WO2008038539A1 - Dispositif d'éclairage plan et dispositif d'affichage à cristaux liquides utilisant celui-ci - Google Patents

Dispositif d'éclairage plan et dispositif d'affichage à cristaux liquides utilisant celui-ci Download PDF

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WO2008038539A1
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Takayuki Nagata
Tatsuo Itoh
Kazuhisa Yamamoto
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Panasonic Corporation
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    • G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side

Definitions

  • the present invention relates to a planar illumination device suitable for a backlight of a thin flat display used for a television or the like, and a liquid crystal display device using the same.
  • a side light source type planar illumination device called an edge light that illuminates by entering from (incident surface) and emitting light from one main surface (exit surface) of the light guide plate is used.
  • direct-type lighting devices with cathode fluorescent tubes or LED elements arranged in a plane are used for backlights that are large and require high brightness.
  • Patent Document 1 since the configuration shown in Patent Document 1 only considers the direction of light incident on the light guide plate, the luminance becomes non-uniform when the screen becomes large, and red light, Green Color unevenness occurs due to the difference in absorption rate when light of three colors, colored light and blue light, propagates through the light guide plate.
  • the power consumption can be reduced by controlling the backlight brightness, such as limiting the maximum brightness of the backlight or lowering the backlight brightness on a dark screen.
  • the backlight brightness such as limiting the maximum brightness of the backlight or lowering the backlight brightness on a dark screen.
  • Patent Document 1 proposes a method of lowering and a method of improving the efficiency of backlight illumination using polarized light.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-40639
  • An object of the present invention is to provide a planar lighting device with low power consumption and high light utilization efficiency by improving the transmission efficiency of a liquid crystal display panel.
  • a planar illumination device is a planar illumination device that illuminates a liquid crystal display panel having a polarizing plate on the light incident side, and emits light having a predetermined polarization direction.
  • a light source and a light irradiation member that deflects light emitted from the light source and irradiates the liquid crystal display panel, and the light irradiation member has a polarization direction of light emitted from the light source that is the polarization of the liquid crystal display panel. The light emitted from the light source is deflected so as to substantially coincide with the transmission axis direction of the plate.
  • the transmission efficiency of the liquid crystal display panel is improved by irradiating the liquid crystal display panel with the light emitted from the light source so that the polarization direction is substantially coincident with the transmission axis direction of the liquid crystal display panel. Therefore, power S can be used to reduce power consumption, which has high light utilization efficiency.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a planar lighting device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal display panel.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining respective polarizations of incident light and outgoing light of a light guide plate.
  • FIG. 4A is a rear view showing a schematic configuration of the planar illumination device according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 4B is a side view thereof.
  • FIG. 5 is a back view showing a schematic configuration of the planar illumination device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining respective polarizations of incident light and outgoing light of a light guide plate used in a planar lighting device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a light guide plate used in a planar lighting device according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 8A is a perspective view showing a schematic configuration of a light guide plate used in the planar lighting device according to Embodiment 6 of the present invention
  • FIG. 8B is an enlarged plan view of a portion B in FIG. 8A
  • FIG. 8C is an enlarged cross-sectional view of part A of FIG. 8A.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a schematic configuration of a reflector used in a planar lighting device according to Embodiment 7 of the present invention.
  • FIG. 10A is a perspective view showing a schematic configuration of the display unit of the liquid crystal display device according to Embodiment 8 of the present invention
  • FIG. 10B is an enlarged perspective view of a C part in FIG. 10A
  • FIG. 11A is a front view showing an external appearance of a liquid crystal display device having the display unit of FIG. 10A.
  • FIG. 11B is a human sensor shown in FIG. 11A, each light source unit of a backlight, and a control.
  • FIG. 11C is a block diagram showing a schematic configuration of the control unit in FIG. 11B.
  • FIGS. 12A and 12B are enlarged perspective views of a light source unit of a knocklight used in the liquid crystal display device according to Embodiment 9 of the present invention.
  • FIG. 13 is an enlarged side view of a light source part of a backlight used in a liquid crystal display device according to Embodiment 10 of the present invention.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a schematic configuration of a display section of a liquid crystal display device according to Embodiment 11 of the present invention.
  • FIG. 15A is a perspective view showing a schematic configuration of a light guide plate of a backlight used in the liquid crystal display device according to Embodiment 12 of the present invention
  • FIG. 15B is an enlarged plan view of a D part in FIG. 15A.
  • FIG. 16A is a side view showing a schematic configuration of a backlight used in the liquid crystal display device according to Embodiment 13 of the present invention
  • FIG. 16B is a rear view thereof including an E portion of FIG. 16A.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of the planar illumination device according to the first embodiment of the present invention.
  • the liquid crystal display panel 6 illuminated by the planar illumination device of the present embodiment and the planar illumination device of the present embodiment.
  • prism sheets 4 and 5 arranged between the liquid crystal display panel 6 and the liquid crystal display panel 6.
  • the planar illumination device includes linear light source units la and lb, cylindrical lenses 2a and 2b, and a light guide plate 3.
  • the linear light source unit la has two laser light sources arranged in the Y direction in the figure, and laser light from each laser light source. Is converted into linear light using, for example, a cylindrical lens (not shown) and emitted in the direction of the cylindrical lens 2a.
  • Each laser light source of the linear light source unit la emits three primary colors of red light, green light, and blue light.
  • the linear light source unit lb has three laser light sources arranged in the X direction in the figure, and converts the laser light from each laser light source into linear light using, for example, a cylindrical lens (not shown) to form a cylindrical lens 2b. Emits in the direction.
  • Each laser light source of the linear light source section lb also emits three primary colors of red light, green light, and blue light.
  • the cylindrical lenses 2a and 2b receive light emitted radially from the linear light source units la and lb, convert the incident light into substantially parallel light, and emit the light to the incident surface of the light guide plate 3. It consists of In the light guide plate 3, light emitted from the cylindrical lenses 2 a and 2 b is incident from the end face (incident surface), and the incident light is emitted from one main surface toward the liquid crystal display panel 6.
  • the light guide plate 3 contains a large number of isotropic scatterers with no directionality, and incident light is reflected by optical phenomena such as reflection, scattering, refraction, and diffraction by the scatterers. It is deflected equally in all directions.
  • the scatterer can be realized, for example, by containing scattering particles made of a thermosetting resin or a thermoplastic resin in the light guide plate 3 or generating bubbles or the like in the light guide plate 3.
  • the linear light source unit la is configured to emit red light, green light, and blue light with polarized light in the Z direction
  • the linear light source unit lb Light, green light, and blue light are each emitted with polarized light in the X direction.
  • the force using a laser light source as the light source constituting the linear light source portions la and lb is not limited to this.
  • An LED element that emits three primary colors of red light, green light, and blue light may be used as the light source.
  • a polarizing element may be used so that the light from the LED element has polarization as with the laser light.
  • FIG. 2 shows a schematic configuration of the liquid crystal display panel 6.
  • a transparent electrode (not shown) and liquid crystal molecules 63 are enclosed between a glass substrate 61 and a glass substrate 62, and polarizing plates 64 and 65 having different transmission axes are provided on the light exit side and the incident side, respectively.
  • the transmission axes of the polarizing plates 64 and 65 are substantially orthogonal to each other, and here, the transmission axis of the polarizing plate 65 on the light incident side is configured to be in the X direction.
  • polarized light in the Z direction from the linear light source unit la is converted into substantially parallel light in the XY plane by the cylindrical lens 2a and guided to the light guide plate 3.
  • the light emitted from the linear light source unit lb with the polarized light in the X direction is also converted into substantially parallel light in the XY plane by the cylindrical lens 2b and guided to the light guide plate 3.
  • the light incident on the light guide plate 3 is deflected by a scatterer inside the light guide plate 3 and is emitted from the light guide plate 3.
  • the scatterer since the scatterer is uniformly contained in the light guide plate 3, when substantially parallel light is incident, the light is uniformly emitted within the emission surface.
  • the light emitted from the light guide plate 3 passes through the prism sheets 4 and 5 and enters the liquid crystal display panel 6.
  • the prism sheet 4 is a sheet that deflects the exit angle in the X direction
  • the prism sheet 5 is a sheet that deflects the exit angle in the Y direction. Accordingly, the light emitted from the light guide plate 3 is incident on the liquid crystal display panel 6 with the prism sheet 4 correcting the distribution of the emission angle in the X direction and the prism sheet 5 correcting the distribution of the emission angle in the Y direction.
  • the light incident on the liquid crystal display panel is non-polarized, so the amount of light transmitted through the polarizing plate on the incident side of the liquid crystal display panel is Half of the light.
  • the present embodiment most of the light emitted from the light guide plate 3 is transmitted through the polarizing plate 65 on the incident side of the liquid crystal display panel 6. The reason is explained below.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining respective polarizations of light incident on the light guide plate 3 and light emitted from the light guide plate 3.
  • the light emitted from the linear light source unit la enters the light guide plate 3 through the incident surface 3a of the light guide plate 3
  • the light emitted from the linear light source unit lb enters the incident surface of the light guide plate 3.
  • both lights are emitted from the exit surface 3c of the light guide plate 3.
  • the incident surfaces 3a and 3b are two incident surfaces of the light guide plate 3 that are orthogonal to each other.
  • the light incident from the incident surface 3a and the incident surface 3b is reflected or refracted and deflected by the scatterer 7, and is emitted from the output surface 3c.
  • the scatterer 7 since the scatterer 7 has a non-directional shape, the light incident from the X direction and the Y direction has the same direction force and efficiency on the exit surface 3c. Light is emitted while maintaining its polarization. Even in actual measurement, such a light guide plate containing a scatterer inside, On the other hand, in the case where the light beam of parallel polarized light or vertical perpendicular polarized light is incident and incident from the end facet, It has been confirmed that more than 88% of the emitted light retains and retains the original polarized light component. .
  • the incident light is incident on the polarized light in the ZZ direction from the incident incident surface 33aa.
  • a large part of the emitted light is converted into outgoing and outgoing emitted light that has a polarized light surface in the XXZZ plane.
  • Most of the light incident on the XX direction from the surface 33bb is incident and emitted from the polarized light in the XX direction, and is emitted and emitted from the polarized light in the XX direction. Become light. .
  • Preprismatic Mussito Sheet 44 and Priurismus Mussie Tote 55 since it could not affect the polarized light in the XX direction, A large portion of the light emitted from and exiting the light guide plate 33 has a transmission and transmission axis in the XX direction.
  • the light passes through the polarized light plate 6655 on the incident incident side of the display panel panel 66. . Based on the actual measurement, and assuming that more than 88% of the light passes through, it is assumed that the efficiency rate is 11 .. More than 66 times higher. .
  • the light guide plate 33 has a light incident / incident surface.
  • the polarization of the light emitted and emitted from the light guide light guide plate 33 is determined according to the regulation of the incident incident polarized light corresponding to the light.
  • FIG. 44AA is a back and back side view showing a general schematic configuration of the surface-like illumination and illumination device apparatus according to the embodiment of the present embodiment.
  • FIG. 44BB is a side side view thereof. .
  • planar illumination lighting device As shown in FIGS. 44AA and BB, the planar illumination lighting device according to the embodiment of the present embodiment is as follows.
  • the light source source unit 1111 synthesizes and radiates and emits the combined light of the polarized light from the 33 primary color laser light source 1111aa.
  • the 11 // 22 wave wavelength long plate 1122 is a light source part, and rotates and rotates the polarized light of the light from the light source part 1111. I will. .
  • the linearized opto-optic element elements 1144aa and 1144bb are composed of a lens, a lens or a lens, etc.
  • the prisms 1155aa and 1155bb are configured to transmit light from the linearized optical elements 1144aa and 1144bb to the light guide plate 33. It is a spider that guides light and turns it into a parallel light beam bundle.
  • the light emitted from the light source unit 11 is polarized light whose polarization plane forms approximately 45 degrees with the output plane 3c of the light guide plate 3 by the half-wave plate 12. Then, the polarized beam splitter 13 splits the P-polarized transmitted light and the S-polarized reflected light at a ratio of approximately 1: 1 and emits them.
  • the light transmitted through or reflected by the polarizing beam splitter 13 is expanded into a light beam in a plane substantially parallel to the light guide plate 3 by the linear optical elements 14a and 14b, and becomes a parallel light beam by the prisms 15a and 15b. Incident on 3
  • the optical axis of the half-wave plate 12 is adjusted to produce linearly polarized light in an arbitrary direction, and the polarization beam splitter 13 transmits: reflects The ratio can be changed freely.
  • FIG. 5 is a back view showing a schematic configuration of the planar illumination device according to the present embodiment.
  • the planar illumination device includes a light source unit 11, collimating lenses 16 and 18, an optical fiber 17, a polarization beam splitter 13, and linearized optics. Elements 14a and 14b, prisms 15a and 15b, and a light guide plate are provided.
  • the light from the light source unit 11 is collected by the collimating lens 16 and is incident on the optical fiber 17 and the light emitted from the optical fiber 17 is collimated.
  • the lens 18 makes the light substantially parallel and enters the polarization beam splitter 13.
  • the light guided by the optical fiber 17 loses its polarization while being guided through the optical fiber 17, so that the transmitted light and the reflected light are polarized and separated approximately 1: 1 by the polarizing beam splitter 13. .
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining respective polarizations of light incident on the light guide plate and light emitted from the light guide plate of the planar illumination device according to the present embodiment.
  • the general configuration of the surface illumination device is similar to that of the above embodiment;! To 3, the description thereof is omitted.
  • each of the light incident from the incident surface 3a and the opposite surface is light polarized in the Z direction, and the light incident from the incident surface 3b is light polarized in the X direction. Therefore, in this embodiment, the light incident from the incident surface 3a and its opposite surface becomes the outgoing light having a polarization plane in the XZ plane, and the light incident from the incident surface 3b with the polarization in the X direction is X
  • the output light is polarized in the direction, and the brightness of the output light can be made more uniform.
  • the brightness of the emitted light can be further uniformed by making light incident from the opposite surface of the incident surface 3b.
  • X-polarized light may be incident from the opposite surface of the incident surface 3b, and X-polarized light may be emitted.
  • red light, blue light, and green light may be incident from different incident surfaces.
  • SHG used for the green light source
  • the size of the green light source is increased, so the degree of freedom in arrangement can be increased by separating the incident surface for green light only.
  • there is a difference in length and width such as when the screen size is 16: 9, blue light that has a large absorption in the light guide plate is incident only from the vertical direction. Color unevenness due to differences can be reduced.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a light guide plate used in the planar illumination device that is effective in the present embodiment.
  • the light incident on the light guide plate 3 is repeatedly reflected between one main surface (outgoing surface) and the other main surface (reflecting surface) of the light guide plate 3, and the scatterer 7 And is gradually emitted from the exit surface. This is the same force as in the first to fourth embodiments.
  • the light guide plate 3 of the present embodiment is disposed on the reflective layer 33 on the reflective surface side of the light guide plate 3 as shown in FIG.
  • the polarization hologram layer 32 is provided.
  • the polarization hologram layer 32 of the present embodiment is a layer that changes the polarization state of the light propagating inside the light guide plate 3, and the polarization direction thereof is the same as the transmission axis of the polarizing plate 65 of the liquid crystal display panel 6. It is set to one X direction. By doing so, the polarization of the light emitted from the light guide plate 3 can be made more uniform, and the transmission efficiency of the liquid crystal display panel 6 can be further improved.
  • the polarization hologram layer 32 is arranged on the reflection surface side of the light guide plate 3.
  • the polarization hologram layer 32 may be arranged on the emission surface side of the light guide plate 3 or on both the reflection surface and the emission surface. Absent.
  • FIG. 8A is a perspective view showing a schematic configuration of a light guide plate used in the planar lighting device according to the present embodiment
  • FIG. 8B is an enlarged plan view of a portion B in FIG. 8A
  • FIG. 8B is an enlarged sectional view of a part A in FIG. 8A.
  • the thickness direction of the light guide plate 8 (Z direction in the figure) is incident on the incident surfaces 8a and 8b on which light from the light source is incident. ) Is provided with an uneven shape that diffracts, refracts, or scatters incident light.
  • the light incident on the light guide plate 8 travels on the opposite surface (reflecting surface) of the light guide plate 8 due to optical phenomena such as reflection, scattering, refraction, and diffraction.
  • a plurality of deflecting portions 9 having a fine concavo-convex shape for changing the direction are arranged.
  • the deflecting unit 9 is configured to have a reflecting surface having a normal line in the XZ plane or the YZ plane, and deflects the light incident on the light guide plate 8 and directs it to the exit surface.
  • the deflecting unit 9 may be, for example, a groove formed on the reflecting surface of the light guide plate 8 by laser processing or the like, or a groove formed integrally with the light guide plate 8 at the same time.
  • light from the linear light source parts la and lb in FIG. 1 is guided to the light guide plate 8 and polarized light in the Z direction from the incident surface 8a. Is incident, and polarized light in the X direction enters from the entrance surface 8b.
  • the light incident from the incident surface 8a is scattered in the Z direction by the uneven shape of the incident surface 8a, and is deflected and emitted by the reflecting surface 9a having a normal line in the XZ plane of the deflecting unit 9 provided on the reflecting surface. It is emitted from the surface as polarized light in the X direction.
  • the light incident from the incident surface 8b is scattered in the Z direction by the uneven shape of the incident surface 8b, and is reflected by the reflecting surface 9b having a normal line in the YZ plane of the deflecting unit 9 provided on the reflecting surface. It is deflected and emitted from the exit surface as polarized light in the X direction.
  • the light emitted from the light guide plate 8 is incident on the liquid crystal display panel 6 with the emission angle distribution corrected by the prism sheet, and most of the light is incident on the incident side configured such that the transmission axis is in the X direction.
  • the polarizing plate 65 is transmitted.
  • the light guide plate it is possible to improve the transmission efficiency of the liquid crystal display panel by aligning the polarization of the light emitted from the planar illumination device, and to reduce the power consumption of the liquid crystal display device. realizable.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a schematic configuration of a reflector used in the planar illumination device according to the present embodiment.
  • the direction of travel of the light incident from the light source is reflected by optical phenomena such as reflection, scattering, refraction, and diffraction.
  • a plurality of deflecting portions 91 having fine uneven shapes to be changed are arranged.
  • planar illumination device for example, light from the linear light source units la and lb in FIG. 1 is guided to the reflector 81, and polarized light in the Z direction is transmitted from the linear light source unit la.
  • the X-direction polarized light enters from the linear light source unit lb.
  • Light incident from the linear light source section la travels in the air on the liquid crystal display panel 6 side of the reflector and is provided on the reflector 81.
  • the deflected portion 91 is deflected by the reflecting surface 91a having a normal line in the XZ plane, and is emitted as polarized light in the X direction toward the liquid crystal display panel 6 side.
  • the light incident from the linear light source unit lb is propagated in the air on the liquid crystal display panel 6 side of the reflecting plate 81, and in the YZ plane of the deflecting unit 91 provided on the reflecting plate 81. Is deflected by the reflecting surface 91b having a normal line to the liquid crystal display panel 6 side, and is emitted as polarized light in the X direction.
  • the transmission efficiency of the liquid crystal display panel can be improved by aligning the polarization of light emitted from the planar illumination device, as in the sixth embodiment. And a liquid crystal display device with low power consumption can be realized. In addition, high image quality can be achieved by making the luminance uniform.
  • planar illumination device According to the planar illumination device according to the embodiments of the present invention !! to 7 and the liquid crystal display device using the same, by using a laser light source having high color purity and suitable for high output, In addition to realizing wide color reproducibility and a thin, large screen, it is possible to obtain significant effects such as higher image quality by uniform brightness and lower power consumption by improving light utilization efficiency.
  • FIG. 10A is a perspective view showing a schematic configuration of the display unit of the liquid crystal display device according to Embodiment 8 of the present invention
  • FIG. 10B is an enlarged perspective view of a C part of FIG. 1OA.
  • the display unit of the liquid crystal display device is a direct type configured by arranging three primary color LED elements emitting red light, blue light, and green light on a plane.
  • the backlight 101, the diffusion plate 102, and the liquid crystal display panel 103 are provided.
  • the knock light 101 has light source portions 101a, 101b, and 101c in which LED elements are arranged.
  • the LED element is configured such that the light source 101a emits light in the left direction and the light source 101c emits light in the right direction.
  • the light source unit 101b is configured to emit light to the front.
  • FIG. 11A is a front view showing the external appearance of the liquid crystal display device 104 that has the display unit of FIG. 10A, and is suitable for the present embodiment
  • FIG. 11B shows the human detection sensor 105 and the backlight 101 of FIG. 11A
  • FIG. 11C is a schematic diagram illustrating a connection relationship between each of the light source units 101a, 101b, and 101c and a control unit 106 that controls the light source units 101a, 101b, and 101c. It is a block diagram which shows schematic structure of these.
  • the liquid crystal display device 4 is a person who detects the position of the user 123 who views the video displayed on the liquid crystal display panel 103 of the display unit of the liquid crystal display device 4.
  • Sense sensor 105 is provided.
  • the human sensor 105 uses, for example, electromagnetic waves for detecting the position of the user 123. After the electromagnetic wave generated from the human detection sensor 105 is reflected by the user 123, the human detection sensor 105 may detect the reflected electromagnetic wave again.
  • the light source units 101a, 101b, and 101c according to the present embodiment are controlled by the control unit 106 connected to the human sensor 105 as shown in FIG. 1B.
  • the control unit 106 includes a user position determination unit 1061 and an illumination condition setting unit 1062.
  • the user position determination unit 1061 acquires the position information of the user 123 detected by the human sensor 105 and determines the position relationship between the liquid crystal display device 104 and the user 123 based on the position information.
  • the illumination condition setting unit 1062 sets the illumination conditions of the light source units 101a, 101b, and 101c based on the determination result of the user position determination unit 1061.
  • the illumination condition setting unit 1062 sets each light emission amount as each illumination condition of the light source units 101a, 101b, and 101c, and the light emission amount according to each illumination condition corresponds to each light source unit 101a, 101b, and 101c. Will emit light.
  • the light emitted from each of the light source units 101 a, 101 b, and 101 c of the backlight 1 is diffused by the diffusion plate 102 and then the liquid crystal display panel.
  • the transmittance of each color of red, blue, and green is controlled by the non-lens 103, and the image is displayed in color on the front surface of the liquid crystal display panel 103.
  • the image displayed on the liquid crystal display panel 103 has a luminance change depending on an angle viewed by the user 123 (hereinafter referred to as “viewing angle characteristic”), and usually the luminance at the front is the highest.
  • the brightness decreases as the distance from the height increases.
  • the light source unit 101a of the present embodiment And 101c are configured by tilting the LED element, the viewing angle characteristics of only the light emitted from the light source 101a have a distribution in which the luminance is biased to the emission angle on the left side of the front of the screen, and only from the light source 101c.
  • the emitted light has a viewing angle characteristic with a distribution opposite to that of the light from the light source unit 101a.
  • a user 123 shown in FIG. 11A is located on the right side of the front of the screen of the liquid crystal display device 104.
  • the human detection sensor 105 detects the user 123 located on the right side of the front of the screen of the liquid crystal display device 104, and the information is transmitted to the control unit 106.
  • the user position determination unit 1061 determines that the user 123 is located on the right side of the front of the screen of the liquid crystal display device 104, and passes the determination result to the illumination condition setting unit 1062.
  • the illumination condition setting unit 1062 sets the light emission amounts of the light source units 101a, 101b, and 101c so that the light emission amount of the light source unit 101c is larger than the light emission amounts of the light source units 1 Ol a and 101b. Specifically, the illumination condition setting unit 1062 sets each illumination condition so that the light emission amount of the light source unit 101c is increased and each light emission amount of the light source units 101a and 101b is decreased.
  • the amount of light of the control unit 106 By controlling the amount of light of the control unit 106, the brightness of the viewing angle in the right direction of the screen is improved, the visibility of the user 123 is increased, the brightness at other angles is decreased, and the power consumption is suppressed.
  • the position of user 123 is detected and controlled to increase the luminance in that direction, and the luminance in the other direction is decreased, thereby reducing the visibility. Can be improved and power consumption can be reduced.
  • the present embodiment has a plurality of emission angles for each color. It has the advantage of being able to fine-tune the amount of emitted light and is wide! , Small change in color at high viewing angle, high! /, Image quality.
  • the force determined by the human sensor 105 detecting the position of the user 123 may be set by the user 123 using a remote controller or the like.
  • the viewing angle characteristic of the backlight 101 is controlled according to the direction of the user 123, but at the same time, according to the distance between the user 123 and the liquid crystal display device 104.
  • the brightness of the cooklight 101 may be adjusted. For example, a user near the liquid crystal display device 104 If 123 is present, power consumption can be reduced by reducing the luminance in that direction.
  • Embodiment 9 of the present invention will be described.
  • the present embodiment has a characteristic part in the configuration of the backlight 101 of the above-described eighth embodiment, and the characteristic part will be described below. Since the other configuration of the present embodiment is the same as that of the eighth embodiment, the description thereof is omitted.
  • 12A and 12B are enlarged perspective views of a light source unit of a backlight used in the liquid crystal display device according to the present embodiment.
  • the backlight according to the present embodiment is configured such that light is emitted in a front direction from a light source unit 101d in which LED elements are arranged on a plane, and each LED element is provided with a light source.
  • a corresponding lens array 107 is provided, and the position of the lens array 107 is controlled on a plane.
  • the position of the lens array 107 is controlled by a lens array driving unit 124 that can move the lens array 107.
  • the lens array driving unit 124 controls the lens array 107 according to the illumination condition set by the illumination condition setting unit 1062. Move.
  • FIG. 12A shows a case where light is emitted to the front surface of the light source unit 101d
  • FIG. 12B shows a case where light is emitted in the right direction of the light source unit 101d.
  • the direction in which the light is emitted is changed by shifting the position of the lens array 107 in the direction a from the position in FIG. 12A.
  • the viewing angle can be adjusted by moving the lens array 107 in the optical axis direction.
  • a light source unit having a fixed emission direction and a light source unit having a variable emission direction may be used in combination.
  • FIG. 13 is an enlarged side view of a light source unit of a backlight used in the liquid crystal display device according to the present embodiment.
  • the backlight of the present embodiment has a configuration in which light emitted from the light source unit 101e is reflected by the mirror 108, and the angle of the mirror 108 is changed by rotating the mirror 108 in the direction b.
  • the emission direction is controlled.
  • the rotation operation of the mirror 108 is controlled by a mirror driving unit 125 that can rotate the mirror 108, and the mirror driving unit 125 rotates the mirror 108 according to the illumination condition set by the illumination condition setting unit 1062.
  • a light source unit having a fixed emission direction and a light source unit having a variable emission direction may be used in combination.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a schematic configuration of a display unit of the liquid crystal display device according to the present embodiment.
  • the display unit of the liquid crystal display device includes an edge light type backlight 111, a prism sheet 115, and a liquid crystal display panel 103.
  • the knocklight 111 includes light source portions 112a, 112b and 112c each including an LED element or a laser light source that emits three primary colors of red light, green light, and blue light, and a light guide plate 113.
  • a large number of isotropic non-directional scatterers 114 are uniformly included, and reflection, scattering, and refraction by the scatterers 114 are included.
  • the incident light from the light source parts 112a, 112b and 112c is deflected equally in all directions by optical phenomena such as diffraction.
  • the prism sheet 115 is a prism sheet that deflects the emission angle in the Y direction in the figure.
  • the backlight 111 of the present embodiment is mounted on a liquid crystal display device similar to that of the above-described eighth embodiment, and the light source unit 11 2a is based on information from the human sensor. 112b and 112c can be controlled.
  • the backlight 111 according to the embodiment includes a light emission amount adjustment unit 126 that can adjust the light emission amounts of the light source units 112a, 112b, and 112c.
  • the light emission amount adjustment unit 126 is an illumination condition setting unit 1062. Each light emission amount is adjusted in accordance with the illumination condition set by.
  • the light emitted from the light source units 112a, 112b, and 112c enters the light guide plate 113, is deflected by the scatterer 114 inside the light guide plate 113, and then from the light guide plate 113.
  • the viewing angle characteristics of the light emitted from the light source unit 112a are negative on the X axis in the figure.
  • the light emitted from the light source unit 112c has the opposite brightness.
  • the light emitted from the light source 112b has a viewing angle characteristic that has a maximum luminance in front of the backlight by deflecting the emission angle by the force prism sheet 115 that has a viewing angle characteristic biased in the Y direction in the figure.
  • the light from the light source sections 112a and 112c transmitted through the prism sheet 115 and the light from the light source section 112b deflected by the prism sheet 115 are transmitted through the liquid crystal display panel 103 in red, blue, and green colors.
  • the rate is controlled, and the image is displayed in color on the front surface of the liquid crystal display panel 103.
  • the human detection sensor 105 is on the right side of the front of the screen of the liquid crystal display device 104.
  • the user 123 is detected, and the information is transmitted to the control unit 106.
  • the user position determination unit 1061 determines that the user 123 is located on the right side of the front of the screen of the liquid crystal display device 104, and passes the determination result to the illumination condition setting unit 1062.
  • the illumination condition setting unit 1062 sets the light emission amounts of the light source units 112a, 112b, and 112c so that the light emission amount of the light source unit 112c is larger than the light emission amounts of the light source units 112a and 112b. Specifically, the illumination condition setting unit 1062 sets each illumination condition so as to increase the light emission amount of the light source unit 112c and reduce the light emission amounts of the light source units 112a and 112b.
  • the light emission amount adjusting unit 126 adjusts each light emission amount of the light source units 112a and 112b according to the illumination condition set by the illumination condition setting unit 1062.
  • the luminance at the line-of-sight angle in the right direction of the screen is improved, the visibility of the user 123 is increased, the luminance at other angles is decreased, and the power consumption is suppressed.
  • the position of the user is detected and detected.
  • visibility can be improved and power consumption can be reduced.
  • the directivity is higher than in the case of the LED element, so that the effect of increasing the luminance in the necessary direction and decreasing the luminance in the unnecessary direction is further improved.
  • the directivity of the laser light in the light guide plate 113 is too high, the light incident on the light guide plate 113 is provided with irregularities that are diffracted, refracted, or scattered in the thickness direction, thereby projecting from the light guide plate 113.
  • the width of the outgoing angle of the emitted light can be widened, and outgoing light with an appropriate degree of diffusion can be obtained.
  • FIG. 15A is a perspective view showing a schematic configuration of a light guide plate used in the liquid crystal display device according to the present embodiment
  • FIG. 15B is an enlarged plan view of a portion D in FIG. 15A.
  • the light guide plate 116 has a plurality of deflections having a fine uneven shape such that light incident from different end faces is deflected and emitted in different directions.
  • the portion 117 is provided on the opposite surface (reflection surface) of the emission surface.
  • light sources 112a, 112b, and 112c are semiconductor laser elements, and light with high directivity is appropriately diffused by the unevenness of each incident surface of light guide plate 116. It is comprised so that it may inject. Further, the deflecting unit 117 of the reflecting surface of the light guide plate 116 is configured to have a reflecting surface having a normal line in the XZ plane or the YZ plane, and the light incident from the light source units 112a, 112b, and 112c is respectively Emits light in different directions in the XZ plane. For this reason, the same effects as those of the eleventh embodiment can be obtained.
  • the light source unit is disposed outside the light guide plate.
  • the light source unit is disposed on the back side of the light guide plate and deflected by a mirror or the like to guide the light guide plate. It is set as the structure which injects into.
  • Figure 16A shows FIG. 16B is a side view showing a schematic configuration of the backlight 111 of the present embodiment, and FIG. 16B is a back view including the E portion of FIG. 16A.
  • the backlight 11 is disposed on the back surface of the light guide plate 113 and the light guide plate 113, and synthesizes light with uniform polarization from the three primary color laser light sources.
  • the directions of the optical axes of the half-wave plates 120a and 120b are controlled by the half-wave plate optical axis adjustment unit 127, and are configured to control the polarization of light from the light source units 119a and 119b. Yes.
  • the half-wave plate optical axis adjustment unit 127 changes the direction of the optical axes of the half-wave plates 120a and 120b according to the illumination condition set by the illumination condition setting unit 1062.
  • the polarization of the light emitted from the light source units 119a and 119b can be freely changed by the half-wave plates 120a and 120b, so that the polarized beam splitters 121a and 121b are transmitted and reflected.
  • the ratio of light to be controlled can be controlled.
  • the position of the user is detected, and the luminance in the unnecessary direction is reduced while the luminance in the necessary direction is sufficiently secured.
  • a great effect of reducing power consumption can be obtained.
  • the planar illumination device is a planar illumination device that illuminates a liquid crystal display panel having a polarizing plate on the light incident side, and emits light having a predetermined polarization direction.
  • a light source and a light irradiation member that deflects light emitted from the light source and irradiates the liquid crystal display panel, and the light irradiation member has a polarization direction of light emitted from the light source that is the polarization of the liquid crystal display panel.
  • the light emitted from the light source is deflected so as to substantially coincide with the transmission axis direction of the plate.
  • the transmission efficiency of the liquid crystal display panel is improved by irradiating the liquid crystal display panel with the light emitted from the light source so that the polarization direction is substantially coincident with the transmission axis direction of the liquid crystal display panel Therefore, power S can be used to reduce power consumption, which has high light utilization efficiency.
  • the light source has a first direction in which light emitted from the light source has a polarization direction substantially orthogonal to an irradiated surface of the polarizing plate and is incident on the light irradiation member from a transmission axis direction of the polarizing plate.
  • the light source and the light emitted from the light source are incident on the light irradiation member from a direction having a polarization direction substantially parallel to the irradiated surface of the polarizing plate and perpendicular to the transmission axis direction of the polarizing plate.
  • the light source preferably includes any one of a second light source, the first light source and the second light source, and the light irradiating member receives light emitted from the first light source and the second light source. It is preferable to be incident from directions orthogonal to each other.
  • the polarization direction of each outgoing light from the first and second light sources can be made to substantially coincide with the transmission axis direction of the polarizing plate of the liquid crystal display panel.
  • the light irradiation member includes a first end surface substantially perpendicular to a transmission axis of the polarizing plate, a second end surface orthogonal to the first end surface, and the first and second end surfaces. It is preferable that the light guide plate has a first main surface that emits each of the incident light beams and a second main surface that faces the first main surface.
  • the outgoing lights from the first and second light sources are incident from two orthogonal end faces of the light guide plate, and the polarization directions of the outgoing lights are made to substantially coincide with the transmission axis direction of the liquid crystal display panel. Since the liquid crystal display panel can be irradiated, the luminance of the large area liquid crystal display panel can be made uniform and the image quality can be improved.
  • the light guide plate includes a plurality of isotropic scatterers for deflecting each light emitted from the first and second light sources.
  • the emitted lights from the first and second light sources are equal in all directions within the light guide plate. Since the light can be scattered, the efficiencies of the outgoing lights from the first and second light sources toward the first main surface can be made equal.
  • the density of the plurality of scatterers is preferably uniform in the light guide plate.
  • each of the plurality of fine shapes includes a first reflecting surface having a normal line in a virtual plane perpendicular to the first main surface and perpendicular to the first end surface, and the first main surface.
  • each of the emitted light from the first and second light sources can be reflected toward the first main surface by the first and second reflecting surfaces, so the first and second light sources Each outgoing light from
  • the efficiency toward the main surface of 1 can be made more equal.
  • the plurality of fine shapes have the same shape and are periodically formed on the second main surface.
  • the efficiencies of the outgoing lights from the two light sources toward the first main surface can be made more equal.
  • the light guide plate is further disposed on the second main surface so that the polarization direction of each light emitted from the first and second light sources substantially coincides with the transmission axis direction of the liquid crystal display panel.
  • the polarization directions of the respective outgoing lights from the first and second light sources can be aligned, the polarization directions of the respective outgoing lights from the first and second light sources are transmitted through the liquid crystal display panel. It can be closer to the axial direction.
  • the light irradiation member includes a plane located on the liquid crystal display panel side, a first side substantially perpendicular to a transmission axis direction of the polarizing plate, and a second side orthogonal to the first side. And have sides
  • the reflecting plate is preferably a reflecting plate that reflects each of the light emitted from the first and second light sources on the plane and emits the light toward the liquid crystal display panel.
  • the configuration of the light irradiation member can be simplified.
  • each of the plurality of fine shapes is A first reflecting surface having a normal in a virtual plane perpendicular to the plane and perpendicular to the first side; and a normal in a virtual plane perpendicular to the plane and perpendicular to the second side.
  • the first and second reflection surfaces reflect the emitted light from the first and second light sources to the liquid crystal display panel side.
  • the light emitted from the first and second light sources can be reflected by the first and second reflecting surfaces toward the first main surface, so the first and second light sources. It is possible to make the efficiencies of the outgoing lights from the first main surface more equal.
  • the plurality of fine shapes preferably have the same shape and are periodically formed on the plane.
  • a half-wave plate that rotates the polarization direction of the light emitted from the light source, and light that has passed through the half-wave plate is separated into first and second polarization components, and the first and second A polarization beam splitter that transmits light of the second polarization component and reflects light of the second polarization component, and the polarization beam splitter is disposed to face the second main surface of the light guide plate
  • the first and second polarized light components is emitted as emitted light from the first light source, and the other is emitted as emitted light from the second light source.
  • the light emitted from one light source can be separated and emitted as the light emitted from the first light source and the light emitted from the second light source, it is possible to reduce the number of light sources S it can.
  • the polarizing beam splitter that separates the light emitted from one light source is arranged facing the second main surface of the light guide plate, the size of the device may not be increased.
  • a light guide tube for guiding the light emitted from the light source, and the light guided by the light guide tube in the first and second directions.
  • a polarization beam splitter that transmits the light of the first polarization component and reflects the light of the second polarization component, and the polarization beam splitter includes the polarization beam splitter of the light guide plate. It is arranged facing the second main surface, emits one of the light of the first and second polarization components as the light emitted from the first light source, and the other of the second light source It is preferable to emit as emitted light.
  • the light emitted from one light source can be separated and emitted as the light emitted from the first light source and the light emitted from the second light source, so that the number of light sources is not increased. You can get two incident lights.
  • the polarization beam splitter that separates the light emitted from one light source is disposed facing the second main surface of the light guide plate, the size of the apparatus is not increased.
  • One of the first and second light sources! /, Shifts emit green light, and the other of the first and second light sources! /, Shifts emits red light and blue light. I prefer to do that!
  • the size of the light source that emits green light is larger than that of the light source that emits red light and blue light! / Even in the case where red light and blue light are incident on the end face on which green light is incident. Since it can be separated from the edge, the degree of freedom of light source placement can be increased.
  • One of the first and second light sources! / which is shifted, emits blue light, and the blue light is a short side of two sides of the first main surface that are orthogonal to each other. It is preferable that the light is incident with a directional force substantially parallel to.
  • the distance that the blue light propagates in the light guide plate can be shortened, so that the attenuation of the power of the blue light in the light guide plate can be reduced.
  • the light source is preferably a laser light source.
  • the polarization direction of the light emitted from the light source can be made closer to the transmission axis direction of the liquid crystal display panel.
  • the light source preferably includes an LED element and a polarizing element that polarizes light emitted from the LED element in a predetermined direction.
  • the apparatus further includes a control unit that controls the half-wave plate, and the control unit includes the half-wave plate. It is preferable to change the ratio of the light of the first and second polarization components separated by the polarization beam splitter by rotating the polarization direction of the light emitted from the light source using a plate.
  • a liquid crystal display device includes the planar illumination device described above and a liquid crystal display panel illuminated by the planar illumination device, and light emitted from the planar illumination device. Is substantially coincident with the transmission axis direction of the polarizing plate.
  • the transmission efficiency of the liquid crystal display panel is improved by irradiating the liquid crystal display panel with the light emitted from the light source so that the polarization direction is substantially matched to the transmission axis direction of the liquid crystal display panel Therefore, a liquid crystal display device with low power consumption and high light utilization efficiency can be realized.
  • the apparatus may further include a sensor that detects a position of a user who visually recognizes an image displayed on the liquid crystal display panel, and an adjustment unit that adjusts a light emission amount of the light source based on a detection result by the sensor. preferable.
  • the light emission amount of the light source can be adjusted so as to improve the visibility of the user in accordance with the position of the user.
  • planar lighting device and the liquid crystal display device using the planar lighting device according to the present invention can realize wide color reproducibility and a thin large screen, and further make the luminance of the planar lighting device uniform and improve the light use efficiency. Therefore, a liquid crystal display device with high image quality and low power consumption can be realized, which is useful in the display field.

Description

明 細 書
面状照明装置及びそれを用いた液晶表示装置
技術分野
[0001] 本発明は、テレビ等に用いられる薄型平面ディスプレイのバックライトに好適な面状 照明装置、及び、それを用いた液晶表示装置に関する。
背景技術
[0002] 従来、液晶表示パネルを用いた液晶表示装置には、冷陰極蛍光管を利用したバッ クライト照明が広く使用されている。また、近年では、より鮮明で、自然な色調を再現 するために赤色光、緑色光、青色光の 3色の発光ダイオード（LED素子）を用いたバ ックライト照明も注目されており、精力的に開発が進められている。
[0003] これらのバックライト照明のうち比較的小型のものには、光源からの光を導光板側面
(入射面）から入射させ、導光板の一方の主面（出射面）から光を出射させて照明す る、通称エッジライトと呼ばれる側方光源型面状照明装置が用いられる。一方、大型 で高輝度が必要とされるバックライト照明には、陰極蛍光管あるいは LED素子を平面 状に並べた、直下型照明装置が用いられる。
[0004] 将来的には、壁掛け TV等、薄型で大画面の液晶表示装置への要望が強まると考 えられるが、この実現のためには、直下型照明装置は薄型化が困難という課題があり 、従来の光源を用いたエッジライト方式では大型にすると十分な輝度が確保できない という課題がある。
[0005] 薄型大画面の液晶表示装置を実現する方法として、輝度が高く高出力化に適した レーザ光源を用いたエッジライト方式のバックライトの検討も始められている。
[0006] また、より高輝度、低消費電力を図るために、バックライトの照明を効率よく利用する 方法が検討されている。この液晶表示装置の光利用効率を向上させる方法として、 例えば、特許文献 1で提案されたものがあり、 LEDに偏光異方性を持たせ、光利用 効率を改善することが提案されてレ、る。
[0007] しかしながら、特許文献 1に示された構成は、導光板への光の入射方向を一方向し か考えていないため、大画面になると輝度が不均一になりやすぐまた、赤色光、緑 色光、青色光の 3色の光が導光板を伝搬する際の吸収率の差から色の不均一が生 じてしまう。
[0008] 上述したように、近年、プラズマや液晶に代表される薄型平面ディスプレイは急速 に大画面化が進められている。大型で高輝度が必要な液晶表示装置のバックライト には、従来、陰極蛍光管を平面状に並べた直下型照明が用いられる力 その消費電 力は画面サイズにほぼ比例して増える傾向にあり、し力、もバックライトの消費電力は 液晶表示装置全体の消費電力の大半を占めるため、液晶表示装置において消費電 力は非常に重要な課題となってきた。
[0009] 近年では、より鮮明で、自然な色調を再現するために 3原色の発光ダイオード (LE D素子）を用いたバックライト照明も注目されている。また、従来比較的小型のバック ライトには、光源からの光を導光板側面から入射させ、導光板の一方の主面から出 射させて照明する、通称エッジライト方式と呼ばれる側方光源型面状照明が用いられ る力 高出力のレーザ光源を用いることにより、エッジライト方式を薄型大画面に応用 する試みも進められている。しかし、このような新しい光源においても、現状は陰極蛍 光管以上の消費電力を必要とするため、消費電力の削減が大きな課題となっている
[0010] 液晶表示装置の消費電力を低減する方法として、例えば、バックライトの最大輝度 を制限する、あるいは、輝度の暗い画面でバックライト輝度を下げる等、バックライト輝 度の制御により消費電力を下げる方法や、偏光を利用してバックライト照明の効率を 改善する方法等が提案されている（例えば、特許文献 1)。
[0011] しかしながら、消費電力低減への要望は強ぐ従来提案されている方法だけではま だ不十分である。
特許文献 1 :特開 2006— 40639号公報
発明の開示
[0012] 本発明の目的は、液晶表示パネルの透過効率を向上させることにより、光利用効 率が高ぐ低消費電力の面状照明装置を提供することである。
[0013] 本発明の一局面に従う面状照明装置は、光の入射側に偏光板を有する液晶表示 パネルを照明する面状照明装置であって、所定の偏光方向を有する光を出射する 光源と、前記光源からの出射光を偏向して前記液晶表示パネルに照射する光照射 部材とを備え、前記光照射部材は、前記光源からの出射光の偏光方向が前記液晶 表示パネルの前記偏光板の透過軸方向と略一致するように前記光源からの出射光 を偏向する。
[0014] 上記の面状照明装置においては、光源からの出射光を液晶表示パネルの透過軸 方向に偏光方向を略一致させて液晶表示パネルに照射させることにより、液晶表示 パネルの透過効率を向上させることができるので、光利用効率が高ぐ消費電力を低 減すること力 Sでさる。
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]本発明の実施の形態 1にかかる面状照明装置の概略構成を示す斜視図である
[図 2]液晶表示パネルの概略構成を示す断面図である。
[図 3]導光板の入射光及び出射光のそれぞれの偏光を説明する模式図である。
[図 4]図 4Aは、本発明の実施の形態 2にかかる面状照明装置の概略構成を示す裏 面図であり、図 4Bは、その側面図である。
[図 5]本発明の実施の形態 3にかかる面状照明装置の概略構成を示す裏面図である
[図 6]本発明の実施の形態 4にかかる面状照明装置に用いられる導光板の入射光及 び出射光のそれぞれの偏光を説明する模式図である。
[図 7]本発明の実施の形態 5にかかる面状照明装置に用いられる導光板の概略構成 を示す断面図である。
[図 8]図 8Aは、本発明の実施の形態 6にかかる面状照明装置に用いられる導光板の 概略構成を示す斜視図であり、図 8Bは、図 8Aの B部の拡大平面図であり、図 8Cは 、図 8Aの A部の拡大断面図である。
[図 9]本発明の実施の形態 7にかかる面状照明装置に用いられる反射板の概略構成 を示す斜視図である。
[図 10]図 10Aは、本発明の実施の形態 8にかかる液晶表示装置の表示部の概略構 成を示す斜視図であり、図 10Bは、図 10Aの C部の拡大斜視図である。 [図 11]図 11 Aは、図 10Aの表示部を備える液晶表示装置の外観を示す正面図であ り、図 11Bは、図 11Aの人感知センサと、バックライトの各光源部と、制御部と、の間 の接続関係を示す模式図であり、図 11Cは、図 11Bの制御部の概略構成を示すブ ロック図である。
[図 12]図 12A及び Bは、本発明の実施の形態 9にかかる液晶表示装置に用いられる ノ ックライトの光源部の拡大斜視図である。
[図 13]本発明の実施の形態 10にかかる液晶表示装置に用いられるバックライトの光 源部の拡大側面図である。
[図 14]本発明の実施の形態 11にかかる液晶表示装置の表示部の概略構成を示す 斜視図である。
[図 15]図 15Aは、本発明の実施の形態 12にかかる液晶表示装置に用いられるバッ クライトの導光板の概略構成を示す斜視図であり、図 15Bは、図 15Aの D部の拡大 平面図である。
[図 16]図 16Aは、本発明の実施の形態 13にかかる液晶表示装置に用いられるバッ クライトの概略構成を示す側面図、図 16Bは、図 16Aの E部を含む、その裏面図であ 発明を実施するための最良の形態
[0016] 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ要 素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合がある。
[0017] (実施の形態 1)
図 1は、本発明の実施の形態 1にかかる面状照明装置の概略構成を示す斜視図で ある。図 1においては、本実施の形態に力、かる面状照明装置に加えて、本実施の形 態の面状照明装置により照明される液晶表示パネル 6と、本実施の形態の面状照明 装置と液晶表示パネル 6との間に配置されたプリズムシート 4及び 5と、が示されてい
[0018] 本実施の形態にかかる面状照明装置は、図 1に示すように、線状光源部 la及び lb と、シリンドリカルレンズ 2a及び 2bと、導光板 3と、を備えている。線状光源部 laは、 図中の Y方向に配置された 2つのレーザ光源を有し、各レーザ光源からのレーザ光 を例えば図示しないシリンドリカルレンズを用いて線状光に変換してシリンドリカルレ ンズ 2a方向に出射する。線状光源部 laの各レーザ光源は、赤色光、緑色光、青色 光の 3原色を発光する。線状光源部 lbは、図中の X方向に配置された 3つのレーザ 光源を有し、各レーザ光源からのレーザ光を例えば図示しないシリンドリカルレンズを 用いて線状光に変換してシリンドリカルレンズ 2b方向に出射する。線状光源部 lbの 各レーザ光源も、赤色光、緑色光、青色光の 3原色を発光する。
[0019] シリンドリカルレンズ 2a及び 2bは、線状光源部 la及び lbから放射状に出射される 光が入射され、その入射光を略平行光に変換して導光板 3の入射面に出射するフレ ネルレンズで構成されている。導光板 3は、シリンドリカルレンズ 2a及び 2bからの出射 光が端面（入射面）から入射され、その入射光を一方の主面から液晶表示パネル 6方 向に出射する。導光板 3の内部には、方向性の無い等方性の多数の散乱体が均一 に含まれており、それらの散乱体による反射や、散乱、屈折、回折等の光学的現象 により入射光はあらゆる方向に等しく偏向させられる。散乱体は例えば、導光板 3の 内部に、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂からなる散乱粒子を含有させたり、導光板 3 の内部に気泡等を発生させることによって実現できる。
[0020] 本実施の形態においては、線状光源部 laは、赤色光、緑色光、青色光のそれぞれ を Z方向の偏光で出射するように構成されており、線状光源部 lbは、赤色光、緑色 光、青色光のそれぞれを X方向の偏光で出射するように構成されている。ここでは、 線状光源部 la及び lbを構成する光源としてレーザ光源を用いている力 本実施の 形態はこれに限るものではない。赤色光、緑色光、青色光の 3原色を発光する LED 素子を光源としてもよい。この場合、例えば偏光素子を用いて、 LED素子からの光に 、レーザ光と同様、偏光性を持たせればよい。
[0021] 図 2に、液晶表示パネル 6の概略構成を示す。液晶表示パネル 6は、ガラス基板 61 とガラス基板 62との間に、図示しない透明電極及び液晶分子 63が封入され、光の出 射側と入射側にそれぞれ透過軸の異なる偏光板 64及び 65が配置された一般的な 構成である。偏光板 64及び 65の透過軸は、互いに略直交するようになっており、ここ では、光の入射側の偏光板 65の透過軸が X方向となるように構成されている。
[0022] 本実施の形態にかかる面状照明装置において、線状光源部 laから Z方向の偏光 で出射した光は、シリンドリカルレンズ 2aにより XY平面内で略平行光となり導光板 3 に導かれる。また、線状光源部 lbから X方向の偏光で出射した光も、シリンドリカルレ ンズ 2bにより XY平面内で略平行光となり導光板 3に導かれる。
[0023] 導光板 3に入射した光は、導光板 3の内部の散乱体により偏向され導光板 3から出 射する。ここで、この散乱体は、導光板 3の内部に均一に含まれているため、略平行 光を入射させると出射面内で均一に光が出射する。本実施の形態ではさらに、直交 する 2方向から光を入射させてレ、るため、より高!/、均一性が得られる。
[0024] 導光板 3から出射した光は、プリズムシート 4及び 5を通り、液晶表示パネル 6に入 射する。プリズムシート 4は X方向の出射角を偏向するシートであり、プリズムシート 5 は Y方向の出射角を偏向するシートである。したがって、導光板 3から出射した光は、 プリズムシート 4により X方向の出射角の分布が補正され、プリズムシート 5により Y方 向の出射角の分布が補正されて液晶表示パネル 6に入射する。
[0025] ここで、従来の陰極管あるいは LEDを用いた面状照明装置では、液晶表示パネル に入射する光は無偏光のため、液晶表示パネルの入射側の偏光板を透過する光量 は、入射光の半分である。これに対し、本実施の形態では、導光板 3を出射した光の 大部分が液晶表示パネル 6の入射側の偏光板 65を透過する。以下、その理由を説 明する。
[0026] 図 3は、導光板 3へ入射する光及び導光板 3から出射する光のそれぞれの偏光を 説明する模式図である。図 3において、線状光源部 laから出射される光は、導光板 3 の入射面 3aを通して導光板 3に入射され、線状光源部 lbから出射される光は、導光 板 3の入射面 3bを通して導光板 3に入射される一方、両方の光は共に、導光板 3の 出射面 3cから出射される。入射面 3a及び 3bは、互いに直交する、導光板 3の 2つの 入射面である。
[0027] 図 3に示すように、入射面 3aおよび入射面 3bから入射した光は、散乱体 7により反 射あるいは屈折して偏向され、出射面 3cから出射する。
[0028] このとき、散乱体 7は、方向性の無い形状を有しているため、 X方向及び Y方向から 入射した光が出射面 3cに向力、う効率は等しぐまた、大部分の光は偏光を保持した まま出射する。実測においても、このような内部に散乱体を含む導光板に、出射面に 対対ししてて平平行行ああるるいいはは垂垂直直なな偏偏光光のの光光をを端端面面かからら入入射射ささせせたた場場合合、、出出射射ししたた光光のの 88割割 以以上上がが元元のの偏偏光光成成分分をを保保持持すするるここととがが確確認認さされれてていいるる。。
[0029] ししたたががっってて、、本本実実施施のの形形態態でではは、、入入射射面面 33aaかからら ZZ方方向向のの偏偏光光でで入入射射ししたた光光のの大大部部 分分はは、、 XXZZ面面内内にに偏偏光光面面をを有有すするる出出射射光光ととななりり、、入入射射面面 33bbかからら XX方方向向のの偏偏光光でで入入射射しし たた光光のの大大部部分分はは、、 XX方方向向のの偏偏光光のの出出射射光光ととななるる。。
[0030] ププリリズズムムシシーートト 44及及びびププリリズズムムシシーートト 55でではは、、 XX方方向向のの偏偏光光にに影影響響をを与与ええなないいたためめ、、導導 光光板板 33をを出出射射ししたた光光のの大大部部分分はは、、 XX方方向向にに透透過過軸軸をを有有すするる液液晶晶表表示示パパネネルル 66のの入入射射 側側のの偏偏光光板板 6655をを透透過過すするる。。実実測測にに基基づづきき 88割割以以上上のの光光がが透透過過すするるとと仮仮定定すするるとと、、効効 率率はは従従来来のの 11.. 66倍倍以以上上ととななるる。。
[0031] 以以上上ののよよううにに、、本本実実施施のの形形態態にに力力、、かかるる面面状状照照明明装装置置にによよれればば、、直直交交すするる 22方方向向かからら 導導光光板板 33にに光光をを入入射射ささせせるるここととにによよりり、、大大面面積積ににわわたたりり均均一一なな輝輝度度ととしし、、高高画画質質化化をを図図 るるととととももにに、、導導光光板板 33のの入入射射面面にに対対応応ししたた入入射射偏偏光光をを規規定定すするるここととにによよりり、、導導光光板板 33かか らら出出射射すするる光光のの偏偏光光をを揃揃ええてて液液晶晶表表示示パパネネルル 66のの透透過過効効率率をを向向上上ささせせるるここととががででききるる 。。ここののたためめ、、消消費費電電力力のの低低いい液液晶晶表表示示装装置置をを実実現現ででききるる。。
[0032] ((実実施施のの形形態態 22))
次次にに、、本本発発明明のの実実施施のの形形態態 22ににつついいてて説説明明すするる。。上上記記のの実実施施のの形形態態 11でではは、、図図 11にに 示示すすよよううにに、、線線状状光光源源部部 llaa及及びび llbbをを導導光光板板 33のの外外側側にに配配置置ししてていいるる力力 SS、、本本実実施施のの形形 態態でではは、、光光源源部部をを導導光光板板 33のの裏裏側側にに配配置置しし、、ミミララーー等等でで偏偏向向ししてて導導光光板板にに入入射射ささせせるる 構構成成ととすするる。。図図 44AAはは、、本本実実施施のの形形態態ににかかかかるる面面状状照照明明装装置置のの概概略略構構成成をを示示すす裏裏面面 図図、、図図 44BBはは、、そそのの側側面面図図ででああるる。。
[0033] 本本実実施施のの形形態態ににかかかかるる面面状状照照明明装装置置はは、、図図 44AA及及びび BBにに示示すすよよううにに、、光光源源部部 1111とと、、
11//22波波長長板板 1122とと、、偏偏光光ビビーームムススププリリッッタタ 1133とと、、線線状状化化光光学学素素子子 1144aa及及びび 1144bbとと、、ププリリ ズズムム 1155aa及及びび 1155bbとと、、導導光光板板 33とと、、をを備備ええてていいるる。。光光源源部部 1111はは、、 33原原色色レレーーザザ光光源源 1111aa かかららのの偏偏光光のの揃揃っったた光光をを合合成成ししてて出出射射すするる光光源源部部でであありり、、 11//22波波長長板板 1122はは、、光光源源部部 1111かかららのの光光のの偏偏光光をを回回転転ささせせるる。。線線状状化化光光学学素素子子 1144aa及及びび 1144bbはは、、レレンンチチキキユユララレレンン ズズああるるいいははシシリリンンドドリリカカルルレレンンズズ等等でで構構成成さされれ、、ププリリズズムム 1155aa及及びび 1155bbはは、、線線状状化化光光学学 素素子子 1144aa及及びび 1144bbかかららのの光光をを導導光光板板 33へへ導導くくももののでであありり、、光光をを平平行行光光束束ににすするるたためめのの
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[0034] 本実施の形態にかかる面状照明装置においては、光源部 11から出射した光は、 1 /2波長板 12により偏光面が導光板 3の出射面 3cと略 45度をなす偏光とされ、偏光 ビームスプリッタ 13により P偏光の透過光と S偏光の反射光が略 1： 1の割合で偏光分 離されて出射する。偏光ビームスプリッタ 13を透過、あるいは反射した光は線状化光 学素子 14a、 14bにより導光板 3と略平行な面内で光束が広げられ、プリズム 15a、 1 5bにより平行光束となって導光板 3に入射する。
[0035] 本実施の形態に力、かる面状照明装置によれば、 1/2波長板 12の光学軸を調整し て任意の方位の直線偏光を作り、偏光ビームスプリッタ 13による透過：反射の比率を 自由に変化させることができる。
[0036] (実施の形態 3)
次に、本発明の実施の形態 3について説明する。本実施の形態は、上記の実施の 形態 2において、光源部 11から出射する光を光ファイバで導光板 3の裏面に導く構 成である。図 5は、本実施の形態にかかる面状照明装置の概略構成を示す裏面図で ある。
[0037] 本実施の形態にかかる面状照明装置は、図 5に示すように、光源部 1 1と、コリメート レンズ 16及び 18と、光ファイバ 17と、偏光ビームスプリッタ 13と、線状化光学素子 14 a及び 14bと、プリズム 15a及び 15bと、導光板と、を備えている。
[0038] 本実施の形態にかかる面状照明装置においては、光源部 11からの光をコリメ一トレ ンズ 16で集光して光ファイバ 17に入射させると共に、光ファイバ 17から出射した光を コリメートレンズ 18で略平行光にして偏光ビームスプリッタ 13に入射させる。光フアイ ノ 17で導かれた光は、光ファイバ 17を通して導光される間に、その偏光性を失うの で、偏光ビームスプリッタ 13で透過光と反射光は略 1： 1に偏光分離される。
[0039] (実施の形態 4)
次に、本発明の実施の形態 4について説明する。上記の実施の形態;!〜 3では、光 源からの光が導光板の直交する 2つの入射面から入射するようにしたが、本実施の 形態では、光源からの光を導光板の 3つの入射面から入射するようにしたものである 。図 6は、本実施の形態にかかる面状照明装置の導光板へ入射する光及び導光板 から出射する光のそれぞれの偏光を説明する模式図である。なお、本実施の形態に 力、かる面状照明装置の概略構成は、上記の実施の形態;!〜 3と同様であるので、そ の説明を省略する。
[0040] 図 6において、入射面 3a及びその対面から入射する光のそれぞれは Z方向の偏光 の光であり、入射面 3bから入射する光は X方向の偏光の光である。したがって、本実 施の形態では、入射面 3a及びその対面から入射した光は、 XZ面内に偏光面を有す る出射光となり、入射面 3bから X方向の偏光で入射した光は、 X方向の偏光の出射 光となり、出射光の輝度をより均一にすることができる。
[0041] 本実施の形態においてはさらに、入射面 3bの対面からも光を入射させることにより 、さらに出射光の輝度の均一化を図ることができる。この場合、 X方向の偏光の光を 入射面 3bの対面から入射させ、 X方向の偏光の光を出射させればよい。
[0042] このように、 3方向あるいは 4方向から照明する構成としても、 2方向から照明する構 成と同様に、光利用効率を改善できる。その場合、入射面 3aの対面から入射する光 は XZ平面が偏光面となるように構成し、入射面 3bの対面から入射する光は X方向の 偏光となるように構成すると、これら出射光を液晶表示パネルの入射側偏光板 65を 透過させること力 Sできる。このように導光板の複数の端面（入射面）から光を入射させ ると、より輝度の均一化が図れる。
[0043] なお、本実施の形態では、赤色光、青色光、緑色光を別々の入射面から入射させ てもよい。例えば、緑色光源に SHGを用いる場合には、緑色光源だけサイズが大き くなるため、緑色光だけ入射面を別にすることで配置の自由度を上げることができる。 また、画面サイズが 16 : 9の場合等、縦横の長さに差がある場合は、導光板内での吸 収の大きい青色光は縦方向のみから入射させる構成とすることにより、吸収率の差に よる色の不均一を低減できる。
[0044] (実施の形態 5)
次に、本発明の実施の形態 5について説明する。本実施の形態では、上記の実施 の形態 1〜4の導光板において、その反射面側に偏光ホログラム層を配置したもので あり、本実施の形態の他の構成は、上記の実施の形態;!〜 4と同じであるので、その 説明を省略する。図 7は、本実施の形態に力、かる面状照明装置に用いられる導光板 の概略構成を示す断面図である。 [0045] 本実施の形態においては、導光板 3に入射した光は、導光板 3の一方の主面（出射 面）及び他方の主面（反射面）間で反射を繰り返しつつ、散乱体 7で偏向されて出射 面から徐々に出射される。この点は、上記の実施の形態 1〜4も同様である力 特に、 本実施の形態の導光板 3は、図 7に示すように、導光板 3の反射面側の反射層 33上 に配置された偏光ホログラム層 32を有している。
[0046] 本実施の形態の偏光ホログラム層 32は、導光板 3の内部を伝搬する光の偏光状態 を変化させる層であり、その偏光方向が液晶表示パネル 6の偏光板 65の透過軸と同 一の X方向に設定されている。そうすることにより、導光板 3から出射する光の偏光を より揃えることができ、液晶表示パネル 6の透過効率をより向上させることができる。
[0047] なお、本実施の形態では、偏光ホログラム層 32を導光板 3の反射面側に配置した 力 導光板 3の出射面側、あるいは、反射面及び出射面の両方に配置しても構わな い。
[0048] (実施の形態 6)
次に、本発明の実施の形態 6について説明する。本実施の形態では、上記の実施 の形態 1〜4の導光板の内部に含まれる散乱体に代えて、微細な凹凸形状を有する 複数の偏向部を反射面上に配置したものであり、本実施の形態の他の構成は、上記 の実施の形態;!〜 4と同じであるので、その説明を省略する。図 8Aは、本実施の形 態にかかる面状照明装置に用いられる導光板の概略構成を示す斜視図であり、図 8 Bは、図 8Aの B部の拡大平面図であり、図 8Cは、図 8Aの A部の拡大断面図である。
[0049] 本実施の形態の導光板 8においては、図 8A及び Cに示すように、光源からの光が 入射される入射面 8a、 8bに、導光板 8の厚み方向（図中の Z方向）に入射光を回折、 屈折、あるいは散乱する凹凸形状が設けられている。一方、導光板 8の出射面の対 面 (反射面）には、図 8Bに示すように、反射や、散乱、屈折、回折等の光学的現象に より、導光板 8に入射した光の進行方向を変化させる、微細な凹凸形状を有する偏向 部 9が複数配置されている。偏向部 9は、 XZ平面あるいは YZ平面内に法線を有する 反射面を持つように構成されており、導光板 8に入射した光を偏向させて、出射面に 向わせる。偏向部 9は例えば、導光板 8の反射面にレーザ加工等によって形成される 溝、あるいは、導光板 8の成型と同時に一体成型される溝であればよい。 [0050] 本実施の形態にかかる面状照明装置においては例えば、図 1の線状光源部 la及 び lbからの光が導光板 8に導かれ、入射面 8aからは Z方向の偏光の光が入射し、入 射面 8bからは X方向の偏光の光が入射する。入射面 8aから入射した光は、入射面 8 aの凹凸形状により Z方向に散乱し、反射面上に設けられた偏向部 9の XZ面内に法 線を有する反射面 9aにより偏向されて出射面より X方向の偏光となって出射する。
[0051] 同様に、入射面 8bから入射した光は、入射面 8bの凹凸形状により Z方向に散乱し 、反射面に設けられた偏向部 9の YZ面内に法線を有する反射面 9bにより偏向され て出射面より X方向の偏光となって出射する。
[0052] 導光板 8を出射した光は、プリズムシートにより出射角分布が補正されて液晶表示 パネル 6に入射し、この光の大部分は透過軸が X方向となるように構成された入射側 の偏光板 65を透過する。
[0053] 本実施の形態による導光板によれば、面状照明装置から出射する光の偏光を揃え て液晶表示パネルの透過効率を向上させることが可能であり、消費電力の低い液晶 表示装置を実現できる。
[0054] また、導光板に複数の方向から光を入射させる構成は、上記の実施の形態;!〜 4と 同様であり、輝度の均一化により高画質化が図れる。
[0055] (実施の形態 7)
次に、本実施の形態 7について説明する。本実施の形態では、上記の実施の形態 6の導光板に代えて、反射板を配置したものであり、本実施の形態の他の構成は、上 記の実施の形態 6と同じであるので、その説明を省略する。図 9は、本実施の形態に かかる面状照明装置に用いられる反射板の概略構成を示す斜視図である。
[0056] 本実施の形態の反射板 81上には、図 9に示すように、光源から入射される光を、反 射や、散乱、屈折、回折等の光学的現象により、その進行方向を変化させる、微細な 凹凸形状を有する複数の偏向部 91が配置されている。
[0057] 本実施の形態にかかる面状照明装置においては例えば、図 1の線状光源部 la及 び lbからの光が反射板 81に導かれ、線状光源部 laからは Z方向の偏光の光が入射 し、線状光源部 lbからは X方向の偏光の光が入射する。線状光源部 laから入射した 光は、反射板の液晶表示パネル 6側の空気中を進行しながら、反射板 81上に設けら れた偏向部 91の XZ面内に法線を有する反射面 91aにより偏向されて液晶表示パネ ノレ 6側へ X方向の偏光となって出射する。
[0058] 同様に、線状光源部 lbから入射した光は、反射板 81の液晶表示パネル 6側の空 気中を伝搬されつつ、反射板 81上に設けられた偏向部 91の YZ面内に法線を有す る反射面 91bにより偏向されて液晶表示パネル 6側へ X方向の偏光となって出射する
〇
[0059] 本実施の形態による反射板 81によれば、上記の実施の形態 6と同様、面状照明装 置から出射する光の偏光を揃えて液晶表示パネルの透過効率を向上させることが可 能であり、消費電力の低い液晶表示装置を実現できる。また、輝度の均一化により高 画質化が図れる。
[0060] 本発明の実施の形態;!〜 7にかかる面状照明装置及びそれを用いた液晶表示装 置によれば、色純度が高ぐ高出力化に適したレーザ光源を用いることにより、広い 色再現性と薄型大画面を実現すると共に、輝度の均一化による高画質化、光利用効 率の向上による消費電力の低下という大きな効果が得られる。
[0061] (実施の形態 8)
次に、本発明の実施の形態 8について説明する。図 10Aは、本発明の実施の形態 8にかかる液晶表示装置の表示部の概略構成を示す斜視図であり、図 10Bは、図 1 OAの C部の拡大斜視図である。
[0062] 本実施の形態にかかる液晶表示装置の表示部は、図 10Aに示すように、赤色光、 青色光、緑色光を発光する 3原色の LED素子を平面上に並べて構成された直下型 のバックライト 101と、拡散板 102と、液晶表示パネル 103と、を備えている。ノ ックラ イト 101は、図 10Bに示すように、 LED素子を並べた光源部 101a、 101b及び 101c を有している。
[0063] 本実施の形態のバックライト 101においては、光源部 101aは向かって左側の方向 に光が出射するように、光源部 101cは向かって右側の方向に光が出射するように L ED素子が傾けて構成されており、光源部 101bは正面に光が出射するように構成さ れている。
[0064] 以下、図 11A〜Cを用いて、本実施の形態にかかる液晶表示装置の基本的な動作 について説明する。図 11Aは、図 10Aの表示部を備える、本実施の形態に力、かる液 晶表示装置 104の外観を示す正面図であり、図 11Bは、図 11Aの人感知センサ 10 5とバックライト 101の各光源部 101a、 101b及び 101cと、各光源部 101a、 101b及 び 101cを制御する制御部 106と、の間の接続関係を示す模式図であり、図 11Cは、 図 11Bの制御部 106の概略構成を示すブロック図である。
[0065] 本実施の形態にかかる液晶表示装置 4は、図 11Aに示すように、液晶表示装置 4 の表示部の液晶表示パネル 103に表示される映像を視聴するユーザ 123の位置を 検出する人感知センサ 105、を備えている。人感知センサ 105は例えば、ユーザ 12 3の位置検出に電磁波を利用する。人感知センサ 105から発生した電磁波がユーザ 123で反射された後、その反射された電磁波を再び人感知センサ 105が検出すれ ばよい。
[0066] 本実施の形態にかかる光源部 101a、 101b及び 101cは、図 1 IBに示すように、人 感知センサ 105に接続された制御部 106により制御される。制御部 106は、図 11C に示すように、ユーザ位置判定部 1061と、照明条件設定部 1062と、を有している。 ユーザ位置判定部 1061は、人感知センサ 105により検知されたユーザ 123の位置 情報を取得し、その位置情報に基づいて液晶表示装置 104とユーザ 123との位置関 係を判定する。照明条件設定部 1062は、ユーザ位置判定部 1061の判定結果に基 づいて光源部 101a、 101b及び 101cの各照明条件を設定する。ここでは、照明条 件設定部 1062は、光源部 101a、 101b及び 101cの各照明条件として、各発光量を 設定しており、各照明条件に従う発光量の光が各光源部 101a、 101b及び 101cか ら発光されることになる。
[0067] 本実施の形態に力、かる液晶表示装置 4においては、バックライト 1の各光源部 101a 、 101b及び 101cから出射した光は、拡散板 102で光が拡散された後、液晶表示パ ネノレ 103で赤、青、緑の各色の透過率が制御され、液晶表示パネル 103の前面に画 像をカラー表示する。
[0068] ここで、液晶表示パネル 103に表示される画像は、ユーザ 123が見る角度よる輝度 変化（以後、「視野角特性」と呼ぶ。）を有しており、通常、正面の輝度が最も高ぐ正 面からずれる程、輝度が下がってしまう。し力もながら、本実施の形態の光源部 101a 及び 101cは、 LED素子が傾けて構成されているため、光源部 101aから出射した光 のみの視野角特性は、画面正面より左側の出射角度に輝度が偏った分布となり、光 源部 101cのみから出射した光は、光源部 101aからの光と逆の分布の視野角特性を 持つことになる。
[0069] 次に、制御部 106の光量制御の動作を説明する。図 11Aに示すユーザ 123は、液 晶表示装置 104の画面の正面よりも右側に位置している。まず、人感知センサ 105 は、液晶表示装置 104の画面の正面よりも右側にいるユーザ 123を検出し、その情 報は制御部 106に伝達される。次に、その情報に基づいて、ユーザ位置判定部 106 1は、ユーザ 123が液晶表示装置 104の画面の正面よりも右側に位置すると判定し、 その判定結果を照明条件設定部 1062に渡す。照明条件設定部 1062は、光源部 1 Ol a及び 101bの各発光量よりも光源部 101cの発光量が大きくなるように、各光源部 101a, 101b及び 101cの各発光量を設定する。具体的には、照明条件設定部 106 2は、光源部 101cの発光量を増やし、光源部 101a及び 101bの各発光量を減らす ように、各照明条件を設定する。この制御部 106の光量制御により、画面右方向の視 線角度の輝度が向上し、ユーザ 123の視認性が上がると共に、それ以外の角度の輝 度が下がり、消費電力が抑えられる。
[0070] 本実施の形態にかかる液晶表示装置によれば、ユーザ 123の位置を検出してその 方向の輝度を上昇させるように制御すると共に、それ以外の方向の輝度を下げること により、視認性を改善し、かつ消費電力の低減が図れる。
[0071] また、通常、色ごとの視野角特性にずれがあると、見る角度により色が変わると言う 課題が生じるが、このような課題に対し、本実施の形態は複数の出射角で各色の発 光量を微調整できるとレ、う利点を有しており、広！、視野角で色の変化の小さレ、高!/、画 質が得られる。
[0072] なお、本実施の形態では、ユーザ 123の位置を人感知センサ 105で検出することと した力 ユーザ 123がリモコン等を用いて自身の位置を設定するようにしてもよい。
[0073] また、本実施の形態では、ユーザ 123の方向に応じてバックライト 101の視野角特 性を制御することとしたが、併せてユーザ 123と液晶表示装置 104との距離に応じて ノ ックライト 101の輝度を調節してもよい。例えば、液晶表示装置 104の近くにユーザ 123がいる場合は、その方向の輝度を下げることにより消費電力が削減できる。
[0074] また、液晶表示装置の周りに複数のユーザがいる場合も、その配置に応じて視野 角を制御することにより省電力化が図れる。さらに、一定周期でユーザ 123の位置を 検出すれば、ユーザ 123の移動に応じた光量制御が実現される。
[0075] (実施の形態 9)
次に、本発明の実施の形態 9について説明する。本実施の形態は、上記の実施の 形態 8のバックライト 101の構成に特徴部分を有するものであり、以下では、その特徴 部分について説明する。本実施の形態の他の構成は、上記の実施の形態 8と同じで あるので、その説明を省略する。図 12A及び Bは、本実施の形態にかかる液晶表示 装置に用いられるバックライトの光源部の拡大斜視図である。
[0076] 本実施の形態のバックライトは、図 12Aに示すように、 LED素子を平面上に並べて 配置した光源部 101dを正面方向に光が出射するように構成するとともに、各 LED素 子に対応したレンズアレイ 107を設け、レンズアレイ 107を平面上で位置制御する。
[0077] レンズアレイ 107は、レンズアレイ 107を移動可能なレンズアレイ駆動部 124により 位置制御されており、レンズアレイ駆動部 124は、照明条件設定部 1062により設定 された照明条件に従ってレンズアレイ 107を移動させる。
[0078] ここで、図 12Aは光源部 101dの正面に光が出射する場合を示し、図 12Bは光源 部 101dの右方向に光が出射する場合を示している。図 12Bでは、レンズアレイ 107 の位置を、図 12Aの位置から方向 aにずらすことにより、光が出射する方向を変えて いる。この構成は、出射方向の制御が細力べ行えるため、上記の実施の形態 8の効果 をより高めることができる。
[0079] また、本実施の形態においては、レンズアレイ 107を光軸方向に動かすことにより、 視野角の調整を行うことができる。
[0080] さらに、本実施の形態においては、バックライトの光源部として、出射方向固定の光 源部と、出射方向可変の光源部とを併用してもよい。
[0081] (実施の形態 10)
次に、本発明の実施の形態 10について説明する。本実施の形態も、上記の実施の 形態 8のバックライト 101の構成に特徴部分を有するものであり、以下では、その特徴 部分について説明する。本実施の形態の他の構成は、上記の実施の形態 8と同じで あるので、その説明を省略する。図 13は、本実施の形態にかかる液晶表示装置に用 いられるバックライトの光源部の拡大側面図である。
[0082] 本実施の形態のバックライトは、図 13に示すように、光源部 101eから出射した光を ミラー 108で反射させる構成とし、ミラー 108を方向 bに回転させてミラー 108の角度 を変えることにより出射方向を制御する。ミラー 108の回転動作は、ミラー 108を回転 可能なミラー駆動部 125により制御されており、ミラー駆動部 125は、照明条件設定 部 1062により設定された照明条件に従ってミラー 108を回転させる。
[0083] さらに、本実施の形態においては、バックライトの光源部として、出射方向固定の光 源部と、出射方向可変の光源部とを併用してもよい。
[0084] (実施の形態 11)
次に、本発明の実施の形態 11について説明する。本実施の形態では、上記の実 施の形態 8の直下型のバックライトに代えて、エッジライト方式のバックライトを配置し たものであり、本実施の形態の他の構成は、上記の実施の形態 8と同じであるので、 その説明を省略する。図 14は、本実施の形態にかかる液晶表示装置の表示部の概 略構成を示す斜視図である。
[0085] 本実施の形態にかかる液晶表示装置の表示部は、図 14に示すように、エッジライト 方式のバックライト 111と、プリズムシート 115と、液晶表示パネル 103と、を備えてい る。ノ ックライト 111は、赤色光、緑色光、青色光の 3原色を発光する LED素子あるい はレーザ光源からなる光源部 112a、 112b及び 112cと、導光板 113と、を有している 。導光板 113の内部には、上記の実施 1と同様に、方向性の無い等方性の多数の散 乱体 114が均一に含まれており、多数の散乱体 114による反射や、散乱、屈折、回 折等の光学的現象により、光源部 112a、 112b及び 112cからの入射光はあらゆる方 向に等しく偏向させられる。プリズムシート 115は、図中 Y方向の出射角を偏向するプ リズムシートである。
[0086] また、図示していないが、本実施の形態のバックライト 111は、上記の実施の形態 8 と同様な液晶表示装置に搭載されており、人感知センサからの情報により光源部 11 2a、 112b及び 112cの各発光量を制御できるように構成されている。具体的には、本 実施の形態のバックライト 111には、光源部 112a、 112b及び 112cの各発光量を調 節可能な発光量調節部 126が設けられており、発光量調節部 126は、照明条件設 定部 1062により設定された照明条件に従って各発光量を調節する。
[0087] 本実施の形態にかかる液晶表示装置において、光源部 112a、 112b及び 112cか ら出射した光は導光板 113に入射し、導光板 113内部の散乱体 1 14により偏向され 導光板 113から出射する。ここで、導光板 113に入射した光の大部分は、入射した方 向と反対の方向に偏って出射するため、光源部 112aから出射した光の視野角特性 は、図中の X軸の負の方向に最高輝度を有し、光源部 112cから出射した光はその 逆となる。また、光源部 112bから出射した光は図中 Y方向に偏った視野角特性とな る力 プリズムシート 115により出射角が偏向されバックライト正面に最高輝度を有す る視野角特性となる。
[0088] プリズムシート 115を透過した光源部 112a、 112c力、らの光と、プリズムシート 115 で偏向された光源部 112bからの光は液晶表示パネル 103で赤、青、緑の各色の透 過率が制御され、液晶表示パネル 103の前面に画像をカラー表示する。
[0089] ここで、例えば液晶表示装置の画面の正面よりも右側（図中 X軸の正方向）にユー ザがいる場合、人感知センサ 105は、液晶表示装置 104の画面の正面よりも右側に いるユーザ 123を検出し、その情報は制御部 106に伝達される。次に、その情報に 基づいて、ユーザ位置判定部 1061は、ユーザ 123が液晶表示装置 104の画面の 正面よりも右側に位置すると判定し、その判定結果を照明条件設定部 1062に渡す。 照明条件設定部 1062は、光源部 112a及び 112bの各発光量よりも光源部 112cの 発光量が大きくなるように、各光源部 112a、 112b及び 112cの各発光量を設定する 。具体的には、照明条件設定部 1062は、光源部 1 12cの発光量を増やし、光源部 1 12a及び 112bの各発光量を減らすように、各照明条件を設定する。発光量調節部 1 26は、照明条件設定部 1062により設定された照明条件に従って光源部 1 12a及び 112bの各発光量を調節する。この発光量調節部 126の光量制御により、画面右方 向の視線角度の輝度が向上し、ユーザ 123の視認性が上がると共に、それ以外の角 度の輝度が下がり、消費電力が抑えられる。
[0090] 本実施の形態に力、かる液晶表示装置においても、ユーザの位置を検出してその方 向の輝度を上昇させるように制御すると共に、それ以外の方向の輝度を下げることに より、視認性を改善し、かつ消費電力の低減が図れる。
[0091] なお、光源にレーザを用いると、 LED素子の場合と比べて指向性が高いため、必 要な方向の輝度を上げ、不要な方向の輝度を下げる効果がさらに向上する。このとき 、導光板 113内のレーザ光の指向性が高すぎる場合は、導光板 113の入射面に、厚 み方向に回折、屈折、あるいは散乱する凹凸を設けることにより、導光板 113から出 射する光の出射角の幅を広げることができ、適当な拡散度合いの出射光を得ること ができる。
[0092] (実施の形態 12)
次に、本発明の実施の形態 12について説明する。本実施の形態では、上記の実 施の形態 11の導光板の内部に含まれる散乱体に代えて、微細な凹凸形状を有する 複数の偏向部を反射面上に配置したものであり、本実施の形態の他の構成は、上記 の実施の形態 11と同じであるので、その説明を省略する。図 15Aは、本実施の形態 にかかる液晶表示装置に用いられる導光板の概略構成を示す斜視図であり、図 15 Bは、図 15Aの D部の拡大平面図である。
[0093] 本実施の形態の導光板 116は、図 15A及び Bに示すように、異なる端面から入射 した光がそれぞれ別々の方向に偏向されて出射するような微細な凹凸形状を有する 複数の偏向部 117を出射面の対面（反射面）に設けたものである。
[0094] 本実施の形態にかかる液晶表示装置において、光源部 112a、 112b及び 112cは 、半導体レーザ素子であり、指向性の高い光が導光板 116の各入射面の凹凸により 適当に拡散して入射するように構成されている。また、導光板 116の反射面の偏向 部 117は、 XZ平面あるいは YZ平面内に法線を有する反射面を持つように構成され ており、光源部 112a、 112b及び 112cから入射した光はそれぞれ、 XZ面内の異な る方向に出射する。このため、上記の実施の形態 11と同様の効果が得られる。
[0095] (実施の形態 13)
次に、本発明の実施の形態 13について説明する。上記の実施の形態 11及び 12 では、光源部を導光板の外側に配置しているが、本実施の形態では、光源部を導光 板の裏側に配置し、ミラー等で偏向して導光板に入射させる構成とする。図 16Aは、 本実施の形態のバックライト 111の概略構成を示す側面図、図 16Bは、図 16Aの E 部を含む裏面図である。
[0096] 本実施の形態のバックライト 11は、図 16A及び Bに示すように、導光板 113と、導 光板 113の裏面に配置され、 3原色レーザ光源からの偏光の揃った光を合成して出 射する 2つの光源部 119a及び 119bと、導光板 113の裏面の光源部 119a及び 119 b力、らの光を導光板 113の端面へ導くプリズム 118a、 118b及び 118cと、光原き l l 9a及び 119bからの光の偏光を回転させる 1/2波長板 120a及び 120bと、偏光ビー ムスプリッタ 121a及び 121bと、レンチキユラレンズあるいはシリンドリカルレンズ等で 構成された線状化光学素子 122a、 122b及び 122cと、を備えている。 1/2波長板 1 20a及び 120bの光学軸の向きは、 1/2波長板光軸調節部 127により制御されてお り、光源部 119a及び 119bから光の偏光を制御できるように構成されている。 1/2波 長板光軸調節部 127は、照明条件設定部 1062により設定された照明条件に従って 1/2波長板 120a及び 120bの光学軸の向きを変化させる。
[0097] 本実施の形態のバックライト 111において、光源部 119a及び 119bから出射した光 の偏光を 1/2波長板 120a及び 120bにより自由に変えられるので、偏光ビームスプ リツタ 121a及び 121bを透過、反射する光の割合を制御することができる。
[0098] 泉状ィ匕光学素子 122a、 122b及び 122c、並びに、プリズム 118a、 118b及び 118 cを経て導光板 113に入射する光は、それぞれ入射する端面ごとに出射角が異なり、 かつ個別に光量制御ができるため、上記の実施の形態 11及び 12と同様の効果が得 られる。
[0099] 本発明の実施の形態 8〜13にかかる液晶表示装置によれば、ユーザの位置を検 出し、必要な方向の輝度を十分に確保しつつ、ユーザのいない不要な方向の輝度を 下げることにより消費電力の低減という大きな効果が得られる。
[0100] また、画面を斜め方向からみた時の色の変化を低減し、高視野角で高画質の液晶 表示装置が実現できる。
[0101] 上記の各実施の形態から本発明について要約すると、以下のようになる。すなわち
、本発明の一局面に従う面状照明装置は、光の入射側に偏光板を有する液晶表示 パネルを照明する面状照明装置であって、所定の偏光方向を有する光を出射する 光源と、前記光源からの出射光を偏向して前記液晶表示パネルに照射する光照射 部材とを備え、前記光照射部材は、前記光源からの出射光の偏光方向が前記液晶 表示パネルの前記偏光板の透過軸方向と略一致するように前記光源からの出射光 を偏向する。
[0102] 上記の面状照明装置においては、光源からの出射光を液晶表示パネルの透過軸 方向に偏光方向を略一致させて液晶表示パネルに照射させることにより、液晶表示 パネルの透過効率を向上させることができるので、光利用効率が高ぐ消費電力を低 減すること力 Sでさる。
[0103] 前記光源は、前記光源からの出射光が、前記偏光板の被照射面と略直交する偏 光方向を持ち、前記偏光板の透過軸方向から前記光照射部材に入射される第 1の 光源、及び、前記光源からの出射光が、前記偏光板の被照射面と略平行な偏光方 向を持ち、前記偏光板の透過軸方向と直交する方向から前記光照射部材に入射さ れる第 2の光源、のいずれかを含むことが好ましぐ前記光源は、前記第 1及び第 2の 光源を含み、前記光照射部材は、前記第 1及び第 2の光源からの各出射光が互いに 直交する方向から入射されることが好ましレ、。
[0104] この場合、第 1及び第 2の光源からの各出射光の偏光方向を液晶表示パネルの偏 光板の透過軸方向と略一致させることができる。
[0105] 前記光照射部材は、前記偏光板の透過軸に略垂直な第 1の端面と、前記第 1の端 面と互いに直交する第 2の端面と、前記第 1及び第 2の端面からの各入射光を出射 する第 1の主面と、前記第 1の主面と対向する第 2の主面とを有する導光板であること が好ましい。
[0106] この場合、第 1及び第 2の光源からの各出射光を導光板の直交する 2つの端面から 入射させて、各出射光を液晶表示パネルの透過軸方向に偏光方向を略一致させて 液晶表示パネルに照射させることができるので、大面積の液晶表示パネルの輝度の 均一化及び高画質化を図ることができる。
[0107] 前記導光板は、自身の内部に、前記第 1及び第 2の光源からの各出射光を偏向す る等方性の複数の散乱体を含むことが好ましレ、。
[0108] この場合、第 1及び第 2の光源からの各出射光を導光板内であらゆる方向に等しく 散乱させることができるので、第 1及び第 2の光源からの各出射光が第 1の主面に向 う効率を等しくすることができる。
[0109] 前記複数の散乱体の密度は、前記導光板内において均一であることが好ましい。
[0110] この場合、導光板内に散乱体が均一な密度で分布するので、第 1及び第 2の光源 力、らの各出射光が第 1の主面に向う効率をより等しくすることができる。
[0111] 前記導光板の第 2の主面上には、前記第 1及び第 2の光源からの各出射光を前記 第 1の主面方向に偏向する複数の微細形状が形成されており、前記複数の微細形 状のそれぞれは、前記第 1の主面に垂直で且つ前記第 1の端面と直交する仮想面内 に法線を有する第 1の反射面と、前記第 1の主面に垂直で且つ前記第 2の端面と直 交する仮想面内に法線を有する第 2の反射面とを持ち、前記第 1及び第 2の反射面 は、前記第 1及び第 2の光源からの出射光を前記第 1の主面側に反射させることが好 ましい。
[0112] この場合、第 1及び第 2の光源からの各出射光を第 1及び第 2の反射面により第 1の 主面に向けて反射させることができるので、第 1及び第 2の光源からの各出射光が第
1の主面に向う効率をより等しくすることができる。
[0113] 前記複数の微細形状は、同一形状を有し、前記第 2の主面上において周期的に形 成されていることが好ましい。
[0114] この場合、第 2の主面上に同一の微細形状が周期的に分布するので、第 1及び第
2の光源からの各出射光が第 1の主面に向う効率をより等しくすることができる。
[0115] 前記導光板はさらに、前記第 2の主面上に配置され、前記第 1及び第 2の光源から の各出射光の偏光方向が前記液晶表示パネルの透過軸方向と略一致するように、 前記第 1及び第 2の光源からの各出射光の偏光方向を揃える偏光ホログラム層を有 することが好ましい。
[0116] この場合、第 1及び第 2の光源からの各出射光の偏光方向を揃えることができるの で、第 1及び第 2の光源からの各出射光の偏光方向が液晶表示パネルの透過軸方 向により近づけることができる。
[0117] 前記光照射部材は、前記液晶表示パネル側に位置する平面と、前記偏光板の透 過軸方向に略垂直な第 1の辺と、前記第 1の辺と互いに直交する第 2の辺とを有し、 前記第 1及び第 2の光源からの各出射光を前記平面上で反射させて前記液晶表示 パネル側に出射する反射板であることが好ましい。
[0118] この場合、光照射部材の構成を簡素化することができる。
[0119] 前記平面上には、前記第 1及び第 2の光源からの各出射光を前記液晶表示パネル 側に偏向する複数の微細形状が形成されており、前記複数の微細形状のそれぞれ は、前記平面に垂直で且つ前記第 1の辺と直交する仮想面内に法線を有する第 1の 反射面と、前記平面に垂直で且つ前記第 2の辺と直交する仮想面内に法線を有する 第 2の反射面とを持ち、前記第 1及び第 2の反射面は、前記第 1及び第 2の光源から の出射光を前記液晶表示パネル側に反射させることが好ましい。
[0120] この場合、第 1及び第 2の光源からの各出射光を第 1及び第 2の反射面により第 1の 主面に向けて反射させることができるので、第 1及び第 2の光源からの各出射光が第 1の主面に向う効率をより等しくすることができる。
[0121] 前記複数の微細形状は、同一形状を有し、前記平面上において周期的に形成さ れていることが好ましい。
[0122] この場合、液晶表示パネル側の平面上に同一の微細形状が周期的に分布するの で、第 1及び第 2の光源からの各出射光が第 1の主面に向う効率をより等しくすること ができる。
[0123] 前記光源からの出射光の偏光方向を回転させる 1/2波長板と、前記 1/2波長板 を透過した光を第 1及び第 2の偏光成分に分離し、前記第 1及び第 2の偏光成分の 光を透過させ、前記第 2の偏光成分の光を反射させる偏光ビームスプリッタとをさらに 備え、前記偏光ビームスプリッタは、前記導光板の前記第 2の主面に面して配置され 、前記第 1及び第 2の偏光成分の光のいずれか一方を前記第 1の光源からの出射光 として出射し、他方を前記第 2の光源からの出射光として出射することが好ましい。
[0124] この場合、 1つの光源からの出射光を第 1の光源からの出射光と第 2の光源からの 出射光として分離して出射することができるので、光源の数を減らすこと力 Sできる。ま た、 1つの光源からの出射光を分離する偏光ビームスプリッタを導光板の第 2の主面 に面して配置するので、装置サイズの大型を招くこともなレ、。
[0125] 前記光源からの出射光を導く導光管と、前記導光管で導かれた光を第 1及び第 2 の偏光成分に分離し、前記第 1の偏光成分の光を透過させ、前記第 2の偏光成分の 光を反射させる偏光ビームスプリッタとをさらに備え、前記偏光ビームスプリッタは、前 記導光板の前記第 2の主面に面して配置され、前記第 1及び第 2の偏光成分の光の いずれか一方を前記第 1の光源からの出射光として出射し、他方を前記第 2の光源 力もの出射光として出射することが好ましレ、。
[0126] この場合、 1つの光源からの出射光を第 1の光源からの出射光と第 2の光源からの 出射光として分離して出射することができるので、光源の数を増やすこと無く 2つの出 射光を得ることカできる。また、 1つの光源からの出射光を分離する偏光ビームスプリ ッタを導光板の第 2の主面に面して配置するので、装置サイズの大型を招くこともな い。
[0127] 前記第 1及び第 2の光源の!/、ずれか一方は、緑色光を出射し、前記第 1及び第 2の 光源の!/、ずれか他方は、赤色光及び青色光を出射することが好まし!/、。
[0128] この場合、緑色光を出射する光源のサイズが赤色光及び青色光を出射する光源よ りも大き!/、場合でも、緑色光が入射される端面を赤色光及び青色光が入射される端 面とは別にすること力 Sできるので、光源の配置の自由度を増やすことができる。
[0129] 前記第 1及び第 2の光源の!/、ずれか一方は、青色光を出射し、前記青色光は、互 いに直交する前記第 1の主面の 2つの辺のうち短い辺と略平行な方向力、ら入射され ることが好ましい。
[0130] この場合、青色光が導光板内を伝搬する距離を短くすることができるので、導光板 内における青色光のパワーの減衰を低減することができる。
[0131] 前記光源は、レーザ光源であることが好ましい。
[0132] この場合、光源からの出射光の偏光性をより強くすることができるので、光源からの 出射光の偏光方向を液晶表示パネルの透過軸方向により近づけることができる。
[0133] 前記光源は、 LED素子と、前記 LED素子から発光された光を所定方向に偏光さ せる偏光素子と、を有することが好ましい。
[0134] この場合、安価な LED素子を用いて所定の偏光方向を有する光を出射させること ができるので、光源の低コストを図ることができる。
[0135] 前記 1/2波長板を制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、前記 1/2波長 板を用いて前記光源からの出射光の偏光方向を回転させることにより、前記偏光ビ 一ムスプリッタにより分離される前記第 1及び第 2の偏光成分の光の比率を変化させ ることが好ましい。
[0136] この場合、光源からの出射光の偏光方向を自由に変えることができるので、偏光ビ 一ムスプリッタにより分離される第 1及び第 2の偏光成分の光の比率を制御することが できる。
[0137] 本発明の他の局面に従う液晶表示装置は、上記の面状照明装置と、前記面状照 明装置により照明される液晶表示パネルとを備え、前記面状照明装置から照射され る光の偏光方向は、前記偏光板の透過軸方向に略一致する。
[0138] 上記の液晶表示装置においては、光源からの出射光を液晶表示パネルの透過軸 方向に偏光方向を略一致させて液晶表示パネルに照射させることにより、液晶表示 パネルの透過効率を向上させることができるので、光利用効率が高ぐ低消費電力の 液晶表示装置を実現することができる。
[0139] 前記液晶表示パネルに表示された画像を視認する利用者の位置を検出するセン サと、前記センサによる検出結果に基づいて前記光源の発光量を調節する調節部と をさらに備えることが好ましい。
[0140] この場合、利用者の位置に合わせて利用者の視認性を向上するように光源の発光 量を調節することが可能となる。
産業上の利用可能性
[0141] 本発明にかかる面状照明装置及びそれを用いた液晶表示装置は、広い色再現性 と薄型大画面を実現でき、さらに、面状照明装置の輝度の均一化及び光利用効率の 向上により、高画質で低消費電力の液晶表示装置を実現できるので、ディスプレイ分 野において有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 光の入射側に偏光板を有する液晶表示パネルを照明する面状照明装置であって 所定の偏光方向を有する光を出射する光源と、
前記光源からの出射光を偏向して前記液晶表示パネルに照射する光照射部材と を備え、
前記光照射部材は、前記光源からの出射光の偏光方向が前記液晶表示パネルの 前記偏光板の透過軸方向と略一致するように前記光源からの出射光を偏向すること を特徴とする面状照明装置。
[2] 前記光源は、前記光源からの出射光が、前記偏光板の被照射面と略直交する偏 光方向を持ち、前記偏光板の透過軸方向から前記光照射部材に入射される第 1の 光源、及び、前記光源からの出射光が、前記偏光板の被照射面と略平行な偏光方 向を持ち、前記偏光板の透過軸方向と直交する方向から前記光照射部材に入射さ れる第 2の光源、のいずれかを含むことを特徴とする請求項 1に記載の面状照明装 置。
[3] 前記光源は、前記第 1及び第 2の光源を含み、
前記光照射部材は、前記第 1及び第 2の光源からの各出射光が互いに直交する方 向から入射されることを特徴とする請求項 2に記載の面状照明装置。
[4] 前記光照射部材は、前記偏光板の透過軸方向に略垂直な第 1の端面と、前記第 1 の端面と互いに直交する第 2の端面と、前記第 1及び第 2の端面からの各入射光を 出射する第 1の主面と、前記第 1の主面と対向する第 2の主面とを有する導光板であ ることを特徴とする請求項 3に記載の面状照明装置。
[5] 前記導光板は、自身の内部に、前記第 1及び第 2の光源からの各出射光を偏向す る等方性の複数の散乱体を含むことを特徴とする請求項 4に記載の面状照明装置。
[6] 前記複数の散乱体の密度は、前記導光板内において均一であることを特徴とする 請求項 5に記載の面状照明装置。
[7] 前記導光板の第 2の主面上には、前記第 1及び第 2の光源からの各出射光を前記 第 1の主面方向に偏向する複数の微細形状が形成されており、 前記複数の微細形状のそれぞれは、前記第 1の主面に垂直で且つ前記第 1の端 面と直交する仮想面内に法線を有する第 1の反射面と、前記第 1の主面に垂直で且 つ前記第 2の端面と直交する仮想面内に法線を有する第 2の反射面とを持ち、 前記第 1及び第 2の反射面は、前記第 1及び第 2の光源からの出射光を前記第 1の 主面側に反射させることを特徴とする請求項 4に記載の面状照明装置。
[8] 前記複数の微細形状は、同一形状を有し、前記第 2の主面上において周期的に形 成されていることを特徴とする請求項 7に記載の面状照明装置。
[9] 前記導光板はさらに、前記第 2の主面上に配置され、前記第 1及び第 2の光源から の各出射光の偏光方向が前記液晶表示パネルの透過軸方向と略一致するように、 前記第 1及び第 2の光源からの各出射光の偏光方向を揃える偏光ホログラム層を有 することを特徴とする請求項 4〜6のいずれか一項に記載の面状照明装置。
[10] 前記光照射部材は、前記液晶表示パネル側に位置する平面と、前記偏光板の透 過軸方向に略垂直な第 1の辺と、前記第 1の辺と互いに直交する第 2の辺とを有し、 前記第 1及び第 2の光源からの各出射光を前記平面上で反射させて前記液晶表示 パネル側に出射する反射板であることを特徴とする請求項 3に記載の面状照明装置
〇
[11] 前記平面上には、前記第 1及び第 2の光源からの各出射光を前記液晶表示パネル 側に偏向する複数の微細形状が形成されており、
前記複数の微細形状のそれぞれは、前記平面に垂直で且つ前記第 1の辺と直交 する仮想面内に法線を有する第 1の反射面と、前記平面に垂直で且つ前記第 2の辺 と直交する仮想面内に法線を有する第 2の反射面とを持ち、
前記第 1及び第 2の反射面は、前記第 1及び第 2の光源からの出射光を前記液晶 表示パネル側に反射させることを特徴とする請求項 10に記載の面状照明装置。
[12] 前記複数の微細形状は、同一形状を有し、前記平面上において周期的に形成さ れて!/、ることを特徴とする請求項 11に記載の面状照明装置。
[13] 前記光源からの出射光の偏光方向を回転させる 1/2波長板と、
前記 1/2波長板を透過した光を第 1及び第 2の偏光成分に分離し、前記第 1の偏 光成分の光を透過させ、前記第 2の偏光成分の光を反射させる偏光ビームスプリッタ と
をさらに備え、
前記偏光ビームスプリッタは、前記導光板の前記第 2の主面に面して配置され、前 記第 1及び第 2の偏光成分の光のいずれか一方を前記第 1の光源からの出射光とし て出射し、他方を前記第 2の光源からの出射光として出射することを特徴とする請求 項 3〜； 12のいずれか一項に記載の面状照明装置。
[14] 前記光源からの出射光を導く導光管と、
前記導光管で導かれた光を第 1及び第 2の偏光成分に分離し、前記第 1の偏光成 分の光を透過させ、前記第 2の偏光成分の光を反射させる偏光ビームスプリッタと をさらに備え、
前記偏光ビームスプリッタは、前記導光板の前記第 2の主面に面して配置され、前 記第 1及び第 2の偏光成分の光のいずれか一方を前記第 1の光源からの出射光とし て出射し、他方を前記第 2の光源からの出射光として出射することを特徴とする請求 項 3〜； 12のいずれか一項に記載の面状照明装置。
[15] 前記第 1及び第 2の光源のいずれか一方は、緑色光を出射し、
前記第 1及び第 2の光源の!/、ずれか他方は、赤色光及び青色光を出射することを 特徴とする請求項 3〜； 14のいずれか一項に記載の面状照明装置。
[16] 前記第 1及び第 2の光源のいずれか一方は、青色光を出射し、
前記青色光は、互いに直交する前記第 1の主面の 2つの辺のうち短!/、辺と略平行 な方向から入射されることを特徴とする請求項 3〜； 14のいずれか一項に記載の面状 照明装置。
[17] 前記光源は、レーザ光源であることを特徴とする請求項 1〜； 16のいずれか一項に 記載の面状照明装置。
[18] 前記光源は、 LED素子と、前記 LED素子から発光された光を所定方向に偏光さ せる偏光素子と、を有することを特徴とする請求項 1〜； 16のいずれか一項に記載の 面状照明装置。
[19] 前記 1/2波長板を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記 1/2波長板を用いて前記光源からの出射光の偏光方向を回 転させることにより、前記偏光ビームスプリッタにより分離される前記第 1及び第 2の偏 光成分の光の比率を変化させることを特徴とする請求項 13または 14に記載の面状 照明装置。
[20] 請求項;!〜 19のいずれか一項に記載の面状照明装置と、
前記面状照明装置により照明される液晶表示パネルと
を備え、
前記面状照明装置から照射される光の偏光方向は、前記偏光板の透過軸方向に 略一致することを特徴とする液晶表示装置。
[21] 前記液晶表示パネルに表示された画像を視認する利用者の位置を検出するセン サと、
前記センサによる検出結果に基づいて前記光源の発光量を調節する調節部と をさらに備えることを特徴とする請求項 20に記載の液晶表示装置。
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