等構造相比是簡單的形狀。因此，凸透鏡形狀具有容易制作這樣的優(yōu)點。此外，凸透鏡形狀即便在導光元件5變長的情況下，也可以通過印刷而制作，因此，能夠容易地對應。此外，噴砂等產生的隨機的凹凸形狀也可以使光線向Z軸方向折射。但是，凸透鏡形狀的情況下，可以是凸形狀的設計。因此，具有作為線狀光源的均勻的空間亮度分布的設計容易這樣的優(yōu)點。此外,根據實施方式4,激光光線(光線61)在導光兀件5內和導光板811內多次反射并進行傳播。由此，可以得到降低了以往使用相干性高的激光光源的圖像顯示裝置中的光斑噪聲這樣的效果。實施方式5.圖17是示意地示出本發(fā)明的實施方式5的液晶顯示裝置(透射型液晶顯示裝置)801的結構的圖。實施方式5的液晶顯示裝置801與實施方式4的液晶顯示裝置800的不同點在于，有兩個第I光源即光源6，并與由導光元件85的兩個短邊構成的兩個端面相對地配置。另外，導光板811在液晶顯示元件I的-Z軸方向上配置。除上述不同點外，實施方式5的液晶顯示裝置801基本上與實施方式4的液晶顯示裝置800相同。在圖17中，對與在實施方式4中說明的液晶顯示裝置800的結構要素相同或對應的結構要素標注相同的標號。圖18是示意地示出本發(fā)明的實施方式5的導光元件85的結構的圖，是從光入射面85b側觀察導光元件85的圖。光入射面85b是來自光源10的光線871入射的一側的第2光入射面。導光兀件85與實施方式4所不的導光兀件5同樣，由透明材料構成。此外，導光兀件85與實施方式4所的導光兀件5同樣，是棒狀構件。在光入射面85b上具有光學元件即微小光學元件17。光入射面85b是與導光板811相對地光出射面85c的相反一側的面。光入射面85b是第2光入射面。導光元件85的光入射面85a、85d具有微小光學元件85e。微小光學元件85e為在Y-Z截面中在Z軸方向上排列三角形狀的多個棱鏡的構造。從光源6a、6b射出的光線61透射微小光學元件85e。此時，集中在光線61的發(fā)散角的角度中心的光被轉化為相對于發(fā)散角的角度中心具有較大角度的光。光線61透射微小光學元件85e，由此在Y-Z平面上具有較大的角度亮度分布。較大的角度亮度分布的光線61經由光學元件15，作為照明光62入射到導光板811內。照明光62在導光板811的厚度方向上具有較大的發(fā)散角。因此,導光板811對照明光62的光取出效率提聞?？梢缘玫揭壕э@不裝置801和液晶顯不裝置801具有的背光單元的高亮度化這樣的效果。此外，還能得到液晶顯示裝置801和液晶顯示裝置801具有的背光單元的低消耗功率化這樣的效果。此外，照明光62經由導光板811而生成的面狀的光的面內的空間亮度分布被均勻化。由此，可以講從照明光62和光源10射出的光線871混合而不會出現不均。因此，液晶顯示裝置801可以抑制色相不均，并提供良好圖像質量。能夠采用該微小光學元件85e作為實施方式4的圖12和圖16所示的導光元件5。 微小光學元件17的配置密度根據從光源6a、6b射出的光線61的行進方向(圖17和圖18中的Y軸方向)的位置而變化。具體而言，從導光元件85的光入射面85a和光入射面85d的附近朝向導光元件85的Y軸方向的中心位置，從稀疏向密集連續(xù)地變化。光源6a、6b是第I光源。光入射面85a是第I光入射面。光入射面85d是第3光入射面。從光源6a、6b射出的紅色的光線61分別在導光兀件85內全反射并進行傳播。從多個發(fā)光元件10a、10b、10c、IOd發(fā)出的藍綠色的光線871從導光元件85的光入射面85b入射到導光兀件85內。光線871在透射微小光學兀件17時分散。而且,光線871與從光源6a、6b射出的紅色的照明光62混合。然后，照明光62和光線871從導光兀件85的光出射面85c朝向導光板811射出。從光入射面85a、85d入射到導光元件85內的光線61通過微小光學元件17逐漸向朝向導光板811的方向射出。因此，導光元件85內的光量隨著靠近Y軸方向的中心位置而減少。但是，微小光學元件17的配置密度隨著靠近導光元件85的Y軸方向的中心位置而變得密集。因此，相對于在導光元件85內傳播的光線61的光量，入射到微小光學元件17的光量的比例增加。結果，從導光元件85的光出射面15c朝向導光板811射出的紅色的照明光62，成為Y軸方向的空間亮度分布均勻的，即與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)。另一方面，射出藍綠色的光線871的光源10是與實施方式4的光源10同樣的結構。因此，構成光源10的發(fā)光兀件與光源6a、6b不同，是發(fā)散角大的發(fā)光兀件。即，即便光線871僅透射導光元件85，也與從光源6a、6b射出的紅色的光線61 (照明光62)同樣，成為Y軸方向的空間亮度分布均勻的、與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)。導光兀件85與導光板811的光入射面811a相對配置。照明光62和光線871分別成為與光傳播方向垂直的截面形狀為線狀的光(與從線狀光源射出的光同樣的光)，并從導光元件85的光出射面85c射出到導光板811。此處，照明光62是從光源6a、6b射出的紅色的光(光線61)。此外，光線871是從光源10射出的藍綠色的光(光線871)。控制部51單獨對各光源驅動部53a、53b進行控制，調整從光源6射出的紅色的光線61的亮度與從光源10射出的藍綠色的光線871的亮度的比例。導光元件85作為白色的線狀光源發(fā)揮作用。光入射面811a是導光板811的-X軸方向的端面。此外，光出射面85c是與導光板811相對的面。另外，實施方式5的液晶顯示裝置801中的其他的結構與實施方式4的液晶顯示裝置800的結構相同。其他的結構包括液晶顯示元件I、第I光學片31、第2光學片32、導光板811以及光反射片15。此外,在實施方式5中，可以米用實施方式4的圖16所不的棱鏡851等具有使光折射的效果的光學元件。通常，隨著液晶顯示裝置的畫面尺寸增大，要求背光單元射出更多光量的照明光。為了維持白平衡，并增加從背光單元射出的照明光的光量，通常，需要增加各個光源的發(fā)光強度，或者增加光源的數量。但是，將光源排列在四棱柱狀的導光元件的同一個光入射面
85a上使光線入射是很困難的。這是因為，為了使指向性高的光線61在較短的光學距離反射，所以需要縮短導光元件的X軸方向的邊的長度。此外，還因為，為了提高光效率，Z軸方向的邊的長度需要比導光板811的厚度薄，不能設為較長。因此，存在難于增加光源數量這樣的問題。根據實施方式5,能夠在導光兀件85的兩端的光入射面85a、85d上配置光源6a、6bο由此,根據實施方式5,可以在I個導光兀件85上設置兩個光源6a、6b,因此，即便在液晶的尺寸增大的情況下，也能確保白平衡，同時，作為背光單元得到足夠的光量。實施方式6.圖19是示意地示出本發(fā)明的實施方式6的液晶顯示裝置(透射型液晶顯示裝置)802的結構的圖。實施方式6的液晶顯示裝置802與實施方式5的液晶顯示裝置801的不同點在于，兩個導光兀件85與作為第I光源的光源6a、6b或光源6c、6d和作為第2光源的光學元件(光源)10a、IObUOcUOd及光學元件(光源)10e、IOf、10g、IOh 一起，隔著液晶顯示元件I相對配置。除這點外，實施方式6的液晶顯示裝置802基本上與實施方式5的液晶顯示裝置801相同。在圖19中，對與在實施方式5中說明的液晶顯示裝置801的結構要素相同或對應的結構要素標注相同的標號。如圖19所不,兩個導光兀件85以從X軸方向的兩側夾住導光板811的方式配置。另外，導光板811在液晶顯不兀件I的-Z軸方向上配置。光源6a、6c以與不同的導光兀件85的光入射面85a相對的方式，在一個光入射面85a上配置I個。光源6b、6d以與不同的導光元件85的光入射面85d相對的方式，在一個光入射面85d上配置I個。換言之，4個光源6a、6b、6c、6d以與光入射面85a、85d相對的方式，在一個光入射面85a、15d上各配置I個。光入射面85a、85d由導光兀件85的兩個短邊形成。在導光板811的-X軸方向上配置的導光元件85的-X軸方向上，與光入射面85b相對地配置有多個發(fā)光元件10a、10b、10c、10d。此外，在導光板811的+X軸方向上配置的導光元件85的+X軸方向上，與光入射面85b相對地配置有多個發(fā)光元件10e、IOf、10g、10ho從光源6a、6b、6c、6d射出的光線61在導光兀件85中傳播。入射到微小光學兀件17的光線61向導光板811的方向折射,作為照明光62從光出射面85c朝向導光板811射出。另一方面，從發(fā)光元件10a、10b、10c、10d、10e、IOf、10g、10h射出的光線871從導光元件85的光入射面85b入射，從光出射面85c朝向導光板811射出。
根據實施方式6,能夠配置4個光源6a、6b、6c、6d,因此,能夠配置4倍于實施方式4的光源。此外，根據實施方式6,能夠配置2倍于實施方式5的光源。因此,實施方式6對液晶顯示裝置802和液晶顯示裝置802具有的背光單元的高亮度化是有效。實施方式6中的導光板811由透明構件形成。此外，導光板811是例如厚度為4 [mm]的板狀構件。導光板811具有光擴散反射部812，該光擴散反射部812用于使從在導光板811的背面配置的光源6a、6b、6c、6d和發(fā)光元件10a、10b、10c、IOcU IOeUOf, 10g、IOh射出的光線61、871朝向液晶顯示元件I的背面Ib射出。如圖20所示，光擴散反射部812通過例如將擴散反射材料以點狀印刷在導光板811的背面而構成。此時，將印刷為點狀的擴散反射材料的密度設為在光入射面811a的附近稀疏，隨著離開兩個導光元件85并靠近導光板811的X軸方向的中心而變得密集的分布。光入射面811a是從兩個導光元件85射出的照明光62和光線871入射的端面。由此，可以使從導光板811射出的照明光810的X-Y平面的面內的空間亮度分布均勻。此處，照明光810是由照明光62和光線871混合得到的光線809而得到的照明光。另外，在實施方式6中，其他的結構與實施方式5所示的液晶顯示裝置801相同。 其他的結構包括液晶顯示元件I、第I光學片31、第2光學片32、導光板811以及光反射片15。此外，在實施方式6中，可以采用實施方式4的圖16所示的棱鏡851等具有使光折射的效果的光學元件。實施方式6的背光單元可以具有包含激光光源的更多的光源。此外，即便在液晶顯示元件I的尺寸變大的情況下，實施方式6的背光單元也能確保白平衡。此外，實施方式6的背光單元可以得到足夠的光量。因此，實施方式6的背光單元對液晶顯示裝置802的圖像顯示面的高亮度化是有效的。此外，實施方式6的背光單元對背光單元的光出射面的高亮度化是有效的。另外，雖然沒有特別圖示并進行說明，但是，可以以與導光板全部的4個邊相對的方式配置4個導光元件85。例如，將涂在導光板811的背面的擴散反射材的密度設為，隨著從導光板811的各邊朝向中心，從稀疏變?yōu)槊芗姆植肌Ｓ纱?，能夠得到在確保白平衡的同時，可以放射更多光量的背光單元。另外，在上述各實施方式中，存在使用了“平行”或“垂直”等示出部件間的位置關系或部件的形狀的用語的情況。此外，在上述各實施方式中，存在使用了帶有大致正方形、大致90度以及大致平行等“大致”或“幾乎”等用語的表現的情況。這些表示包含考慮了制造上的公差和組裝上的誤差等的范圍。因此，即便在權利要求書中沒有記載“大致”的情況下，也包含考慮了制造上的公差和組裝上的誤差等的范圍。此外，在權利要求書記載了 “大致”的情況下，表示市場包含考慮了制造上的公差和組裝上的誤差等的范圍。產業(yè)上的可用性如上所述，本發(fā)明對面內的空間亮度分布均勻的液晶顯示裝置和背光單元是有用的，可以實現高圖像質量、美觀的液晶顯示裝置。標號說明I :液晶顯不兀件；la :顯不面；lb :背面；15 :光反射片；2、7 :第I背光單兀；3、4 第2背光單元;31、32 :光學片;5、85 :導光元件;5a、5b、85a、85b、85d、811a :光入射面；5c、85c :光出射面;100、600、700、800、801、802 :液晶顯示裝置;200a、200b、77a、77b :面狀激光光源部;300、301、302、303 :背光裝置;6、6a、6b、6c、6d、10、20a、20b、70a、70b :光源(發(fā)光元件);12、812 :光擴散反射部；13 :入射光;14、33a、33b、37a、37b、810、62 :照明光；21a、21b、ll、71a、71b、811 :導光板;22a、22b、72a、72b :光(射出光);61、809、871 :光線；23a、23b、73a,73b :端面;24a、24b、74a、74b :背面;25a、25b、75a、75b、85e、850、17 :微小光學元件；851 :棱鏡;26a、26b、76a、76b :光傳播部;27a、27b、78a、78b :光學元件部；51 :控制部；52 液晶顯示元件驅動部；53a、53b :光源驅動部；54 :視頻信號；55 :液晶顯示元件控制信號； 56a、56b :光源控制信號；80p、81p :激光;80、81 :激光發(fā)光元件；40、41、42、43、44、45、80q、81q、82q :亮度分布。
權利要求
1.一種背光裝置，該背光裝置具有 第I光源，其發(fā)出紅色的激光即第I光；以及 第2光源，其發(fā)出與所述激光為補色關系的藍綠色的光即第2光， 所述第2光源具有發(fā)出藍色光的發(fā)光二極管和吸收所述藍色光而發(fā)出綠色光的熒光體。
2.根據權利要求I所述的背光裝置，其中， 所述第I光是當從所述第I光源射出時具有點狀空間亮度分布的光， 所述背光裝置具有第I空間亮度分布轉換部，該第I空間亮度分布轉換部供所述點狀空間亮度分布的光入射，并將該入射的點狀空間亮度分布的光轉換為線狀空間亮度分布的光并射出。
3.根據權利要求2所述的背光裝置，其中， 所述背光裝置具有第2空間亮度分布轉換部，該第2空間亮度分布轉換部供所述線狀空間亮度分布的光入射，并將該入射的線狀空間亮度分布的光轉換為面狀光并射出。
4.根據權利要求3所述的背光裝置，其中， 所述第I空間亮度分布轉換部是柱狀的導光元件， 所述第2空間亮度分布轉換部是板狀的導光板， 所述導光元件配置在與所述導光板相同的平面上， 所述導光元件的光出射面與所述導光板的光入射面相對， 所述第I光源與在所述導光元件的柱的兩端形成的、由兩條短邊構成的面中的至少I個面相對配置， 所述第2光源與由所述導光元件的長邊和短邊構成的側面中的至少I個側面相對配置。
5.根據權利要求4所述的背光裝置，其中， 所述第I空間亮度分布轉換部使所述第2光透射。
6.根據權利要求4或5所述的背光裝置，其中， 入射到所述導光元件的所述第I光的慢軸方向與所述面狀光的射出方向平行。
7.根據權利要求4至6中任意一項所述的背光裝置，其中， 被入射所述第I光的所述第I空間亮度分布轉換部的入射面具有使所述第I光在慢軸方向擴展的第I光學元件。
8.根據權利要求4至7中任意一項所述的背光裝置，其中， 射出所述第I光的所述第I空間亮度分布轉換部的出射面具有使所述第I光在慢軸方向擴展的第2光學元件。
9.根據權利要求3所述的背光裝置，其中， 所述第I空間亮度分布轉換部具有多個所述第I光線以自身的發(fā)散角擴展而彼此在空間上重合的光學距離， 在將從所述第I光源射出的所述第I光線入射到所述第I空間亮度分布轉換部之前傳播的層的折射率設為Ill，將所述第I空間亮度分布轉換部的折射率設為n2，將鄰接的所述第I光源的發(fā)光點間的距離設為d，將所述第I光源的發(fā)光面與所述第I空間亮度分布轉換部的入射面之間的距離設為f，將從所述第I光源射出的所述第I光線在與所述面狀光的射出方向垂直的平面中的發(fā)散角的半值角設為α，并由下式表示所述第I光線在與所述第I空間亮度分布轉換部內的所述面狀光的射出方向垂直的平面中的發(fā)散角的半值角β的情況下， [式3]
10.根據權利要求9所述的背光裝置，其中， 所述第I空間亮度分布轉換部與所述第2空間亮度分布轉換部在同一元件內且彼此鄰接。
11.根據權利要求I至10中任意一項所述的背光裝置，其中， 所述第I光以從630nm到650nm的波長范圍內任意的波長作為主波長。
12.一種液晶顯示裝置，其具有權利要求I至11中任意一項所述的背光裝置。
全文摘要
背光裝置(100)具有第1光源(20a、20b)和第2光源(10)。第1光源(20a、20b)發(fā)出紅色的激光即第1光線(22a、22b)。第2光源(10)發(fā)出與所述激光為補色關系的藍綠色的光即第2光線(13)。第2光源(10)具有發(fā)出藍色光的發(fā)光二極管和吸收所述藍色光而發(fā)出綠色光的熒光體。
文檔編號G02F1/13357GK102844608SQ20118001901
公開日2012年12月26日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權日2010年4月15日
發(fā)明者西谷令奈, 笹川智廣, 新倉榮二, 小島邦子, 染谷潤, 杉浦博明, 堤和彥, 長瀨章裕 申請人:三菱電機株式會社