(57)【要約】  面光源装置（２００）は、面発光導光板（４）、第１光源（８）、第２光線（９１）及び光路変更部材（６）を備える。面発光導光板（４）は、発光面、背面、及び発光面の辺と背面の辺との間を繋ぐ複数の側面を有し、前記複数の側面のうちのいずれか１つの側面である光入射面（４１ａ）から入射した光線（８１，９１）を発光面から出射させる。第１光源（８）は、光入射面（４１ａ）に対向して配置され、光入射面（４１ａ）に向けて第１光線（８１）を出射する。第２光源（９）は、第２光線（９１）を出射する。光路変更部材（６）は、第２光源（９）から出射した第２光線（９１）を前記光入射面（４１ａ）に導く。前記第１光線（８１）及び前記第２光線（９１）の両方は、前記光入射面（４１ａ）から、前記面発光導光板（４）に入射する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光面、該発光面の反対側の背面、及び前記発光面の辺と前記背面の辺との間を繋ぐ複数の側面を有し、前記複数の側面のうちのいずれか１つの側面である光入射面から入射した光線を前記発光面から出射させる面発光導光板と、
前記光入射面に対向して配置され、前記光入射面に向けて第１光線を出射する第１光源と、
第２光線を出射する第２光源と、
前記第２光源から出射した前記第２光線を前記光入射面に導く光路変更部材と
を備え、
前記第１光線及び前記第２光線の両方は、前記光入射面から、前記面発光導光板に入射する
ことを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
前記光路変更部材は、前記光入射面に入射する直前における前記第２光線の角度強度分布を、前記光入射面に入射する直前における前記第１光線の角度強度分布に近付けるように、前記第２光線の進行方向を変える部材であるとともに角度強度分布を変える部材であることを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
前記面発光導光板は、
前記光入射面から入射された前記第１光線及び前記第２光線を混合する混合領域と、
前記混合領域を通過した光線を前記発光面から面状光として出射させる導光領域と
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の面光源装置。
【請求項４】
前記光路変更部材は、前記第２光線の進行方向及び角度強度分布を変える第１の光反射面を持つ第１の光反射部材を有することを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の面光源装置。
【請求項５】
前記第１の光反射部材の前記第１の光反射面は、前記光入射面に対向し、入射した光を拡散させ反射する拡散光反射面を含むことを特徴とする請求項４に記載の面光源装置。
【請求項６】
前記第１の光反射部材の前記第１の光反射面は、前記光入射面の長手方向に直交する面で切る断面形状が凹形状の部分及び凸形状の部分の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項４に記載の面光源装置。
【請求項７】
前記光路変更部材は、前記第２光源から出射された前記第２光線を、前記第１の光反射部材の前記第１の光反射面に導く光源用導光部材をさらに有することを特徴とする請求項４から６までのいずれか１項に記載の面光源装置。
【請求項８】
前記第１光源は、複数の第１発光素子を有し、
前記第２光源は、複数の第２発光素子を有する
ことを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の面光源装置。
【請求項９】
前記光源用導光部材は、隣接する第２発光素子から出射された第２光線同士が自ら有する発散角で広がり、前記光入射面において重なり合うために必要な所定の光学距離を有することを特徴とする請求項８に記載の面光源装置。
【請求項１０】
前記光源用導光部材は、前記第２発光素子の光軸に平行な面で分割された複数の導光素子を有することを特徴とする請求項８又は９に記載の面光源装置。
【請求項１１】
前記光路変更部材は、
前記面発光導光板と略平行な方向に延びる第１光路を形成する第１の導光部と
前記光入射面に対向し、前記面発光導光板の背面に略垂直な方向に延びる第２光路を形成する第２の導光部と
を含む導光部材を有し、
前記第２の光線は、前記第１の導光部から入射する
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項１２】
前記導光部材は、前記第２光線の角度強度分布を変える拡散面又は反射面を有することを特徴とする請求項１１に記載の面光源装置。
【請求項１３】
前記面光源装置は、光拡散素子をさらに有し、
前記光拡散素子は前記導光部材の出射面と前記面発光導光板の光入射面との間に配置されることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の面光源装置。
【請求項１４】
前記面光源装置の光入射面は、光を拡散する光拡散部を有する請求項１１から１３までのいずれか１項に記載の面光源装置。
【請求項１５】
前記第１光源は、複数の第１発光素子を有し、
前記第２光源は、複数の第２発光素子を有する
ことを特徴とする請求項１１から１４までのいずれか１項に記載の面光源装置。
【請求項１６】
前記導光部材は、隣接する第２発光素子から出射された第２光線同士が自ら有する発散角で広がり、前記光入射面において重なり合うために必要な所定の光学距離を有することを特徴とする請求項１５に記載の面光源装置。
【請求項１７】
前記導光部材は、前記第２発光素子の光軸に平行な面で分割された複数の導光素子を有することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の面光源装置。
【請求項１８】
前記第１光源は、発光ダイオードを有し、前記第２光源は、レーザ発光素子を有することを特徴とする請求項１から１７までのいずれか１項に記載の面光源装置。
【請求項１９】
前記レーザ発光素子は、赤色レーザ発光素子を含むことを特徴とする請求項１８に記載の面光源装置。
【請求項２０】
液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面に面状光を照射する、請求項１から１９までのいずれか１項に記載の面光源装置と
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状の発光面を有する面光源装置、及び、面光源装置と液晶パネルとを有する液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置のバックライトユニットとして、光源からの光を薄板状の面発光導光板の側面（光入射面）に入射させ、拡散した光を面発光導光板の前面（発光面）から液晶表示素子（液晶パネル）の背面の全域に向けて出射するサイドライト方式の面光源装置が広く用いられている。しかし、薄板状の面発光導光板の側面という狭い面に対向させて大光量の光源（例えば、ＬＥＤ）を多数設置することは困難であるため、サイドライト方式の面光源装置では、輝度を十分に向上させることが困難であるという問題があった。【０００３】
この問題の対策として、面光源装置の厚み方向に配列された複数の光源（複数の発光素子列）と、面発光導光板と、複数の光源からの光を面発光導光板の側面（光入射面）に導く光路変更部材（例えば、光反射ミラーなど）を有する面光源装置の提案がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２５００２０号公報（段落００１０〜００２３、図１〜図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の面光源装置では、複数の光源を面発光導光板の側面に対向させ且つ面発光導光板の厚み方向に配列しているので、面発光導光板の厚みを厚くする必要があり、その結果、面光源装置の厚みが増加するという問題があった。【０００６】
また、厚みが増加した面光源装置を用いた液晶表示装置では、液晶パネルの表示面の輝度を向上させることはできるが、液晶表示装置の厚みが増加するという問題があった。【０００７】
そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、発光面の輝度の向上及び薄型構造の両方を実現することができる面光源装置及び表示面の輝度の向上及び薄型構造の両方を実現することができる液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一形態に係る面光源装置は、発光面、該発光面の反対側の背面、及び前記発光面の辺と前記背面の辺との間を繋ぐ複数の側面を有し、前記複数の側面のうちのいずれかの側面である光入射面から入射した光線を前記発光面から出射させる面発光導光板と、前記光入射面に対向して配置され、前記光入射面に向けて第１光線を出射する第１光源と、第２光線を出射する第２光源と、前記第２光源から出射した前記第２光線を前記光入射面に導く光路変更部材とを備え、前記第１光源から出射した前記第１光線及び前記第２光源から出射した前記第２光線の両方は、前記複数の側面のうちの同一の側面である前記光入射面から、前記面発光導光板に入射することを特徴としている。【０００９】
本発明の一形態に係る液晶表示装置は、液晶パネルと、前記液晶パネルの背面に面状光を照射する前記面光源装置とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る面光源装置によれば、発光面の輝度の向上及び薄型構造の両方を実現することができる。また、本発明に係る液晶表示装置によれば、表示面の輝度の向上及び薄型構造の両方を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る実施の形態１の液晶表示装置（面光源装置を含む）の構成の一例を概略的に示す断面図である。
【図２】実施の形態１の液晶表示装置の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】実施の形態１の面光源装置における面発光導光板（導光拡散板）及びその周辺構造の一例を模式的に示す断面図である。
【図４】実施の形態１の面光源装置における面発光導光板及びその周辺構造の他の例を模式的に示す断面図である。
【図５】実施の形態１の面光源装置における面発光導光板に設けられた微小光学素子の配置の一例を概略的に示す図である。
【図６】実施の形態１の面光源装置における面発光導光板及びその周辺構造の他の例を模式的に示す断面図である。
【図７】実施の形態１の面光源装置における面発光導光板及びその周辺構造の更に他の例を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明に係る実施の形態２の液晶表示装置（面光源装置を含む）の構成の一例を概略的に示す断面図である。
【図９】実施の形態２の液晶表示装置の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態３の液晶表示装置（面光源装置を含む）の構成の一例を概略的に示す断面図である。
【図１１】実施の形態３の液晶表示装置の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１２】本発明に係る実施の形態４の液晶表示装置（面光源装置を含む）の構成の一例を概略的に示す断面図である。
【図１３】実施の形態４の面光源装置における面発光導光板及びその周辺構造の一例を模式的に示す断面図である。
【図１４】本発明に係る実施の形態５の液晶表示装置（面光源装置を含む）の構成の一例を概略的に示す断面図である。
【図１５】実施の形態５における拡散構造の他の例を概略的に示す断面図である。
【図１６】実施の形態５における拡散構造のさらに他の例を概略的に示す断面図である。
【図１７】実施の形態５における光源用導光部材の他の例を概略的に示す断面図である。
【図１８】本発明に係る実施の形態６の液晶表示装置（面光源装置を含む）の構成の一例を概略的に示す断面図である。
【図１９】図１８に示される面光源装置を液晶パネル側から見た概略的な平面図である。
【図２０】図１８に示される面光源装置を液晶表示装置の背面側から見た概略的な背面図である。
【図２１】図１８に示される面光源装置の面発光導光板の微小光学素子の他の例を概略的に示す平面図である。
【図２２】実施の形態６の液晶表示装置の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２３】本発明に係る実施の形態６の変形例である液晶表示装置（面光源装置を含む）の構成の一例を概略的に示す断面図である。
【図２４】本発明に係る実施の形態７の液晶表示装置（面光源装置を含む）の構成の一例を概略的に示す断面図である。
【図２５】図２４に示される面光源装置の光反射部材の構成の一例を概略的に示す斜視図である。
【図２６】実施の形態７の液晶表示装置における面光源装置の光反射部材の他の例を概略的に示す断面図である。
【図２７】図２６に示される面光源装置の光反射部材の構成を拡大して示す断面図である。
【図２８】実施の形態７の液晶表示装置における面光源装置の光反射部材の他の例を概略的に示す断面図である。
【図２９】実施の形態７の液晶表示装置における面光源装置の光反射部材の他の例を概略的に示す断面図である。
【図３０】本発明に係る実施の形態８の液晶表示装置（面光源装置を含む）の構成の一例を概略的に示す断面図である。
【図３１】図３０に示される面光源装置の面発光導光板の光入射面近傍の構成を示す図である。
【図３２】実施の形態８の液晶表示装置（面光源装置を含む）の構成の他の例を概略的に示す断面図である。
【図３３】実施の形態８における光源用導光部材の他の例を概略的に示す断面図である。
【図３４】実施の形態８の液晶表示装置（面光源装置を含む）の構成の他の例を概略的に示す断面図である。
【図３５】本発明に係る実施の形態９の液晶表示装置（面光源装置を含む）の構成の一例を概略的に示す断面図である。
【図３６】実施の形態９の液晶表示装置における面光源装置の光反射部材の他の例を概略的に示す断面図である。
【図３７】実施の形態９の液晶表示装置における面光源装置の光反射部材の他の例を概略的に示す断面図である。
【図３８】実施の形態９の液晶表示装置における面光源装置の光反射部材の他の例を概略的に示す断面図である。
【図３９】実施の形態９の液晶表示装置（面光源装置を含む）の構成の他の例を概略的に示す断面図である。
【図４０】図３９に示される面光源装置の面発光導光板の光入射面近傍の構成を示す図である。
【図４１】実施の形態９の液晶表示装置（面光源装置を含む）の構成の他の例を概略的に示す断面図である。
【図４２】本発明に係る実施の形態１０の液晶表示装置（面光源装置を含む）の構成の一例を概略的に示す断面図である。
【図４３】実施の形態１０の液晶表示装置の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。
【図４４】実施の形態１０の液晶表示装置を−ｚ軸方向に見た概念図である。
【図４５】実施の形態１０の液晶表示装置を＋ｚ軸方向に見た概念図である。
【図４６】本発明に係る実施の形態１１の液晶表示装置（面光源装置を含む）の構成の一例を概略的に示す断面図である。
【図４７】実施の形態１１の液晶表示装置を−ｚ軸方向に見た概念図である。
【図４８】実施の形態１１における拡散構造の他の例を概略的に示す断面図である。
【図４９】実施の形態１１における拡散構造のさらに他の例を概略的に示す断面図である。
【図５０】実施の形態６の変形例である液晶表示装置（面光源装置を含む）の構成の他の例を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る実施の形態１〜１１の面光源装置及び液晶表示装置を、図面を参照しながら、詳細に説明する。なお、図において、共通する構成要素には、同じ符号付す。また、本発明は、以下に説明される実施の形態１〜１１の面光源装置及び液晶表示装置に限定されるものではない。
【００１３】
《１》実施の形態１．
図１は、本発明に係る実施の形態１の液晶表示装置１００（面光源装置２００を含む）の構成の一例を概略的に示す断面図である。面光源装置２００は、面発光導光板４、光反射シート５、導光部材６、第１光源８、第２光源９を有する。また、面光源装置２００には、導光部材６の機能を有する構成要素１０８，１０６，１０７，も含まれる。説明を容易にするために、各図中にｘｙｚ直交座標系の座標軸を示す。以下の説明において、液晶表示素子（液晶パネル）１の表示面１ａの短辺方向をｙ軸方向（図１が描かれている紙面に垂直な方向）とし、液晶パネル１の表示面１ａの長辺方向をｘ軸方向（図１において左右方向）とし、ｘ軸及びｙ軸を含む平面であるｘｙ平面に垂直な方向をｚ軸方向（図１における上下方向）とする。また、図１において、左から右に向かう方向を、ｘ軸の正方向（＋ｘ軸方向）とし、その反対方向を、ｘ軸の負方向（−ｘ軸方向）とする。また、図１が描かれている紙面の手前から紙面に向かう方向を、ｙ軸の正方向（＋ｙ軸方向）とし、その反対方向を、ｙ軸の負方向（−ｙ軸方向）とする。さらに、図１において、下から上に向かう方向を、ｚ軸の正方向（＋ｚ軸方向）とし、その反対方向を、ｚ軸の負方向（−ｚ軸方向）とする。
【００１４】
図１に示すように、液晶表示装置１００は、透過型の液晶パネル１と、面光源装置としてのバックライトユニット２００を有している。バックライトユニット２００は、第１の光学シート２、第２の光学シート３、面発光導光板（導光拡散板）４、光反射シート５、光路変更部材としての導光部材６、第１光源８、及び第２光源９を備えている。これら構成要素１，２，３，４，５は、ｚ軸方向に配列されている。図１において、液晶パネル１の表示面１ａは、ｘｙ平面と平行である。
【００１５】
図２は、実施の形態１の液晶表示装置１００の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。図２に示すように、液晶表示装置１００は、液晶パネル駆動部１２及び光源駆動部１３を有している。液晶パネル駆動部１２は、液晶パネル１を駆動する。光源駆動部１３は、第１光源８及び第２光源９を駆動する。液晶パネル駆動部１２の動作及び光源駆動部１３の動作は、制御部１１によって制御される。
【００１６】
制御部１１は、入力された映像信号Ｓ０に画像処理を施して液晶パネル制御信号Ｓ１と光源制御信号Ｓ２を生成する。制御部１１は、液晶パネル制御信号Ｓ１を液晶パネル駆動部１２に供給し、光源制御信号Ｓ２を光源駆動部１３に供給する。液晶パネル駆動部１２は、液晶パネル制御信号Ｓ１に基づいて液晶パネル１を駆動する。光源駆動部１３は、光源制御信号Ｓ２に基づいて第１光源８及び第２光源９を駆動する。
【００１７】
第１光源８は、白色の第１光線８１を出射する。第２光源９は、白色の第２光線９１を出射する。第２光線９１は、導光部材６の内部を−ｘ軸方向に進行する。その後、第２光線９１は、２回反射して、進行方向を＋ｘ軸方向に変える。第１光線８１は、＋ｘ軸方向に進行し、導光部材６に入射する。第１光線８１は、導光部材６で第２光線９１と混ざり、第１光線８１及び第２光線９１は、面発光導光板４の光入射面４１ａから面発光導光板４内に入射する。第１光線８１及び第２光線９１は、混合光線４３となる。混合光線４３は、第１光線８１と第２光線９１が混ざり合った白色の光線である。なお、実施の形態１では、面光源装置を、液晶表示装置のバックライト装置として発明の説明している。このため、混合光線４３は、白色の光線となるが、混合光線４３は、白色以外の光線とすることもできる。混合光線４３は、装置の用途に応じて、白色の光線又は白色以外の色の光線とすることが可能である。なお、光路変更部材としての導光部材６は、第２光源９から出射した第２光線９１を光入射面４１ａに導く機能を持つ。また、導光部材６は、光入射面４１ａにおける第２光線９１の断面のサイズを変更する役目、例えば、第２光線９１の断面のサイズを光入射面４１ａにおける第１光線８１の断面のサイズに近付けるように、光学距離を確保する役目を持たせることも可能である。また、第１光源８から出射した第１光線８１及び第２光源９から出射した第２光線９１の両方は、複数の側面のうちの同一の側面である光入射面４１ａから、面発光導光板４内に入射する。なお、出射とは、ある方向に向けて光を発することである。
【００１８】
図１に示されるように、面発光導光板４の背面４１ｂには、複数の微小光学素子４２が備えられている。微小光学素子４２は、例えば、背面４１ｂから−ｚ軸方向に突出した半球状の凸レンズ形状の素子である。微小光学素子４２は、混合光線４３を照明光４４に変換する。照明光４４は、＋ｚ軸方向に進行する。照明光４４は、液晶パネル１の裏面１ｂに向けて出射される。この照明光４４は、第２の光学シート３及び第１の光学シート２を透過して液晶パネル１の裏面１ｂに照射される。第１の光学シート２は、面発光導光板４から出射した光を液晶パネル１の背面１ｂに向ける機能を有する。第２の光学シート３は、細かな照明むらなどの光学的影響を抑制して、照度むらを少なくする機能を有する。
【００１９】
光反射シート５は、面発光導光板４の背面４１ｂ側（−ｚ軸方向の側）に配置されている。また、光反射シート５は、導光部材６の面発光導光板４側（＋ｚ軸方向の側）に配置されている。面発光導光板４から−ｚ軸方向に出射した光は、光反射シート５で反射される。光反射シート５で反射した光は、面発光導光板４を通過して液晶パネル１の裏面１ｂを照射する照明光４４として利用される。光反射シート５は、例えば、ポリエチレンテレフタラートなどの樹脂を基材とした光反射シート、又は、基板の表面に金属を蒸着した光反射シートである。
【００２０】
液晶パネル１の液晶層は、ｘｙ平面に平行に配置されている。液晶パネル１の表示面１ａは、矩形状をしている。この表示面１ａの隣接する２辺は、直交している。図１において、液晶パネル１の短辺は、ｙ軸に平行であり、長辺は、ｘ軸に平行である。
【００２１】
液晶パネル駆動部１２は、制御部１１から受け取った液晶パネル制御信号Ｓ１に基づいて液晶層の光透過率を画素単位で変化させる。各画素は、例えば、３つの副画素から構成されている。第１の副画素は、赤色の光のみが透過するカラーフィルタを有している。第２の副画素は、緑色の光のみが透過するカラーフィルタを有している。第３の副画素は、青色の光のみが透過するカラーフィルタを有している。制御部１１が各副画素の透過率を制御することで、液晶パネル１は、カラー画像を作り出す。すなわち、液晶パネル１は、面発光導光板４から入射した照明光４４を空間的に変調することで画像光を作り出し、この画像光を、表示面１ａから出射する。なお、画像光とは、画像情報を有する光のことである。
【００２２】
実施の形態１によれば、制御部１１は、光源駆動部１３を制御して、第２光線９１の輝度と第１光線８１の輝度を調整する。制御部１１は、映像信号Ｓ０に基づいて第１光源８及び第２光源９の各々の発光量を調整する。これにより、液晶表示装置１００の消費電力を低減できる。
【００２３】
第１光源８は、面発光導光板４の−ｘ軸方向の側の端面（光入射面）４１ａに対向して配置されている。第２光源９は、第１光源８の位置とは、ｚ軸方向にずれた位置に配置されている。実施の形態１においては、第２光源９は、面発光導光板４の背面４１ｂ側（−ｚ軸方向）に配置されている。第１光源８は、例えば、ｙ軸方向に所定間隔（通常は、等間隔）に配列された複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を有し、第２光源９は、例えば、ｙ軸方向に所定間隔（通常は、等間隔）に配列された複数のＬＥＤ素子を有する。
【００２４】
比較例として、１列のＬＥＤ素子を有する第１光源８と１列のＬＥＤ素子を有する第２光源との両方を、面発光導光板４の入射端面４１ａに対向させて配置することも考えられる。しかし、このような比較例の形態では、第１光源８と第２光源とが隣接して配置され、一箇所に光源が集中しているため、ＬＥＤ素子が発する熱により、第１光源８及び第２光源の周辺の温度が上昇し過ぎるおそれがある。この温度上昇により、ＬＥＤ素子の発光効率は、低下する。発光効率とは、光源の効率を現すもので、単位電力あたりの全光束で現される。また、この周辺の温度上昇により、ＬＥＤ素子の寿命は、短くなる。そのため、２列の光源を配置する際には、それぞれの光源が離れて配置されることが望ましい。これにより、光源の発光による局所的な温度上昇（不均一な温度分布）を抑制することができる。
【００２５】
第２光源９は、導光部材６の端面６１ａに対向して配置されている。端面６１ａは、導光部材６の＋ｘ軸方向の側の端面である。端面６１ａは、光の入射端面である。導光部材６は、第１の導光部６２ａ及び第２の導光部６２ｂを有している。第１の導光部６２ａは、ｘｙ平面に平行に配置された直方体の板状部である。第２の導光部６２ｂは、ｙｚ平面に平行に配置された台形柱の板状部である。図１に示すように、第１の導光部６２ａは、光反射シート５の−ｚ軸方向の側に隣接して配置されている。第２の導光部６２ｂは、面発光導光板４の−ｘ軸方向の側に隣接して配置されている。導光部６２ａ，６２ｂは、例えば、厚み２ｍｍの板状の部材である。また、導光部６２ａ，６２ｂは、例えば、アクリル樹脂（例えば、ＰＭＭＡ）などの透明材料で作製されている。
【００２６】
第２光線９１は、導光部材６の端面６１ａから導光部材６の中に入射する。第２光線９１は、導光部材６と空気層との界面で全反射する。全反射とは、光線が境界面で透過せずに全て反射される現象である。そして、第２光線９１は、反射を繰り返しながら導光部材６の中を進む。第２光線９１は、反射を繰り返しながら端面６１ｃに達する。端面６１ｃは、導光部６２ａの−ｘ軸方向の側の端面である。
【００２７】
図３は、実施の形態１の面光源装置２００における面発光導光板（導光拡散板）及びその周辺構造の一例を模式的に示す断面図である。図３に示すように、導光部６２ｂの２つの端面６１ｂ，６１ｅは、ｙｚ平面と平行に形成されている。端面６１ｅは、面発光導光板４の−ｘ軸方向の側の端面４１ａと対向している。２つの端面６１ｃ，６１ｄは、ｘｙ平面に対して略４５度の角度で傾斜している。導光部材６の端面６１ｃは、第２光線９１を反射して、その進行方向を−ｘ軸方向から＋ｚ軸方向に変えるように傾斜している。導光部材６の端面６１ｄは、第２光線９１を反射して、その進行方向を＋ｚ軸方向から＋ｘ軸方向に変えるように傾斜している。
【００２８】
第２光線９１は、端面６１ａから入射する。そして、第２光線９１は、全反射を繰り返して端面６１ｃに達する。第２光線９１は、端面６１ｃで反射し、＋ｚ軸方向に進む。その後、第２光線９１は、端面６１ｄで反射し、＋ｚ軸方向から＋ｘ軸方向に進行方向を変える。その後、第２光線９１は、端面６１ｅから面発光導光板４の光入射面４１ａに向けて出射する。一方、第１光源８から出射された第１光線８１は、端面６１ｂから導光部材６に入射する。その後、第１光線８１は、導光部材６の導光部６２ｂを透過して端面６１ｅから面発光導光板４の光入射面４１ａに向けて出射する。なお、第１光源８は、端面４１ａのｚ軸方向の長さの範囲内に配置される。すなわち、第１光源８は、端面４１ａと対向して配置されている。
【００２９】
第１光源８は、比較的大きな発散角を持つ光線を出射するＬＥＤ素子である。発散角とは光線の広がる角度である。このため、第１光源８をｙ軸方向に等間隔で配列しても、端面６１ｂから端面６１ｅまでの間で、第１光線８１は、重なり合って線状の光となる。近接した光源から複数の光線が出射する。これらの複数の光線が空間的に重なり合うと、それらの光線の輝度分布が平均化され、光源の配列方向に均一な輝度分布となる。
【００３０】
第１光源８の光線は、１個の光源では、均一な輝度分布を有しない。しかし、複数の光線が重なり合うと輝度分布は、平均化する。平均化した光線は、光源の配列方向に均一な輝度分布となり、線状の光となる。また、第１光源８は、導光部材６の端面６１ｂに対向して配置されている。第１光線８１は、第１光源８から端面６１ｂに向かって出射される。
【００３１】
第１光源８の光線は、１個の光源では、均一な輝度分布を有しない。しかし、複数の光線が重なり合うと輝度分布は、平均化する。平均化した光線は、光源の配列方向に均一な輝度分布となり、線状の光となる。また、第１光源８は、導光部材６の端面６１ｂに対向して配置されている。第１光線８１は、第１光源８から端面６１ｂに向かって出射される。
【００３２】
導光部材６の端面６１ｅは、面発光導光板４の−ｘ軸方向の側の端面４１ａに対向して配置されている。第１光源８及び第２光源９から出射した白色の第１光線８１及び第２光線９１は、導光部材６の内部で混ざり合い、面発光導光板４に向けて出射する。第１光線８１及び第２光線９１は、混ざり合って白色の線状の光となる。この白色の線状の光は、混合光線４３である。なお、制御部１１が光源駆動部１３を制御して、第１光線８１の輝度と第２光線９１の輝度との割合を調整することができる。
【００３３】
なお、導光部材６は、透明部材として説明したが、透明部材に限定されない。導光部材６にとって必要な機能は、２つある。第１の機能は、導光部材６が第１光線８１及び第２光線９１を面発光導光板４に導くという機能である。第１光線８１は、第１光源８から出射した光線である。第２光線９１は、第２光源から出射した光線である。第２の機能は、導光部材６が第１光線８１と第２光線９１とを混ぜるという機能である。これらの２つの機能を有する構成であれば、導光部材６は、別の構成をしていても良い。例えば、端面６１ｃ，６１ｄに反射膜を設けることで、同様の効果を得ることができる。反射膜は、アルミニウム、銀又は金などの反射率の高い金属を端面に蒸着することで実現できる。
【００３４】
図４は、実施の形態１の面光源装置２００における面発光導光板４及びその周辺構造の他の例を模式的に示す断面図である。図４に示すように、導光部材１０８は、反射部材１８１，１８２，１８３の３部品から構成されている。反射部材１８１，１８２，１８３の反射面１８１ａ，１８２ａ，１８３ａは、鏡面である。反射部材１８１と反射部材１８２とは、別部品として示したが、ｙ軸方向の両端をつなげて中空の１部品とすることができる。また、導光部材１８３は、構造部材の一部を鏡面として構成することができる。
【００３５】
面発光導光板４は、液晶パネル１の表示面１ａに対して平行に配置されている。面発光導光板４は、裏面に微小光学素子４２を有している。裏面とは、液晶パネル１に対して反対側の面であり、面発光導光板４の−ｚ軸方向の側の面である。この微小光学素子４２は、混合光線４３を照明光４４に変える。混合光線４３は、面発光導光板４の内部を伝播する光である。照明光４４は、＋ｚ軸方向に出射する光である。照明光４４は、液晶パネル１の裏面１ｂに向けて面発光導光板４から出射する。
【００３６】
図５は、実施の形態１の面光源装置２００における面発光導光板４に設けられた微小光学素子４２の配置の一例を概略的に示す図である。例えば、面発光導光板４は、アクリル樹脂（例えば、ＰＭＭＡ）などの透明材料で作製された部品である。また、面発光導光板４は、例えば、厚み４ｍｍの板状部材である。図５に示すように、面発光導光板４は、裏面４１ｂに微小光学素子４２を有している。微小光学素子４２は、−ｚ軸方向に突出した半球状の凸形状をしている。以後、この半球状の凸形状を凸レンズ形状と呼ぶ。
【００３７】
混合光線４３は、面発光導光板４の端面４１ａから入射する。混合光線４３は、面発光導光板４と空気層との界面で全反射する。そして、混合光線４３は、導光対４の内部を伝播する。混合光線４３は、反射を繰り返しながら＋ｘ軸方向に進む。しかし、混合光線４３が微小光学素子４２に入射すると、微小光学素子４２の曲面で反射して進行方向を変える。混合光線４３の進行方向が変化すると、混合光線４３の中には、面発光導光板４の表面と空気層との界面での全反射条件を満たさなくなる光線がある。光線が全反射条件を満たさなくなると、光線は、面発光導光板４の表面から液晶パネル１の裏面１ｂに向かって出射する。面発光導光板４の表面は、液晶パネル１の側の面である。
【００３８】
微小光学素子４２の配置密度は、面発光導光板４の上のｘｙ平面内の位置で変化している。配置密度とは、微小光学素子４２の単位面積当たりの数や微小光学素子４２の大きさなどである。この微小光学素子４２の配置密度の変化により、照明光４４の面内輝度分布を制御することができる。照明光４４は、面発光導光板４から出射する光である。なお、面内輝度分布とは、任意の平面において、２次元で表される位置に対する輝度の高低を示す分布である。ここでの面内とは、表示面のことである。
【００３９】
図５に示すように、微小光学素子４２の配置密度は、混合光線４３の進行方向の位置に対して変化している。混合光線４３の進行方向とは、図５中の＋ｘ軸方向である。詳しく説明すると、面発光導光板４は、端面４１ａ近傍から端面４１ｃまでの領域に微小光学素子４２を有している。端面４１ｃは、端面４１ａと対向する端面である。その配置密度は、端面４１ａ近傍から端面４１ｃに向けて連続的に疎から密へと変化している。
【００４０】
例えば、微小光学素子４２は、凸レンズ形状である。その表面の曲率は、約０．１５ｍｍである。微小光学素子４２の最大高さは、約０．００５ｍｍである。また、微小光学素子４２の屈折率は、約１．４９である。なお、面発光導光板４や微小光学素子４２の材質は、アクリル樹脂とすることができる。しかし、面発光導光板４や微小光学素子４２の材料は、アクリル樹脂に限定されず、光透過率が良く、成形加工性に優れた他の樹脂材料（例えば、ポリカーボネート樹脂など）、又は、ガラス材料とすることができる。また、面発光導光板４の厚みは、４ｍｍに限定されるものではない。液晶表示装置１００の薄型化・軽量化の観点からは、厚みの薄い面発光導光板４を用いることが望ましい。
【００４１】
なお、実施の形態１において、微小光学素子４２は、凸レンズ形状とした。しかし、微小光学素子４２の形状は、凸レンズ形状に限定されない。微小光学素子４２に必要な機能は、微小光学素子４２が混合光線４３を＋ｚ軸方向に反射して混合光線４３が液晶パネル１の裏面１ｂに向けて出射することである。混合光線４３は、面発光導光板４の内部をｘ軸方向に進行する光である。この機能を有すれば、微小光学素子４２の形状は、別の形状でも良い。例えば、プリズム形状や、ランダムな凹凸パターンなどでも同様の機能を有する。
【００４２】
照明光４４は、面発光導光板４から液晶パネル１に向けて出射する光である。しかし、照明光４４は、第１の光学シート２及び第２の光学シート３などによって反射して−ｚ軸方向に進行する場合がある。高輝度化、低消費電力化を実現するためには、それらの反射光を再び液晶パネル１の照明光として利用する必要がある。実施の形態１の液晶表示装置１００は、面発光導光板４の−ｚ軸方向の側に光反射シート５を備えている。この光反射シート５が−ｚ軸方向に進む反射光を再度＋ｚ軸方向に向ける。これにより、液晶表示装置１００は、効率的に光を利用することができる。
【００４３】
以上に説明したように、実施の形態１の液晶表示装置１００は、２箇所に白色ＬＥＤ素子を用いた光源を有している。その２箇所は、面発光導光板４の側面と面発光導光板４の裏面とである。これにより、液晶表示装置１００は、厚み（ｚ軸方向の寸法）の増加を抑えて光源の数を増やすことができる。また、液晶表示装置１００の表示領域に対してバックライトユニット２００の大きさを抑えて、液晶表示装置１００は、高輝度かつ薄型を実現できる。表示領域とは、有効画像を表示する領域である。表示領域は、座標で表すとｘ軸方向及びｙ軸方向に広がる領域である。
【００４４】
さらに、光源を面発光導光板４の側面と裏面とに配置することで、それぞれの光源が発する熱による周辺温度の上昇を緩和できる。これにより、周囲温度上昇による光源の発光効率の低下を抑制できる。また、第１光源８及び第２光源９の寿命を長くすることができる。
【００４５】
従来、サイドライト方式のバックライトに指向性を有する点光源のＬＥＤ素子が採用されると、表示面の面内の輝度むらが問題となっていた。ＬＥＤ素子の光は、自ら有する発散角により広がるため、ＬＥＤ素子の光は、近接する別のＬＥＤ素子の光と空間的に重なり合って、ＬＥＤ素子の光は、線状の光となる。バックライトユニットとしての面光源装置２００は、光の伝播距離を十分に有することができる。このため、バックライトユニット２００は、均一な輝度分布の照明光４４を生成できる。照明光４４の輝度分布は、表示面の面内で均一である。従って、輝度むらを低減した良好な画像を表示できる液晶表示装置１００を提供できる。光の伝播距離とは、光が伝わっていく距離である。また、光の伝播とは、光が進行して伝わっていくことである。
【００４６】
実施の形態１の液晶表示装置１００は、１個の導光部材６を有している。第１光源８及び第２光源９から出射した第１光線８１及び第２光線９１は、異なる端面６１ａ，６１ｂから導光部材６に入射する。しかし、導光部材６は、１つの部材で構成される必要はない。例えば、導光部材６は、図６及び図７に示すように構成してもよい。
【００４７】
図６は、実施の形態１の面光源装置２００における面発光導光板及びその周辺構造の他の例を模式的に示す断面図である。図６は、２部品で構成された導光部材を示している。バックライトユニット２００は、第１の導光部材１０６と第２の導光部材１０７とを有する。第２光線９１は、端面１６１ａから導光部材１０６に入射する。第２光線９１は、第１の導光部材１０６の内部を−ｘ軸方向へ進む。第２光線９１は、端面１６１ｃで反射し、＋ｚ軸方向に進む。第２光線９１は、端面１６１ｂから出射する。その後、第２光線９１は、第２の導光部材１０７の端面１７１ａから第２の導光部材１０７の内部に入射する。第２光線９１は、第２の導光部材１０７の内部を＋ｚ軸方向へ進む。第２光線９１は、端面１７１ｃで反射して、＋ｘ軸方向へ進む。
【００４８】
一方、第１光線８１は、第２の導光部材１０７の端面１７１ｂから入射する。第１光線８１は、第２の導光部材１０７の内部を＋ｘ軸方向へ進む。第１光線８１は、端面１７１ｄから出射する。第２の導光部１０７は、第１光線８１の入射位置の近くに端面１７１ａを有している。第１光線８１が第２導光部材１０７に入射した後、第１光線８１は、空気層と端面１７１ａとの界面で全反射する。このため、第１光線８１は、効率良く面発光導光板４に向けて進行することができる。
【００４９】
図７は、実施の形態１の面光源装置２００における面発光導光板及びその周辺構造の更に他の例を模式的に示す断面図である。図７は、導光部材６の機能の一部を面発光導光板４００に持たせた構成を示している。導光部材１０６の−ｘ軸方向の側の端部は、反射シート５の−ｘ軸方向の側の端部より−ｘ軸方向に突出している。面発光導光板４００の−ｘ軸方向の側の端部は、反射シート５の−ｘ軸方向の側の端部より−ｘ軸方向に突出している。
【００５０】
第２光線９１は、端面１６１ａから導光部材１０６に入射する。第２光線９１は、第１の導光部材１０６の内部を−ｘ軸方向へ進む。第２光線９１は、端面１６１ｃで反射し、＋ｚ軸方向に進む。第２光線９１は、端面１６１ｂから出射する。その後、第２光線９１は、面発光導光板４００の裏面から面発光導光板４００の内部に入射する。第２光線９１は、面発光導光板４００の内部を＋ｚ軸方向へ進む。第２光線９１は、端面１４１ｄで反射して、＋ｘ軸方向へ進む。一方、第１光線８１は、面発光導光板４００の端面１４１ａから入射する。第１光線８１は、面発光導光板４００の内部を＋ｘ軸方向へ進む。第２光線９１は、第１光線８１が入射する端面１４１ａに近い裏面１４１ｂから面発光導光板４００に入射する。端部１４５は、端面１４１ａ及び端面１４１ａに近い裏面１４１ｂを含む範囲である。
【００５１】
図７に示した構成は、図６に示した構成と比べて、光線が入射する端面の数と第１光線８１及び第２光線９１が出射する端面の数とを減らすことができる。このため、入射面や出射面で発生する光の損失は、低減される。これにより高い光の利用効率を得ることができる。光の利用効率とは、光源より出射された光の量に対する画像表示に利用される光の量の割合である。
【００５２】
前述のように、実施の形態１の液晶表示装置１００は、異なる位置に配置された２つの第１光源８及び第２光源９から出射した第１光線８１及び第２光線９１が面発光導光板４の短い端面４１ａから入射する構成をしている。しかしながら、光源の配列、導光部材６の位置及び微小光学素子４２の配列などを設計することで、面発光導光板４の長い端面を入射面とすることも可能である。長い端面とは、図１、図６及び図７中のｘｚ平面と平行な端面である。
【００５３】
《２》実施の形態２．
図８は、実施の形態２の液晶表示装置１０１（面光源装置２０１を含む）の構成の一例を概略的に示す断面図である。面光源装置２０１は、面発光導光板４、光反射シート５、導光部材６、第１光源２０８、第２光源２０９を有する。また、面光源装置２０１には、導光部材６の機能を有する構成要素も含まれる。図８において、図１（実施の形態１）に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付す。液晶表示装置１０１は、透過型表示装置である。液晶表示装置１０１は、実施の形態１の液晶表示装置１００の白色の第１光源８及び第２光源９に代えて、異なる色の第１光源２０８及び第２光源２０９を有している。液晶表示装置１０１は、上記の相違点以外は、実施の形態１と同じである。なお、実施の形態２においても、実施の形態１の図１の形態以外の図４、図６及び図７の形態も取り得る。
【００５４】
液晶表示装置が色再現範囲を広げるために表示色の色純度を高める場合、液晶パネルのカラーフィルタの透過波長帯域の幅を狭く設定しなければならない。しかし、透過波長帯域の幅を狭く設定すると、カラーフィルタを透過する光の透過光量は、減少する。このため、表示色の色純度を高めようとする場合、カラーフィルタを透過する光の透過光量の減少によって輝度が落ちるという問題が発生する。さらに、従来使用されていた蛍光ランプは、赤色領域の発光スペクトルのピークがオレンジ色の波長領域にある。同様に、黄色蛍光体を利用した白色のＬＥＤ素子も、赤色領域の発光スペクトルのピークがオレンジ色の波長領域にある。すなわち、赤色領域の波長のピークは、赤色領域からずれたオレンジ色の領域にある。特に赤色において色純度を高めようとすると、極めてカラーフィルタの透過光量が落ち、著しく輝度が低下してしまう。
【００５５】
実施の形態２の液晶表示装置１０１は、第１光源２０８に青緑色の第１光線２８１を出射するＬＥＤ素子を有している。青緑色の第１光線２８１は、青色の光と緑色の光とを混ぜている。また、液晶表示装置１０１は、第２光源２０９に赤色の第２光線２９１を出射する単一色のＬＥＤ素子を用いている。単一色のＬＥＤ素子の光は、波長幅が狭い。すなわち、単一色のＬＥＤ素子の光は、色純度が高い。このため、赤色の光のＬＥＤ素子を用いることにより、赤色の色純度は、向上する。すなわち、液晶表示装置１０１は、表示色の色再現範囲を広げることができる。単一色とは、一定の波長のみからなる光のことである。色純度とは、単一色性の高さを現す。
【００５６】
図９は、実施の形態２の液晶表示装置１０１の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。液晶表示装置１０１は、液晶表示装置１００の図２に示す構成と同様の構成を有している。図９に示すように、液晶表示装置１０１は、液晶パネル駆動部１２及び光源駆動部１３を有している。液晶パネル駆動部１２は、液晶パネル１を駆動する。光源駆動部１３は、第１の光源及び第２の光源を駆動する。なお、第１の光源は、第１光源２０８であり、第２の光源は、第２光源２０９である。制御部１１は、液晶パネル駆動部１２の動作を制御し、光源駆動部１３の動作を制御する。制御部１１は、入力した映像信号Ｓ１０に画像処理を行い、液晶パネル制御信号Ｓ１１と光源制御信号Ｓ１２とを生成する。制御部１１は、液晶パネル制御信号Ｓ１１を液晶パネル駆動部１２に供給する。また、制御部１１は、光源制御信号Ｓ１２を光源駆動部１３に供給する。液晶パネル駆動部１２は、液晶パネル制御信号に基づいて液晶パネル１を駆動する。光源駆動部１３は、光源制御信号Ｓ１２に基づいて第１光源２０８及び第２光源２０９を駆動する。
【００５７】
第２光源２０９は、赤色の第２光線２９１を出射する。第２光線２９１は、導光部材６の内部を−ｘ軸方向へ進行する。その後、第２光線２９１は、２回反射して＋ｘ軸方向に進行方向を変える。第２光線２９１は、端面６１ｃ及び端面６１ｄで反射する。第１光源２０８は、青緑色の第１光線２８１を出射する。第１光線２８１は、＋ｘ軸方向へ進行する。そして第１光線２８１は、導光部材６に入射する。第１光線２８１は、導光部材６の中で第２光線２９１と混ざる。その後に、第１光線２８１は、面発光導光板４に入射する。第１光線２８１及び第２光線２９１は、混ざって光線２４３となる。青緑色は、青色と緑色にピーク輝度を有する色である。
【００５８】
面発光導光板４は、−ｚ軸方向の側（図８における下側）の面に微小光学素子４２を有する。微小光学素子４２は、光線２４３を照明光２４４に変換する。照明光２４４は、＋ｚ軸方向に進行する。照明光２４４は、液晶パネル１の裏面１ｂに向けて出射する。この照明光２４４は、第２の光学シート３及び第１の光学シート２を透過する。その後、照明光２４４は、液晶パネル１の裏面１ｂに向けて照射される。
【００５９】
実施の形態２によれば、制御部１１は、光源駆動部１３を制御して、第２光線２９１の輝度と第１光線２８１の輝度を調整できる。すなわち、第２光線２９１の輝度と第１光線２８１の輝度との割合を調整できる。第２光線２９１は、第２光源２０９から出射した赤色の光である。第１光線２８１は、第１光源２０８から出射した青緑色の光である。制御部１１は、映像信号に基づいて各光源の発光量を調整する。すなわち、制御部１１は、映像信号に基づいて各光源の輝度の割合を調整する。これにより、液晶表示装置１０１の消費電力を低減できる。
【００６０】
第２光源２０９は、導光部材６の端面６１ａに対向して配置されている。端面６１ａは、導光部材６の＋ｘ軸方向の側の端面である。そして端面６１ａは、光の入射端面である。導光部材６は、液晶パネル１の表示面１ａに対して平行に配置されている。第２光源２０９は、例えば、複数のＬＥＤ素子をｙ軸方向に等間隔で配列したものである。
【００６１】
第２光源２０９は、赤色の光線を出射する。この赤色の光線のスペクトルは、６４０ｎｍ付近にピークを有する。また、第２光源２０９は、指向性を有す点光源である。第２光源２０９から出射した第２光線２９１は、導光部材６に入射する。第２光線２９１は、導光部材６と空気層との界面で全反射する。そして、第２光線２９１は、反射を繰り返しながら導光部材６の内部を進行する。第２光線２９１が進行する距離は、所定の光学距離である。第２光線２９１は、反射を繰り返しながら端面６１ｃに達する。第２光線２９１は、自らの発散角により広がる。このため、第２光線２９１は、所定の光学距離を進行する間に隣接する別のＬＥＤ素子の光線と重なり合う。この光線は、重なり合って、ｙ軸方向の輝度分布が均一な線状の光となる。
【００６２】
隣り合うＬＥＤ素子の光線が互いに重なり合うために、第２光線２９１は、所定の光学距離を進行する必要がある。所定の光学距離は、ＬＥＤ素子の発散角とＬＥＤ素子の配置間隔とによって決まる。第２光線２９１は、導光部材６の内部で自らの発散角によってＬＥＤ素子の配列方向に広がる。第２光線２９１は、線状の光を生成するために、十分に広がるための距離が必要となる。この距離が所定の光学距離である。ＬＥＤ素子の配列方向は、図８中のｙ軸方向である。導光部材６の端面６１ａから端面６１ｃまでの距離は、所定の光学距離以上の長さに設定されている。第２光源２０９から出射した複数の第２光線２９１は、均一な輝度分布の線状光源となる。
【００６３】
第２光線２９１は、端面６１ａから入射する。そして、第２光線２９１は、全反射を繰り返して端面６１ｃに達する。第２光線２９１は、端面６１ｃで反射し、＋ｚ軸方向に進む。その後、第２光線２９１は、端面６１ｄで反射し、＋ｚ軸方向から＋ｘ軸方向に進行方向を変える。その後、第２光線２９１は、端面６１ｅから面発光導光板４に向けて出射する。一方、第１光源２０８から出射した第１光線２８１は、端面６１ｂから導光部材６に入射する。その後、第１光線２８１は、導光部材６の導光部６２ｂを透過して端面６１ｅから面発光導光板４に向けて出射する。なお、第１光源２０８は、端面４１ａのｚ軸方向の長さの範囲内に配置される。
【００６４】
第１光源２０８は、比較的大きな発散角を持つ光線を出射するＬＥＤ素子である。このため、第１光源２０８をｙ軸方向に等間隔で配列しても、端面６１ｂから端面６１ｅまでの間で、第１光線２８１は、重なり合って線状の光となる。近接した光源から複数の光線が出射する。これらの複数の光線が空間的に重なり合うと、それらの光線の輝度分布が平均化され、光源の配列方向に均一な輝度分布となる。また、第１光源２０８は、導光部材６の端面６１ｂに対向して配置されている。第１光線２８１は、第１光源２０８から出射する。その後、第１光線２８１は、端面６１ｂに向けて進行する。
【００６５】
青緑色の第１光線２８１は、第１光源２０８から出射する。第１光線２８１は、第２光源２０９から出射する赤色の第２光線２９１と混ざって白色の光線２４３となる。例えば、第１光線２８１は、４５０ｎｍ付近と５３０ｎｍ付近とにピークを有する。そして、第１光線２８１は、４２０ｎｍから５８０ｎｍまでの帯域に連続的なスペクトルを有する青緑色の光である。例えば、第１光源２０８は、青色の光及び緑色の光を発する光源を用いることができる。その光源は、励起光源及び蛍光体を組み合わせた構成をしている。また、第１光源２０８は、紫外光により青色の光及び緑色の光を発する蛍光体を有する光源を用いることができる。その光源は、紫外光が蛍光体を励起して青色の光及び緑色の光を発する。あるいは、第１光源２０８は、青色の光が緑色の蛍光体を励起して、青色の光及び緑色の光を発する光源を用いることができる。
【００６６】
２列の第１光源２０８及び第２光源２０９を配置する方法として、例えば、面発光導光板４の入射端面４１ａに沿って２列の第１光源２０８及び第２光源２０９を配置する方法が考えられる。しかしながら、２列の光源が隣接して配置されることは、一箇所に光源を集めることである。２列の光源が隣接して配置されて、光源が一箇所に集まることで、各ＬＥＤ素子が発する熱により光源の周辺の温度が上昇する。この周辺の温度上昇により、ＬＥＤ素子の発光効率は、低下する。また、この周辺の温度上昇により、ＬＥＤ素子の寿命は、短くなる。そのため、２列の光源を配置する際には、それぞれの光源が離れて配置されることが望ましい。これにより、光源の発光による周囲温度が上昇することを抑えられる。また、第１光源２０８及び第２光源２０９の寿命を長くすることができる。
【００６７】
導光部材６の端面６１ｅは、面発光導光板４の−ｘ軸方向の側の端面４１ａに対向している。青緑色の第１光線２８１は、第１光源２０８から出射する。赤色の第２光線２９１は、第２光源２０９から出射する。青緑色の第１光線２８１及び赤色の第２光線２９１は、導光部材６の内部で混ざり合う。第１光線２８１及び第２光線２９１は、白色の線状の光となる。そして、第１光線２８１及び第２光線２９１は、面発光導光板４に向けて端面６１ｅから出射する。光線２４３は、白色の線状の光である。なお、制御部１１が光源駆動部１３を制御して、第１光線２８１の輝度及び第２光線２９１の輝度の割合を調整して、白色の線状の光を作り出すことができる。
【００６８】
なお、導光部材６は、厚さ２ｍｍの透明部材として説明したが、厚さ２ｍｍの透明部材に限定されない。導光部材６にとって必要な機能は、２つある。第１の機能は、導光部材６が第１光線２８１及び第２光線２９１を面発光導光板４に導くという機能である。第１光線２８１は、第１光源２０８から出射した光線である。第２光線２９１は、第２光源２０９から出射した光線である。第２の機能は、導光部材６が第１光線２８１と第２光線２９１とを混ぜるという機能である。これらの２つの機能を有する構成であれば、導光部材６は、別の構成をしていても良い。例えば、端面６１ｃ，６１ｄに反射膜を設けることで、同様の効果を得ることができる。
【００６９】
また、導光部材６は、実施の形態１の図４と同様の形態をとることができる。図４に示す導光部材１０８は、反射部材１８１，１８２，１８３の３部品から構成されている。反射部材１８１，１８２，１８３の反射面１８１ａ，１８２ａ，１８３ａは、鏡面である。反射部材１８１と反射部材１８２とは、別部品として示したが、ｙ軸方向の両端をつなげて中空の１部品とすることができる。また、導光部材１８３は、構造部材の一部を鏡面として構成することができる。
【００７０】
液晶表示装置１０１は、薄型化が考慮される。また、液晶表示装置１０１は、軽量化も考慮される。そのため、厚みの薄い導光部材を用いることは、望ましい。しかし、厚みを薄くすると導光部材６の剛性が低下する。このため、導光部材６の剛性の低下などの問題を考慮する必要がある。
【００７１】
面発光導光板４は、液晶パネル１の表示面１ａに対して平行に配置されている。面発光導光板４は、裏面に微小光学素子４２を有している。裏面とは、液晶パネル１と反対側の面であり、−ｚ軸方向の側の面である。光線２４３は、面発光導光板４の内部を進行する光である。照明光２４４は、＋ｚ軸方向に出射する光である。この微小光学素子４２は、光線２４３を照明光２４４に変える。照明光２４４は、液晶パネル１の裏面１ｂに向けて面発光導光板４から出射する。
【００７２】
光線２４３は、面発光導光板４の端面４１ａから入射する。光線２４３は、面発光導光板４と空気層との界面で全反射する。そして、光線２４３は、反射を繰り返しながら導光対４の内部を伝播する。光線２４３は、反射を繰り返しながら＋ｘ軸方向に進む。しかし、光線２４３が微小光学素子４２に入射すると、微小光学素子４２の曲面で反射して進行方向を変える。光線２４３の進行方向が変化すると、光線２４３の中には、面発光導光板４の表面と空気層との界面での全反射条件を満たさなくなる光線がある。光線が全反射条件を満たさなくなると、光線は、面発光導光板４の表面から液晶パネル１の裏面１ｂに向けて出射する。面発光導光板４の表面は、液晶パネル１の側の面である。
【００７３】
微小光学素子４２の配置密度は、面発光導光板４の上のｘｙ平面内の位置で変化している。配置密度とは、微小光学素子４２の単位面積当たりの数や微小光学素子４２の大きさなどである。この微小光学素子４２の配置密度の変化により、照明光２４４の面内輝度分布を制御することができる。照明光２４４は、面発光導光板４から出射する光である。なお、面内輝度分布とは、任意の平面において、２次元で表される位置に対する輝度の高低を示す分布である。ここでの面内とは、表示面のことである。
【００７４】
図５に示すように、微小光学素子４２の配置密度は、光線２４３の進行方向の位置に対して変化している。光線２４３の進行方向とは、図５中の＋ｘ軸方向である。詳しく説明すると、面発光導光板４は、端面４１ａ近傍から端面４１ｃまでの領域に微小光学素子４２を有している。端面４１ｃは、端面４１ａと対向する端面である。その配置密度は、端面４１ａ近傍から端面４１ｃに向けて連続的に疎から密へと変化している。
【００７５】
実施の形態２において、微小光学素子４２は、凸レンズ形状とした。しかし、微小光学素子４２の形状は、凸レンズ形状に限定されない。微小光学素子４２に必要な機能は、微小光学素子４２が光線２４３を＋ｚ軸方向に反射して光線２４３が液晶パネル１の裏面１ｂに向けて出射することである。光線２４３は、面発光導光板４の内部をｘ軸方向に進行する光である。この機能を有すれば、微小光学素子４２の形状は、別の形状でも良い。例えば、プリズム形状や、ランダムな凹凸パターンなどでも同様の機能を有する。
【００７６】
照明光２４４は、面発光導光板４から液晶パネル１に向けて出射する光である。しかし、照明光２４４は、第１の光学シート２及び第２の光学シート３などによって反射して−ｚ軸方向に進行する場合がある。高輝度化、低消費電力化を実現するためには、それらの反射光を再び液晶パネル１の照明光として利用する必要がある。実施の形態２の液晶表示装置１０１は、面発光導光板４の−ｚ軸方向の側に光反射シート５を備えている。この光反射シート５が−ｚ軸方向に進む反射光を再度＋ｚ軸方向に向ける。これにより、液晶表示装置１０１は、効率的に光を利用することができる。
【００７７】
以上に説明したように、実施の形態２の液晶表示装置１０１は、２箇所にＬＥＤ素子を用いた光源を有している。その２箇所は、面発光導光板４の側面と面発光導光板４の裏面とである。これにより、液晶表示装置１０１は、厚み（ｚ軸方向の寸法）の増加を抑えて光源の数を増やすことができる。また、液晶表示装置１０１の表示領域に対してバックライトユニット２０１の大きさを抑えて、液晶表示装置１０１は、高輝度かつ薄型を実現できる。表示領域とは、有効画像を表示する領域である。表示領域は、座標で表すとｘ軸方向及びｙ軸方向に広がる領域である。
【００７８】
さらに、光源を面発光導光板４の側面と裏面とに配置することで、それぞれの光源が発する熱による周辺温度の上昇を緩和できる。これにより、周囲温度上昇による光源の発光効率の低下を抑制できる。また、第１光源２０８及び第２光源２０９の寿命を長くすることができる。
【００７９】
また、従来、サイドライト方式のバックライトに指向性を有する点光源のＬＥＤ素子が採用されると、表示面の面内の輝度むらが問題となっていた。ＬＥＤ素子の光は、自ら有する発散角により広がるため、ＬＥＤ素子の光は、近接する別のＬＥＤ素子の光と空間的に重なり合って、ＬＥＤ素子の光は、線状の光となる。バックライトユニット２０１は、光の伝播距離を十分に有することができる。このため、バックライトユニット２０１は、均一な輝度分布の照明光２４４を生成できる。照明光２４４の輝度分布は、表示面の面内で均一である。従って輝度むらを低減した良好な画像を表示できる液晶表示装置１０１を提供できる。
【００８０】
液晶表示装置１０１の第２光源２０９は、赤色の光を発する。液晶表示装置１０１の第１光源２０８は、青緑色の光を発する。青緑色は、青色及び緑色を混ぜた色である。上述したように、従来使用されていた蛍光ランプは、赤色領域の発光スペクトルのピークがオレンジ色の波長領域にある。同様に、黄色蛍光体を利用した白色のＬＥＤ素子も、赤色領域の発光スペクトルのピークがオレンジ色の波長領域にある。すなわち、赤色領域の波長のピークは、赤色領域からずれたオレンジ色の領域にある。特に赤色において色純度を高めようとすると、極めて透過光量が落ち、著しく輝度が低下してしまう。蛍光ランプ及び白色のＬＥＤ素子を赤色のＬＥＤ素子に置き換えることで、カラーフィルタの透過光量の低下を抑制できる。また、色純度の向上の効果を得ることができる。
【００８１】
なお、実施の形態２においては、第２光源２０９に６４０ｎｍにピーク波長を有する赤色のＬＥＤ素子が採用された。しかし、本発明は、これに限るものではない。例えば、波長のピークが６４０ｎｍと異なる赤色ＬＥＤ素子を用いることができる。また、青色や緑色の光を放射するＬＥＤ素子を用いることができる。なお、第１光源２０８の光は、第２光源２０９の光と混ざって白色の光となる必要がある。すなわち、第１光源２０８の光は、第２光源２０９の光に対して補色となる。
【００８２】
実施の形態２においては、光源に異なる色のＬＥＤ素子を用いているため、第１光源２０８及び第２光源２０９を構成するＬＥＤ素子の数が異なることがある。ＬＥＤ素子の数が多い光源のＬＥＤ素子の配置間隔は狭い。そして、ＬＥＤ素子の数が少ない光源のＬＥＤ素子の配置間隔は広い。このため、ＬＥＤ素子の数の少ない光源は、より長い光学的距離が必要である。なぜなら、各々のＬＥＤ素子から出射した光が重なり合う必要があるからである。また、第１光源２０８及び第２光源２０９を構成するＬＥＤ素子の発散角が異なる場合がある。ＬＥＤ素子の発散角の小さい光源は、より長い光学的距離が必要である。なぜなら、各々のＬＥＤ素子から出射した光が重なり合う必要があるからである。
【００８３】
このように、第１光源２０８及び第２光源２０９を構成するＬＥＤ素子の数や発散角が異なる場合、光を重ね合わせるための光学的距離は、異なる。液晶表示装置１０１は、光が伝播する十分な光学距離を得られる。そして、液晶表示装置１０１は、輝度分布が均一な線状の光を得ることができる。ただし、第２光源２０９は、ＬＥＤ素子の数が少ない光源を選択する必要がある。また、第２光源２０９は、ＬＥＤ素子の発散角が狭い光源を選択する必要がある。
【００８４】
一般的に、光源には、白色の蛍光ランプや白色のＬＥＤ素子が用いられる。一方、色純度を高める場合には、液晶パネル１のカラーフィルタの透過波長を狭く設定する。この場合、カラーフィルタによる光の損失が増加すると画像の輝度が低下する。実施の形態２の液晶表示装置１０１は、単一色のＬＥＤ素子を用いている。単一色の光は、色純度が高い。単一色のＬＥＤ素子を用いることにより、赤色の色純度は向上する。そして、液晶表示装置１０１は、表示色の色再現範囲を広げることができる。また、赤色の色純度が向上することにより、液晶表示装置１０１は、カラーフィルタによる光の損失を減少できる。このため、液晶表示装置１０１は、明るさの低下を抑制できる。低消費電力にもかかわらず、液晶表示装置１０１は、高輝度で広い色域を実現できる。
【００８５】
実施の形態２の液晶表示装置１０１は、１個の導光部材６を有している。第１光源２０８及び第２光源２０９から出射した第１光線２８１及び第２光線２９１は、異なる端面６１ａ，６１ｂから導光部材６に入射する。しかし、導光部材６は、１つの部材で構成される必要はない。例えば、導光部材６は、図６又は図７に示すように構成してもよい。
【００８６】
前述のように、実施の形態２の液晶表示装置１０１は、異なる位置に配置された２つの光源から出射した光が面発光導光板４の短い端面から入射する構成をしている。しかしながら、光源の配列、導光部材６の位置及び微小光学素子４２の配列などを設計することで、面発光導光板４の長い端面を入射面とすることも可能である。長い端面とは、図８中のｘｚ平面と平行な端面である。
【００８７】
実施の形態２に光源駆動部は、画像信号に基づいて第１光源２０８及び第２光源２０９の出力を個別に制御することにより、消費電力を低減できるとともに、迷光を低減してコントラストを向上させることができる。なぜなら、第１光源２０８及び第２光源２０９を別々に制御することで表示に不要な光を消すことができる。また、表示に不要な光の出力を下げることができる。このように不要な光を減らすことで迷光を低減することができる。迷光とは、光学機器内で、正規の光路以外をたどる光のことで、結像に有害な光である。
【００８８】
《３》実施の形態３．
図１０は、実施の形態３の液晶表示装置１０２（面光源装置２０２を含む）の構成の一例を概略的に示す断面図である。面光源装置２０２は、面発光導光板４、光反射シート５、導光部材６、第１光源２０８、第２光源２０９を有する。また、面光源装置２０２には、導光部材６の機能を有する構成要素も含まれる。図１０において、図８（実施の形態２）に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付す。液晶表示装置１０２は、透過型表示装置である。実施の形態２における第２光源２０９は、ＬＥＤ素子を有しているが、実施の形態３における第２光源３０９は、レーザ発光素子を有している。液晶表示装置１０２は、上記相違点以外は、実施の形態２と同じである。また、実施の形態３は、実施の形態１に対して、第１光源２０８及び第２光源３０９の構成要素において相違し、それ以外の構成要素に関しては同じである。なお、実施の形態３においても、実施の形態１の図１の形態以外の図４、図６及び図７の形態も取り得る。
【００８９】
前述のように、液晶表示装置が色再現範囲を広げるために表示色の色純度を高める場合、液晶パネルのカラーフィルタの透過波長帯域の幅を狭く設定しなければならない。しかし、透過波長帯域の幅を狭く設定すると、カラーフィルタを透過する光の透過光量は、減少する。このため、表示色の色純度を高めようとする場合、カラーフィルタを透過する光の透過光量の減少によって輝度が落ちるという問題が発生する。
【００９０】
実施の形態３では、ＬＥＤ素子の代わりに波長領域の狭いレーザ発光素子を用いることで、色純度が向上している。なぜなら、レーザ発光素子の波長領域は、単一色のＬＥＤ素子よりも狭いからである。そして、バックライトユニットである面光源装置２０２は、光の損失を減少できる。また、バックライトユニット２０２は、明るさの低下を抑制できる。このため、バックライトユニット２０２は、低消費電力であり、色純度を高めることができる。また、レーザ発光素子は、指向性が高いため、導光部材６と面発光導光板４との結合効率は向上する。
【００９１】
第１光源２０８は、青緑色の第１光線２８１を出射するＬＥＤ素子を用いる。青緑色の光は、青色の光と緑色の光とを混ぜた光である。第２光源３０９は、赤色の第２光線３９１を出射するレーザ発光素子を用いる。レーザ光の波長幅は狭い。すなわち、レーザ光は、色純度が高い。このため、赤色の光のレーザ発光素子を用いることで、赤色の色純度は向上する。すなわち、表示色の色再現範囲は広くなる。
【００９２】
図１１は、実施の形態３の液晶表示装置１０２の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。液晶表示装置１００と同様に、液晶表示装置１０２は、液晶パネル駆動部１２及び光源駆動部１３を有している。図１１に示すように、液晶パネル駆動部１２は、液晶パネル１を駆動する。光源駆動部１３は、第１の光源及び第２の光源を駆動する。なお、第１の光源は、第１光源２０８である。第２の光源は、レーザ光源３０９である。制御部１１は、液晶パネル駆動部１２の動作を制御し、光源駆動部１３の動作を制御する。制御部１１は、入力した映像信号Ｓ２０に画像処理を行い、液晶パネル制御信号Ｓ２１と光源制御信号Ｓ２２とを生成する。制御部１１は、液晶パネル制御信号Ｓ２１を液晶パネル駆動部１２に供給する。また、制御部１１は、光源制御信号Ｓ２２を光源駆動部１３に供給する。液晶パネル駆動部１２は、液晶パネル制御信号Ｓ２１に基づいて液晶パネル１を駆動する。光源駆動部１３は、光源制御信号Ｓ２２に基づいて第１光源２０８及び第２光源３０９を駆動する。
【００９３】
第２光源３０９は、赤色の第２光線３９１を出射する。第２光線３９１は、導光部材６の端面６１ａから入射する。第２光線３９１は、導光部材６の内部を−ｘ軸方向へ進行する。その後、第２光線３９１は、２回反射して＋ｘ軸方向に進行方向を変える。第２光線３９１は、端面６１ｃ及び端面６１ｄで反射する。第１光源２０８は、青緑色の第１光線２８１を出射する。青緑色は、青色と緑色にピーク輝度を有する色である。第１光線２８１は、＋ｘ軸方向へ進行する。そして第１光線２８１は、導光部材６の導光部６２ｂに入射する。第１光線２８１は、導光部材６の導光部６２ｂの中で第２光線３９１と混ざる。その後に、第１光線２８１は、面発光導光板４に入射する。第１光線２８１及び第２光線３９１は、混ざって光線３４３となる。
【００９４】
面発光導光板４は、−ｚ軸方向の側（図１１における下側）の面に微小光学素子４２を有する。微小光学素子４２は、光線３４３を照明光３４４に変換する。照明光３４４は、＋ｚ軸方向に進行する。照明光３４４は、液晶パネル１の裏面１ｂに向けて出射する。この照明光３４４は、第２の光学シート３及び第１の光学シート２を透過する。その後、照明光３４４は、液晶パネル１の裏面１ｂに向けて照射される。光学シートは、面発光導光板４から出射した光の進行方向を液晶パネルの背面１ｂに向ける機能を有する。第２の光学シート３は、細かな照明むらなどの光学的な影響を抑制する機能を有する。
【００９５】
光反射シート５は、面発光導光板４の−ｚ軸方向の側に配置されている。また、光反射シート５は、導光部材６の＋ｚ軸方向の側に配置されている。面発光導光板４から−ｚ軸方向に出射した光は、光反射シート５で反射する。光反射シート５で反射した光は、液晶パネル１の裏面１ｂを照射する照明光３４４として利用される。光反射シート５は、例えば、ポリエチレンテレフタラートなどの樹脂を基材とした光反射シートを採用できる。また、光反射シート５は、基板の表面に金属を蒸着した光反射シートを採用できる。
【００９６】
液晶パネル１の液晶層は、ｘｙ平面に平行に配置されている。液晶パネル１の表示面１ａは、矩形状をしている。この表示面１ａの隣接する２辺は、直交している。短辺は、ｙ軸に平行である。長辺は、ｘ軸に平行である。
【００９７】
液晶パネル駆動部１２は、制御部１１から受け取った液晶パネル制御信号に基づいて液晶層の光透過率を画素単位で変化させる。各画素は、さらに３つの副画素から構成されている。第１の副画素は、赤色の光のみが透過するカラーフィルタを有している。第２の副画素は、緑色の光のみが透過するカラーフィルタを有している。第３の副画素は、青色の光のみが透過するカラーフィルタを有している。制御部１１が各副画素の透過率を制御することで、液晶パネル１は、カラー画像を作り出す。すなわち、液晶パネル１は、面発光導光板４から入射した照明光３４４を空間的に変調することで画像光を作り出す。この画像光は、表示面１ａから出射する。なお、画像光とは、画像情報を有する光のことである。
【００９８】
実施の形態３によれば、制御部１１は、光源駆動部１３を制御して、第２光線３９１の輝度と第１光線２８１の輝度を調整できる。すなわち、第２光線３９１の輝度と第１光線２８１の輝度との割合を調整できる。第２光線３９１は、レーザ光源３０９から出射した赤色の光である。第１光線２８１は、第１光源２０８から出射した青緑色の光である。制御部１１は、映像信号に基づいて各光源の発光量を調整する。すなわち、制御部１１は、映像信号に基づいて各光源の輝度の割合を調整する。これにより、液晶表示装置１０２の消費電力を低減できる。
【００９９】
第２光源３０９は、導光部材６の端面６１ａに対向して配置されている。端面６１ａは、導光部材６の＋ｘ軸方向の側の端面である。そして端面６１ａは、光の入射端面である。導光部材６は、液晶パネル１の表示面１ａに対して平行に配置されている。第２光源３０９は、複数のレーザ発光素子をｙ軸方向に等間隔で配列したものである。
【０１００】
第２光源３０９は、赤色の第２光線３９１を出射する。この赤色の第２光線３９１のスペクトルは、６４０ｎｍ付近にピークを有する。また、第２光線３９１の波長幅は、半値全幅で１ｎｍであり、第２光線３９１は、極めて狭い幅のスペクトルを有する。また、第２光線３９１の発散角は、速軸方向（発散角の大きい方向）においては、半値全角で４０度である。ここで、速軸方向とは発散角の大きい方向を示している。第２光線３９１の発散角は、遅軸方向（発散角の小さい方向）においては、半値全角で１０度である。ここで、遅軸方向とは発散角の小さい方向を示している。また、半値全幅とは、光強度が最高になる波長に対する、光強度が最高強度の５０％になる波長幅である。また、半値全角は、光強度が最高になる方向に対する、光強度が最高強度の５０％になる方向の角度（全角）である。第２光源３０９のレーザ発光素子は、遅軸方向（発散角の小さい方向）が導光部材６の端面６１ａの短辺方向と平行になるように配置される。導光部材６の端面６１ａの短辺方向は、導光部材６の対向する面の間隔が最も狭くなる方向である（図１０中では、ｚ軸方向）。なお、レーザ発光素子の配置方向は、これに限るものではない。ただし、遅軸方向（発散角の小さい方向）が端面６１ａの短辺方向と平行になるようにレーザ発光素子を配置することで、導光部材６の端面６１ｃ及び端面６１ｄでの反射が効率よく行われる。これは、端面６１ａの短辺方向の発散角が大きい場合、第２光線９１の一部は、端面６１ｃ，６１ｄへの入射角が臨界角より小さくなり、端面６１ｃ，６１ｄで反射しなくなるからである。ただし、端面６１ｃ，６１ｄにミラー面を形成すればこの問題はなくなる。臨界角とは、全反射が起こる最小の入射角である。つまり、臨界角とは、屈折率が大きいところから小さいところに光が入り全反射が起きる最も小さな入射角のことである。
【０１０１】
第２光線３９１は、導光部材６と空気層との界面で全反射する。そして、第２光線３９１は、反射を繰り返しながら導光部材６の内部を進行する。第２光線３９１が進行する距離は、所定の光学距離である。そして、第２光線３９１は、反射を繰り返しながら端面６１ｃに達する。実施の形態３によると、レーザ発光素子の第２光源３０９が出射するレーザ光線３９１の光径は、導光部材６の端面６１ａのｙ軸方向の大きさに対し極めて小さい。すなわち、レーザ光源３０９は、点光源である。しかし、第２光線３９１は、自らの発散角により広がる。このため、第２光線３９１は、所定の光学距離を進行する間に隣接する別のレーザ発光素子の光線と重なり合う。この光線は重なり合って、ｙ軸方向の輝度分布が均一な線状の光となる。
【０１０２】
近接するレーザ発光素子の光線が重なり合うために、第２光線３９１は、所定の光学距離を進行する必要がある。所定の光学距離は、レーザ発光素子の発散角とレーザ発光素子の配置間隔とによって決まる。第２光線３９１は、導光部材６の内部で自らの発散角によってレーザ発光素子の配列方向に広がる。第２光線３９１は、線状の光を生成するために、十分に広がるための距離が必要となる。この距離が所定の光学距離である。レーザ発光素子の配列方向は、図１０中のｙ軸方向である。導光部材６の端面６１ａから端面６１ｃまでの距離は、所定の光学距離より長く設定されている。第２光源３０９から出射した複数の第２光線３９１は、均一な輝度分布の線状の光となる。
【０１０３】
導光部材６は、第１の導光部６２ａ及び第２の導光部６２ｂを有している。導光部材６は、直方体の板状部及び台形柱の板状部を組み合わせた形状である。第１の導光部６２ａは、ｘｙ平面に平行に配置された直方体の板状部である。第２の導光部６２ｂは、ｙｚ平面に平行に配置された台形柱の板状部である。図１に示すように、第１の導光部６２ａは、光反射シート５の−ｚ軸方向の側に隣接して配置されている。第２の導光部６２ｂは、面発光導光板４の−ｘ軸方向の側に隣接して配置されている。導光部６２ａ，６２ｂは、例えば、厚さ２ｍｍのアクリル樹脂（例えば、ＰＭＭＡ）などの透明材料で作製されている。また、導光部材６の台形柱部分の端面のうち、端面６１ｂ，６１ｅは、ｙｚ平面に平行に形成されている。２つの端面６１ｃ，６１ｄは、ｘｙ平面に対して略４５度の角度で傾斜している。導光部材６の端面６１ｃは、第２光線３９１が−ｘ軸方向から＋ｚ軸方向に反射するように傾斜している。導光部材６の端面６１ｄは、第２光線３９１が＋ｚ軸方向から＋ｘ軸方向に反射するように傾斜している。
【０１０４】
第２光線３９１は、端面６１ａから入射する。そして第２光線３９１は、全反射を繰り返して端面６１ｃに達する。第２光線３９１は、端面６１ｃで反射し、＋ｚ軸方向に進む。その後、第２光線３９１は、端面６１ｄで反射し、＋ｚ軸方向から＋ｘ軸方向に進行方向を変える。その後、第２光線３９１は、端面６１ｅから面発光導光板４に向けて出射する。一方、第１光源２０８から出射した第１光線２８１は、端面６１ｂから導光部材６に入射する。その後、第１光線２８１は、導光部材６の導光部６２ｂを透過して端面６１ｅから面発光導光板４に向けて出射する。なお、第１光源２０８は、端面４１ａのｚ軸方向の長さの範囲内に配置される。
【０１０５】
第１光源２０８は、比較的大きな発散角を持つ光線を出射するＬＥＤ素子である。このため、第１光源２０８をｙ軸方向に等間隔で配列しても、端面６１ｂから端面６１ｅまでの間で、第１光線２８１は、重なり合って線状の光となる。近接した光源から複数の光線が出射する。これらの複数の光線が空間的に重なり合うと、それらの光線の輝度分布が平均化され、光源の配列方向に均一な輝度分布となる。また、第１光源２０８は、導光部材６の端面６１ｂに対向して配置されている。第１光線２８１は、第１光源２０８から出射する。その後、第１光線２８１は、端面６１ｂに向けて進行する。
【０１０６】
青緑色の第１光線２８１は、第１光源２０８から出射する。第１光線２８１は、第２光源３０９から出射する赤色の第２光線３９１と混ざって白色の光線３４３となる。例えば、第１光線２８１は、４５０ｎｍ付近と５３０ｎｍ付近とにピークを有する。そして、第１光線２８１は、４２０ｎｍから５８０ｎｍまでの帯域に連続的なスペクトルを有する青緑色の光である。例えば、第１光源２０８は、青色の光及び緑色の光を発する光源を用いることができる。その光源は、励起光源及び蛍光体を組み合わせた構成をしている。また、第１光源２０８は、紫外光により青色の光及び緑色の光を発する蛍光体を有する光源を用いることができる。その光源は、紫外光が蛍光体を励起して青色の光及び緑色の光を発する。あるいは、第１光源２０８は、青色の光が緑色の蛍光体を励起して、青色の光及び緑色の光を発する光源を用いることができる。
【０１０７】
２列の第１光源２０８及び第２光源３０９を配置する方法として、例えば、面発光導光板４の入射端面４１ａに沿って２列の第１光源２０８及び第２光源３０９を配置する方法が考えられる。しかしながら、２列の光源が隣接して配置されることは、一箇所に光源を集めることである。２列の光源が隣接して配置されて、光源が一箇所に集まることで、ＬＥＤ素子とレーザ発光素子とが発する熱により光源の周辺の温度が上昇する。この周辺の温度上昇により、ＬＥＤ素子とレーザ発光素子との発光効率は、低下する。また、この周辺の温度上昇により、ＬＥＤ素子とレーザ発光素子との寿命は、短くなる。そのため、２列の光源を配置する際には、それぞれの光源が離れて配置されることが望ましい。これにより、光源の発光による周囲温度が上昇することを抑えられる。これにより、周囲温度上昇による光源の発光効率の低下を抑制できる。また、第１光源２０８及び第２光源３０９の寿命を長くすることができる。
【０１０８】
また、ＬＥＤ素子の温度特性は、レーザ発光素子の温度特性と異なる。ＬＥＤ素子と比べると、レーザ発光素子の出射光量は、温度によって変化しやすく、レーザ発光素子の波長も温度によって変化しやすい。このため、レーザ発光素子の温度を適温に保つ必要がある。レーザ発光素子の温度を適温に保つためには、レーザ光源の周辺に熱源を配置しないことが望ましい。ＬＥＤ素子を用いた光源は、点灯によって熱を放射する。レーザ光源は、点灯によって熱を放射する。すなわち、ＬＥＤ素子を用いた光源は、レーザ光源から離して配置される。このことが重要である。
【０１０９】
導光部材６の端面６１ｅは、面発光導光板４の−ｘ軸方向の側の端面４１ａに対向している。青緑色の第１光線２８１は、第１光源２０８から出射する。赤色の第２光線３９１は、第２光源３０９から出射する。青緑色の第１光線２８１及び赤色の第２光線３９１は、導光部材６の導光部６２ｂの内部で混ざり合う。第１光線２８１及び第２光線３９１は、白色の線状の光となる。そして、第１光線２８１及び第２光線３９１は、面発光導光板４に向けて端面６１ｅから出射する。光線３４３は、白色の線状の光である。なお、制御部が光源駆動部を制御して、第１光線２８１の輝度及び第２光線３９１の輝度の割合を調整して、白色の線状の光を作り出すことができる。
【０１１０】
なお、導光部材６は、厚さ２ｍｍの透明部材として説明したが、厚さ２ｍｍの透明部材に限定されない。導光部材６にとって必要な機能は、２つある。第１の機能は、導光部材６が第１光線２８１及び第２光線３９１を面発光導光板４に導くという機能である。第１光線２８１は、第１光源２０８から出射した光線である。第２光線３９１は、第２光源３０９から出射した光線である。第２の機能は、導光部材６が第１光線２８１と第２光線３９１とを混ぜるという機能である。これらの２つの機能を有する構成であれば、導光部材６は、別の構成をしていても良い。例えば、端面６１ｃ，６１ｄに反射膜を設けることで、同様の効果を得ることができる。
【０１１１】
また、導光部材６は、実施の形態１の図４と同様の形態をとることができる。図４に示す導光部材１０８は、反射部材１８１，１８２，１８３の３部品から構成されている。反射部材１８１，１８２，１８３の反射面１８１ａ，１８２ａ，１８３ａは、鏡面である。反射部材１８１と反射部材１８２とは、別部品として示したが、ｙ軸方向の両端をつなげて中空の１部品とすることができる。また、導光部材１８３は、構造部材の一部を鏡面として構成することができる。
【０１１２】
液晶表示装置１０２は、薄型化が考慮される。また、液晶表示装置１０２は、軽量化も考慮される。そのため、厚みの薄い面発光導光板４を用いることは望ましい。しかし、厚みを薄くすると導光部材６の剛性が低下する。このため、導光部材６の剛性の低下などの問題を考慮する必要がある。
【０１１３】
面発光導光板４は、液晶パネル１の表示面１ａに対して平行に配置されている。面発光導光板４は、裏面に微小光学素子４２を有している。裏面とは、液晶パネル１と反対側の面であり、−ｚ軸方向の側の面である。光線３４３は、面発光導光板４の内部を進行する光である。照明光３４４は、＋ｚ軸方向に出射する光である。この微小光学素子４２は、光線３４３を照明光３４４に変える。照明光３４４は、液晶パネル１の裏面１ｂに向けて面発光導光板４から出射する。
【０１１４】
例えば、面発光導光板４は、アクリル樹脂（例えば、ＰＭＭＡ）などの透明材料で作製された部品である。また、面発光導光板４は、厚み４ｍｍの板状部材である。実施の形態１の図５と同様に、面発光導光板４は、裏面４１ｂに微小光学素子４２を有している。微小光学素子４２は、−ｚ軸方向に突出した半球状の凸形状をしている。
【０１１５】
光線３４３は、面発光導光板４の端面４１ａから入射する。光線３４３は、面発光導光板４と空気層との界面で全反射する。そして、光線３４３は、導光対４の内部を伝播する。光線３４３は、反射を繰り返しながら＋ｘ軸方向に進む。しかし、光線３４３が微小光学素子４２に入射すると、微小光学素子４２の曲面で反射して進行方向を変える。光線３４３の進行方向が変化すると、光線３４３の中には、面発光導光板４の表面と空気層との界面での全反射条件を満たさなくなる光線がある。光線が全反射条件を満たさなくなると、光線は、面発光導光板４の表面から液晶パネル１の裏面１ｂに向けて出射する。面発光導光板４の表面は、液晶パネル１の側の面である。
【０１１６】
微小光学素子４２の配置密度は、面発光導光板４の上のｘｙ平面内の位置で変化している。配置密度とは、微小光学素子４２の単位面積当たりの数や微小光学素子４２の大きさなどである。この微小光学素子４２の配置密度の変化により、照明光３４４の面内輝度分布を制御することができる。照明光３４４は、面発光導光板４から出射する光である。なお、面内輝度分布とは、任意の平面において、２次元で表される位置に対する輝度の高低を示す分布である。ここでの面内とは、表示面のことである。
【０１１７】
実施の形態１の図５と同様に、微小光学素子４２の配置密度は、光線３４３の進行方向の位置に対して変化している。光線３４３の進行方向とは、図５中の＋ｘ軸方向である。詳しく説明すると、面発光導光板４は、端面４１ａ近傍から端面４１ｃまでの領域に微小光学素子４２を有している。端面４１ｃは、端面４１ａと対向する端面である。その配置密度は、端面４１ａ近傍から端面４１ｃに向けて連続的に疎から密へと変化している。
【０１１８】
なお、実施の形態３において、微小光学素子４２は、凸レンズ形状とした。しかし、微小光学素子４２の形状は、凸レンズ形状に限定されない。微小光学素子４２に必要な機能は、微小光学素子４２が光線３４３を＋ｚ軸方向に反射して光線３４３が液晶パネル１の裏面１ｂに向けて出射することである。光線３４３は、面発光導光板４の内部をｘ軸方向に進行する光である。この機能を有すれば、微小光学素子４２の形状は、別の形状でも良い。例えば、プリズム形状や、ランダムな凹凸パターンなどでも同様の機能を有する。
【０１１９】
照明光３４４は、面発光導光板４から液晶パネル１に向けて出射する光である。しかし、照明光３４４は、第１の光学シート２及び第２の光学シート３などによって反射して−ｚ軸方向に進行する場合がある。高輝度化、低消費電力化を実現するためには、それらの反射光を再び液晶パネル１の照明光として利用する必要がある。実施の形態２の液晶表示装置１０２は、面発光導光板４の−ｚ軸方向の側に光反射シート５を備えている。この光反射シート５が−ｚ軸方向に進む反射光を再度＋ｚ軸方向に向ける。これにより、液晶表示装置１０２は、効率的に光を利用することができる。
【０１２０】
以上に説明したように、実施の形態３の液晶表示装置１０２は、２箇所に光源２８１及び第２光源３０９を有している。ＬＥＤ素子を用いた第１光源２０８は、面発光導光板４の側面に配置されている。レーザ光源３０９は、面発光導光板４の裏面に配置されている。これにより、液晶表示装置１０２は、厚み（ｚ軸方向の寸法）の増加を抑えて光源の数を増やすことができる。また、液晶表示装置１０２の表示領域に対してバックライトユニット２０２の大きさを抑えて、液晶表示装置１０２は、高輝度かつ薄型を実現できる。表示領域とは、有効画像を表示する領域である。表示領域は、座標で表すとｘ軸方向及びｙ軸方向である。
【０１２１】
さらに、光源を面発光導光板４の側面と裏面とに配置することで、それぞれの光源が発する熱による周辺温度の上昇を緩和できる。これにより、周囲温度上昇による光源の発光効率の低下を抑制できる。また、第１光源２０８及び第２光源３０９の寿命を長くすることができる。
【０１２２】
また、従来、サイドライト方式のバックライトに指向性を有する点光源のレーザ発光素子が採用されると、表示面の面内の輝度むらが問題となっていた。レーザ発光素子の光は、自ら有する発散角により広がるため、レーザ発光素子の光は、近接する別のレーザ発光素子の光と空間的に重なり合って、レーザ発光素子の光は、線状の光となる。バックライトユニット２０２は、光の伝播距離を十分に有することができる。このため、バックライトユニット２０２は、均一な輝度分布の照明光３４４を生成できる。照明光３４４の輝度分布は、表示面の面内で均一である。従って輝度むらを低減した良好な画像を表示できる液晶表示装置１０２を提供できる。
【０１２３】
実施の形態３の液晶表示装置１０２のバックライトの光源は、狭い波長幅のレーザ光源を採用している。レーザ光源の採用によって表示色の色純度を高めることができる。蛍光ランプ及びＬＥＤ素子は、広く用いられている。蛍光ランプ及びＬＥＤ素子よりもレーザ光源は、鮮やかな色彩表現が可能となる。
【０１２４】
液晶表示装置１０２のレーザ光源３０９は、赤色の光を発する。液晶表示装置１０２の第１光源２０８は、青緑色の光を発する。青緑色は、青色及び緑色を混ぜた色である。上述したように、従来使用されていた蛍光ランプは、赤色領域の発光スペクトルのピークがオレンジ色の波長領域にある。同様に、黄色蛍光体を利用した白色のＬＥＤ素子も、赤色領域の発光スペクトルのピークがオレンジ色の波長領域にある。すなわち、赤色領域の波長のピークは、赤色領域からずれたオレンジ色の領域にある。特に赤色において色純度を高めようとすると、極めて透過光量が落ち、著しく輝度が低下してしまう。蛍光ランプを赤色のレーザ発光素子に置き換えることで、カラーフィルタの透過光量の低下を抑制できる。また、色純度の向上の効果を得ることができる。
【０１２５】
なお、実施の形態３においては、第２光源３０９に６４０ｎｍにピーク波長を有する赤色のレーザ発光素子が採用された。しかし、本発明は、これに限るものではない。例えば、波長のピークが６４０ｎｍと異なる赤色のレーザ発光素子を用いることができる。また、青色や緑色の光を放射するレーザ発光素子を用いることができる。なお、第１光源２０８の光は、第２光源３０９の光と混ざって白色の光となる必要がある。すなわち、第１光源２０８の光は、第２光源３０９の光に対して補色となる。
【０１２６】
一般的に、光源には、白色の蛍光ランプや白色のＬＥＤ素子が用いられる。一方、色純度を高める場合には、液晶パネル１のカラーフィルタの透過波長を狭く設定する。この場合、カラーフィルタによる光の損失が増加すると画像の輝度が低下する。実施の形態３の液晶表示装置１０２は、単一色のレーザ発光素子を用いている。単一色の光は、色純度が高い。単一色のレーザ発光素子を用いることにより、赤色の色純度は向上する。そして、液晶表示装置１０２は、表示色の色再現範囲を広げることができる。また、赤色の色純度が向上することにより、液晶表示装置１０２は、カラーフィルタによる光の損失を減少できる。このため、液晶表示装置１０２は、明るさの低下を抑制できる。低消費電力にもかかわらず、液晶表示装置１０２は、高輝度で広い色域を実現できる。
【０１２７】
実施の形態２の液晶表示装置１０２は、１個の導光部材６を有している。第１光源２０８及び第２光源３０９から出射した第１光線２８１及び第２光線３９１は、異なる端面６１ａ，６１ｂから導光部材６に入射する。しかし、導光部材６は、１つの部材で構成される必要はない。例えば、導光部材６は、実施の形態１で示した図６及び図７に示すように構成してもよい。
【０１２８】
前述のように、実施の形態３の液晶表示装置１０２は、異なる位置に配置された２つの光源から出射した光が面発光導光板４の短い端面から入射する構成をしている。しかしながら、光源の配列、導光部材６の位置及び微小光学素子４２の配列などを設計することで、面発光導光板４の長い端面を入射面とすることも可能である。長い端面とは、図１０中のｘｚ平面と平行な端面である。
【０１２９】
実施の形態３の光源駆動部は、画像信号に基づいて第１光源２０８及び第２光源３０９の出力を個別に制御することにより、消費電力を低減できるとともに、迷光を低減してコントラストを向上させることができる。なぜなら、第１光源２０８及び第２光源２０９を別々に制御することで表示に不要な光を消すことができる。また、表示に不要な光の出力を下げることができる。このように不要な光を減らすことで迷光を低減することができる。迷光とは、光学機器内で、正規の光路以外をたどる光のことで、結像に有害な光である。
【０１３０】
《４》実施の形態４．
図１２は、実施の形態４の液晶表示装置１０３（面光源装置２０３を含む）の構成の一例を概略的に示す断面図である。面光源装置２０３は、面発光導光板４、光反射シート５、導光部材４０６、第１光源２０８、第２光源２０９を有する。また、面光源装置２０３には、導光部材４０６の機能を有する構成要素も含まれる。図１２において、図１０（実施の形態３）に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付す。液晶表示装置１０３は、透過型表示装置である。実施の形態１〜３においては、２箇所の光源から出射した光は、導光部材６で混ぜられる。その後、混ぜられた光は、面発光導光板４の内部に入射する。実施の形態４の液晶表示装置１０３においては、２つの光源から出射した光が別々に面発光導光板４に入射する。２つの光源は、異なる２箇所に配置されている。２箇所に配置された光源は、ＬＥＤ素子を用いた第１光源２０８とレーザ発光素子を用いた第２光源３０９とである。液晶表示装置１０３は、実施の形態３の導光部材６に代えて、新たに導光部材４０６を有している。液晶表示装置１０３は、上記相違点以外は、実施の形態３と同じである。また、実施の形態４は、実施の形態１及び２に対して、第１光源２０８、第２光源３０９及び導光部材４０６の構成要素において相違し、それ以外の構成要素に関しては同じである。なお、実施の形態４においても、実施の形態１の図１の形態以外の図４、図６及び図７の形態も取り得る。
【０１３１】
実施の形態４の液晶表示装置１０３は、第１光源２０８として、青緑色の第１光線２８１を出射するＬＥＤ素子を有している。また、液晶表示装置１０３は、第２光源３０９に赤色の第２光線３９１を出射するレーザ発光素子を用いている。青緑色の第１光線２８１は、青色の光と緑色の光とを混ぜている。第１光源２０８から出射した第１光線２８１は、直接、面発光導光板４に入射する。このため、実施の形態１〜３において発生していた、導光部材６の空気層との界面で発生する光の損失が抑制される。液晶表示装置１０３は、より高い光の利用効率を得ることができる。
【０１３２】
実施の形態４は、実施の形態３の図１１と同様の構成を有している。このため、図１１を用いて実施の形態４の説明を行う。液晶表示装置１０３は、液晶パネル駆動部１２及び光源駆動部１３を有している。液晶パネル駆動部１２は、液晶パネル１を駆動する。光源駆動部１３は、第１の光源及び第２の光源を駆動する。なお、第１の光源は、第１光源２０８である。第２の光源は、レーザ光源３０９である。制御部１１は、液晶パネル駆動部１２の動作及び光源駆動部１３の動作を制御する。
【０１３３】
制御部１１は、入力された映像信号に画像処理を施して液晶パネル制御信号と光源制御信号を生成する。制御部１１は、液晶パネル制御信号を液晶パネル駆動部１２に供給し、光源制御信号を光源駆動部１３に供給する。液晶パネル駆動部１２は、液晶パネル制御信号に基づいて液晶表示装置を駆動する。光源駆動部１３は、光源制御信号に基づいて第１光源２０８及び第２光源３０９を駆動する。
【０１３４】
赤色の第２光線３９１は、レーザ光源３０９から出射する。第２光線３９１は、端面４６１ａから導光部材４０６の内部に入射する。第２光線３９１は、導光部材４０６の内部を−ｘ軸方向に進行する。その後、第２光線３９１は、２回反射して＋ｘ軸方向に進行方向を変える。第２光線３９１は、端面４１ａから面発光導光板４の内部に入射する。
【０１３５】
青緑色の第１光線２８１は、第１光源２０８から出射する。第１光線２８１は、第２光線３９１と同様に端面４１ａから面発光導光板４の内部に入射する。青緑色は、青色と緑色とに輝度のピークを有する色である。面発光導光板４の端面４１ａから入射した後、第１光線２８１は、第２光線３９１と混ざりながら＋ｘ軸方向へ進む。
【０１３６】
面発光導光板４は、−ｚ軸方向の側の面に微小光学素子４２を有する。微小光学素子４２は、第１光線２８１と第２光線３９１との混ざった光線を照明光３４４に変換する。照明光３４４は、＋ｚ軸方向に向かって進行する。照明光３４４は、液晶パネル１の裏面１ｂに向けて出射する。この照明光３４４は、第２の光学シート３及び第１の光学シート２を透過して液晶パネル１の裏面１ｂを照射する。第１の光学シート２は、面発光導光板４から出射した光を液晶パネル１の背面１ｂに向ける機能を有する。第２の光学シート３は、細かな照明むらなどの光学的影響を抑制する機能を有する。
【０１３７】
光反射シート５は、面発光導光板４の−ｚ軸方向の側に配置されている。また、光反射シート５は、導光部材４０６の＋ｚ軸方向の側に配置されている。面発光導光板４から−ｚ軸方向に出射した光は、光反射シート５で反射する。光反射シート５で反射した光は、液晶パネル１の裏面１ｂを照射する照明光３４４として利用される。光反射シート５は、例えば、ポリエチレンテレフタラートなどの樹脂を基材とした光反射シートを用いることができる。また、光反射シート５は、基板の表面に金属を蒸着した光反射シートを用いることができる。
【０１３８】
液晶パネル１の液晶層は、ｘｙ平面に平行に配置されている。液晶パネル１の表示面１ａは、矩形状をしている。この表示面１ａの隣接する２辺は直交している。短辺はｙ軸に平行である。長辺はｘ軸に平行である。矩形状とは、正方形を含む長方形の形状である。
【０１３９】
液晶パネル駆動部１２は、制御部１１から受け取った液晶パネル制御信号に基づいて液晶層の光透過率を画素単位で変化させる。液晶パネル駆動部１２は、制御部１１から受け取った液晶パネル制御信号に基づいて液晶層の光透過率を画素単位で変える。各画素は、さらに３つの副画素から構成されている。第１の副画素は、赤色の光のみが透過するカラーフィルタを有している。第２の副画素は、緑色の光のみが透過するカラーフィルタを有している。第３の副画素は、青色の光のみが透過するカラーフィルタを有している。制御部１１が各副画素の透過率を制御することで、液晶パネル１は、カラー画像を作り出す。すなわち、液晶パネル１は、面発光導光板４から入射した照明光３４４を空間的に変調することで画像光を作り出す。この画像光は、表示面１ａから出射する。なお、画像光とは、画像情報を有する光のことである。
【０１４０】
実施の形態４によれば、制御部１１は、光源駆動部１３を制御して、第２光線３９１の輝度と第１光線２８１の輝度を調整できる。制御部１１は、映像信号に基づいて各光源の発光量を調整する。これにより、液晶表示装置１０３の消費電力を低減できる。第２光線３９１は、レーザ光源３０９から出射する赤色の光である。第１光線２８１は、第１光源２０８から出射する青緑色の光である。
【０１４１】
レーザ発光素子を用いた第２光源３０９は、導光部材４０６の端面４６１ａに対向している。端面４６１ａは、導光部材４０６の＋ｘ軸方向の側の端面である。第２光線３９１は、端面４６１ａから導光部材４０６の内部に入射する。導光部材４０６は、液晶パネル１の表示面１ａに対して平行に配置されている。
【０１４２】
第２光源３０９は、複数のレーザ発光素子で構成されている。複数のレーザ発光素子は、等間隔でｙ軸方向に配列されている。第２光源３０９は、赤色の第２光線３９１を出射する。この赤色の第２光線３９１のスペクトルは、６４０ｎｍ付近にピークを有する。また、第２光線３９１の波長幅は、半値全幅で１ｎｍであり、第２光線３９１は、極めて狭い幅のスペクトルを有する。また、第２光線３９１の発散角は、速軸方向（発散角の大きい方向）においては、半値全角で４０度である。第２光線３９１の発散角は、遅軸方向（発散角の小さい方向）においては、半値全角で１０度である。
【０１４３】
第２光源３０９のレーザ発光素子は、遅軸方向（発散角の小さい方向）が導光部材４０６の端面４６１ａの短辺方向と平行になるように配置される。導光部材４０６の端面４６１ａの短辺方向は、導光部材４０６の対向する面の間隔が最も狭くなる方向である（図１２中では、ｚ軸方向）。なお、レーザ発光素子の配置方向は、これに限るものではない。ただし、遅軸方向（発散角の小さい方向）が端面４６１ａの短辺方向と平行になるようにレーザ発光素子を配置することで、導光部材４０６の端面４６１ｃ及び端面４６１ｂでの反射が効率よく行われる。これは、端面４６１ａの短辺方向の発散角が大きい場合、第２光線３９１の一部は、端面４６１ｃ，４６１ｂへの入射角が臨界角より小さくなり、端面４６１ｃ，４６１ｂで反射しなくなるからである。ただし、端面４６１ｃ，４６１ｂにミラー面を形成すればこの問題はなくなる。
【０１４４】
実施の形態４によると、第２光線３９１は、導光部材４０６と空気層との界面で全反射する。そして、第２光線３９１は、導光部材４０６の内部を進行する。第２光線３９１が進行する距離は、所定の光学距離である。第２光線３９１は、反射を繰り返しながら端面４６１ｃに達する。レーザ発光素子を用いた第２光源３０９が出射する第２光線としてのレーザ光線３９１の光径は、導光部材４０６の端面４６１ａのｙ軸方向の大きさに対し極めて小さい。すなわち、レーザ発光素子を用いた第２光源３０９は、点光源である。しかし、第２光線３９１は、自らの発散角により広がる。このため、第２光線３９１は、所定の光学距離を進行する間に隣接する別のレーザ発光素子の光線と重なり合う。この光線は、重なり合って、ｙ軸方向の輝度分布が均一な線状の光となる。
【０１４５】
近接するレーザ発光素子の光線が重なり合うために、第２光線３９１は、所定の光学距離を進行する必要がある。所定の光学距離は、レーザ発光素子の発散角とレーザ発光素子の配置間隔とによって決まる。第２光線３９１は、導光部材４０６の内部で自らの発散角によってレーザ発光素子の配列方向に広がる。第２光線３９１は、線状の光を生成するために、十分に広がるための距離が必要となる。この距離が所定の光学距離である。レーザ発光素子の配列方向は、図１２中のｙ軸方向である。導光部材４０６の端面４６１ａから端面４６１ｃまでの距離は、所定の光学距離より長く設定されている。第２光源３０９から出射した複数の第２光線３９１は、均一な輝度分布の線状の光となる。
【０１４６】
導光部材４０６は、直方体で板状の導光部４６２ａ及び三角柱の導光部４６２ｂを組み合わせた形状である。２つの導光部４６２ａ，４６２ｂは、例えば、厚さ２ｍｍのアクリル樹脂（例えば、ＰＭＭＡ）などの透明材料で作製されている。
【０１４７】
また、導光部材４０６の三角柱部分の端面のうち、端面４６１ｄは、ｙｚ平面に平行に形成されている。端面４６１ｄは、面発光導光板４の−ｘ軸方向の側の端面４１ａと対向している。２つの端面４６１ｂ，４６１ｃは、ｘｙ平面に対して略４５度の角度で傾斜している。導光部材４０６の端面４６１ｃは、第２光線３９１が−ｘ軸方向から＋ｚ軸方向に反射するように傾斜している。導光部材４０６の端面４６１ｂは、第２光線３９１が＋ｚ軸方向から＋ｘ軸方向に反射するように傾斜している。
【０１４８】
第２光線３９１は、端面４６１ａから入射する。そして第２光線３９１は、全反射を繰り返して端面４６１ｃに達する。第２光線３９１は、端面４６１ｃで反射し、＋ｚ軸方向に進む。その後、第２光線３９１は、端面４６１ｂで反射し、＋ｚ軸方向から＋ｘ軸方向に進行方向を変える。その後、第２光線３９１は、端面４６１ｄから面発光導光板４に向けて出射する。
【０１４９】
第１光源２０８は、比較的大きな発散角を持つ光線を出射するＬＥＤ素子である。このため、第１光源２０８は、ＬＥＤ素子をｙ軸方向に等間隔で配列しても、第１光線２８１は、重なり合って線状の光となる。すなわち、第１光線２８１の輝度分布は、平均化され、第１光線２８１は、第１光源２０８の配列方向で均一な輝度分布となる。近接した光源から複数の光線が出射する。これらの複数の光線が空間的に重なり合うと、それらの光線の輝度分布が平均化され、光源の配列方向に均一な輝度分布となる。また、第１光源２０８は、面発光導光板４の端面４１ａに対向して配置されている。第１光線２８１は、第１光源２０８から出射する。その後、第１光線２８１は、端面４１ａに向けて進行する。
【０１５０】
青緑色の第１光線２８１は、第１光源２０８から出射する。第１光線２８１は、第２光源３０９から出射する赤色の第２光線３９１と混ざって白色の光線３４３となる。例えば、第１光線２８１は、４５０ｎｍ付近と５３０ｎｍ付近とにピークを有する。そして、第１光線２８１は、４２０ｎｍから５８０ｎｍまでの帯域に連続的なスペクトルを有する青緑色の光である。例えば、第１光源２０８は、青色の光及び緑色の光を発する光源を用いることができる。また、その光源は、励起光源及び蛍光体を組み合わせた構成をしている。第１光源２０８は、紫外光により青色の光及び緑色の光を発する蛍光体を有する光源を用いることができる。その光源は、紫外光が蛍光体を励起して青色の光及び緑色の光を発する。あるいは、第１光源２０８は、青色の光が緑色の蛍光体を励起して、青色の光及び緑色の光を発する光源を用いることができる。
【０１５１】
２列の第１光源２０８及び第２光源３０９を配置する方法として、例えば、面発光導光板４の入射端面４１ａに沿って２列の第１光源２０８及び第２光源３０９を配置する方法が考えられる。しかしながら、２列の光源が隣接して配置されることは、一箇所に光源を集めることである。２列の光源が隣接して配置されて、光源が一箇所に集まることで、ＬＥＤ素子とレーザ発光素子とが発する熱により光源の周辺の温度が上昇する。この周辺の温度上昇により、ＬＥＤ素子とレーザ発光素子との発光効率は低下する。また、この周辺の温度上昇により、ＬＥＤ素子とレーザ発光素子との寿命は短くなる。そのため、２列の光源を配置する際には、それぞれの光源が離れて配置されることが望ましい。これにより、光源の発光による周囲温度が上昇することを抑えられる。すなわち、周囲温度上昇による光源の発光効率の低下を抑制できる。また、第１光源２０８及び第２光源３０９の寿命を長くすることができる。
【０１５２】
また、ＬＥＤ素子の温度特性は、レーザ発光素子の温度特性と異なる。ＬＥＤ素子と比べると、レーザ発光素子の出射光量は、温度によって変化しやすく、レーザ発光素子の波長も温度によって変化しやすい。このため、レーザ発光素子の温度を適温に保つ必要がある。レーザ発光素子の温度を適温に保つためには、レーザ光源の周辺に熱源を配置しないことが望ましい。ＬＥＤ素子を用いた光源は、点灯によって熱を放射する。レーザ光源は、点灯によって熱を放射する。すなわち、ＬＥＤ素子を用いた光源は、レーザ光源から離して配置される。このことが重要である。
【０１５３】
なお、導光部材４０６は、厚さ２ｍｍの透明部材として説明したが、厚さ２ｍｍの透明部材に限定されない。導光部材４０６にとって必要な機能は、導光部材４０６が第２光線３９１を面発光導光板４に導くという機能である。第２光線３９１は、第２光源３０９から出射した光線である。この機能を有する構成であれば、導光部材４０６は、別の構成をしていても良い。例えば、端面４６１ｂ，４６１ｃに反射膜を設けることで、同様の効果を得ることができる。
【０１５４】
図１３は、実施の形態４の面光源装置２０３における面発光導光板及びその周辺構造の一例を模式的に示す断面図である。図１３に示す導光部材４０８は、反射部材４８１，４８２の２部品から構成されている。反射部材４８１，４８２の反射面４８１ａ，４８１ｂ，４８１ｃ，４８２ａは、鏡面である。反射部材４８１と反射部材４８２とは、別部品として示したが、ｙ軸方向の両端をつなげて中空の１部品とすることができる。
【０１５５】
液晶表示装置１０３は、薄型化が考慮される。また、液晶表示装置１０３は、軽量化も考慮される。そのため、厚みの薄い面発光導光板４を用いることは望ましい。しかし、厚みを薄くすると導光部材４０６の剛性が低下する。このため、導光部材４０６の剛性の低下などの問題を考慮する必要がある。
【０１５６】
第１光線２８１は、第１光源２０８から出射する。第２光線３９１は、レーザ発光素子を用いた第２光源３０９から出射する。青緑色の第１光線２８１は、赤色の第２光線３９１と面発光導光板４の内部で混ざり合う。そして、第１光線２８１及び第２光線３９１は、白色の線状の光となる。なお、制御部１１は、光源駆動部１３を制御して、第１光線２８１及び第２光線３９１の輝度の割合を調整できる。そして、制御部１１は、白色の線状の光を作り出すことができる。
【０１５７】
面発光導光板４は、液晶パネル１の表示面１ａに対して平行に配置されている。面発光導光板４は、裏面に微小光学素子４２を有している。裏面とは、液晶パネル１と反対側の面であり、−ｚ軸方向の側の面である。第１光線２８１及び第２光線３９１は、面発光導光板４の内部を進行する。この微小光学素子４２は、第１光線２８１及び第２光線３９１を照明光３４４に変換する。照明光３４４は、＋ｚ軸方向に出射する光である。その後、照明光３４４は、液晶パネル１の裏面１ｂに向けて照射される。
【０１５８】
例えば、面発光導光板４は、アクリル樹脂（例えば、ＰＭＭＡ）などの透明材料で作製された部品である。また、面発光導光板４は、厚み４ｍｍの板状部材である。実施の形態１の図５と同様に、面発光導光板４は、裏面４１ｂに微小光学素子４２を有している。微小光学素子４２は、−ｚ軸方向に突出した半球状の凸形状をしている。
【０１５９】
第１光線２８１及び第２光線３９１は、面発光導光板４の端面４１ａから入射する。第１光線２８１及び第２光線３９１は、面発光導光板４と空気層との界面で全反射する。そして、第１光線２８１及び第２光線３９１は、導光対４の内部を反射を繰り返しながら伝播する。光線３４３は、反射を繰り返しながら＋ｘ軸方向に進む。しかし、第１光線２８１及び第２光線３９１が微小光学素子４２に入射すると、微小光学素子４２の曲面で反射して進行方向を変える。第１光線２８１及び第２光線３９１の進行方向が変化すると、第１光線２８１及び第２光線３９１の中には、面発光導光板４の表面と空気層との界面での全反射条件を満たさなくなる光線がある。光線が全反射条件を満たさなくなると、光線は、面発光導光板４の表面から液晶パネル１の裏面１ｂに向けて出射する。面発光導光板４の表面は、液晶パネル１の側の面である。
【０１６０】
微小光学素子４２の配置密度は、面発光導光板４の上のｘｙ平面内の位置で変化している。配置密度とは、微小光学素子４２の単位面積当たりの数や微小光学素子４２の大きさなどである。この微小光学素子４２の配置密度の変化により、照明光３４４の面内輝度分布を制御することができる。照明光３４４は、面発光導光板４から出射する光である。なお、面内輝度分布とは、任意の平面において、２次元で表される位置に対する輝度の高低を示す分布である。ここでの面内とは、表示面のことである。
【０１６１】
実施の形態１の図５と同様に、微小光学素子４２の配置密度は、第１光線２８１及び第２光線３９１の進行方向の位置に対して変化している。第１光線２８１及び第２光線３９１の進行方向とは、図５中の＋ｘ軸方向である。詳しく説明すると、面発光導光板４は、端面４１ａ近傍から端面４１ｃまでの領域に微小光学素子４２を有している。端面４１ｃは、端面４１ａと対向する端面である。その配置密度は、端面４１ａ近傍から端面４１ｃに向けて連続的に疎から密へと変化している。
【０１６２】
例えば、微小光学素子４２は、凸レンズ形状である。その表面の曲率は、約０．１５ｍｍである。最大高さは、約０．００５ｍｍである。また、屈折率は、約１．４９である。なお、面発光導光板４や微小光学素子４２の材質は、アクリル樹脂とすることができる。しかし面発光導光板４や微小光学素子４２の材料は、アクリル樹脂に限定されない。光透過率が良く、成形加工性に優れた材料が採用され得る。アクリル樹脂に代えてポリカーボネート樹脂などの別の樹脂材料を採用でき、あるいは、ガラス材料を採用できる。
【０１６３】
なお、実施の形態４において、微小光学素子４２は、凸レンズ形状とした。しかし、微小光学素子４２の形状は、凸レンズ形状に限定されない。微小光学素子４２に必要な機能は、微小光学素子４２が第１光線２８１及び第２光線３９１を＋ｚ軸方向に反射して第１光線２８１及び第２光線３９１が液晶パネル１の裏面１ｂに向けて出射することである。第１光線２８１及び第２光線３９１は、面発光導光板４の内部をｘ軸方向に進行する光である。この機能を有すれば、微小光学素子４２の形状は、別の形状でも良い。例えば、プリズム形状や、ランダムな凹凸パターンなどでも同様の機能を有する。また、面発光導光板４は、厚み４ｍｍに限定されるものではない。液晶表示装置１０３の薄型化・軽量化を考慮すると、厚みの薄い面発光導光板４を用いることが望ましい。
【０１６４】
照明光３４４は、面発光導光板４から液晶パネル１に向けて出射した光である。しかし、照明光３４４は、第１の光学シート２及び第２の光学シート３などによって反射して−ｚ軸方向に進行する場合がある。高輝度化、低消費電力化を実現するためには、それらの反射光を再び液晶パネル１の照明光として利用する必要がある。実施の形態４の液晶表示装置１０３は、面発光導光板４の−ｚ軸方向の側に光反射シート５を備えている。この光反射シート５が−ｚ軸方向に進む反射光を再度＋ｚ軸方向に向ける。これにより、液晶表示装置１０３は、効率的に光を利用することができる。
【０１６５】
以上に説明したように、実施の形態４の液晶表示装置１０３は、２箇所に光源２８１及び第２光源３０９を有している。ＬＥＤ素子を用いた第１光源２０８は、面発光導光板４の側面に配置されている。第２光源としてのレーザ光源３０９は、面発光導光板４の裏面に配置されている。これにより、液晶表示装置１０３は、厚み（ｚ軸方向の寸法）の増加を抑えて光源の数を増やすことができる。また、液晶表示装置１０３の表示領域に対しもバックライトユニット２０３を大型化することなく、高輝度かつ薄型の液晶表示装置１０３を実現できる。また、液晶表示装置１０３の表示領域に対してバックライトユニット２０３の大きさを抑えて、液晶表示装置１０３は、高輝度かつ薄型を実現できる。表示領域とは、有効画像を表示する領域である。表示領域は、座標で表すとｘ軸方向及びｙ軸方向である。
【０１６６】
さらに、光源を面発光導光板４の側面と裏面とに配置することで、それぞれの光源が発する熱による周辺温度の上昇を緩和できる。これにより、周囲温度上昇による光源の発光効率の低下を抑制できる。また、第１光源２０８及び第２光源３０９の寿命を長くすることができる。
【０１６７】
また、従来、サイドライト方式のバックライトに指向性を有する点光源のレーザ発光素子が採用されると、表示面の面内の輝度むらが問題となっていた。レーザ発光素子の光は、自ら有する発散角により広がるため、ＬＥＤ素子の光は、近接する別のレーザ発光素子の光と空間的に重なり合って、レーザ発光素子の光は、線状の光となる。バックライトユニット２０３は、光が伝播する光学距離を十分に有することができる。このため、バックライトユニット２０３は、均一な輝度分布の照明光３４４を生成できる。照明光３４４の輝度分布は、表示面の面内で均一である。従って輝度むらを低減した良好な画像を表示できる液晶表示装置１０３を提供できる。
【０１６８】
実施の形態４の液晶表示装置１０３のバックライトの光源は、狭い波長幅のレーザ発光素子を用いた光源を採用している。レーザ発光素子を用いた光源の採用によって表示色の色純度を高めることができる。広く用いられている蛍光ランプ及びＬＥＤ素子よりもレーザ発光素子を用いた光源は、鮮やかな色彩表現が可能となる。
【０１６９】
液晶表示装置１０３のレーザ発光素子を用いた第２光源３０９は、赤色の光を発する。液晶表示装置１０３の第１光源２０８は、青緑色の光を発する。青緑色は、青色及び緑色を混ぜた色である。上述したように、従来使用されていた蛍光ランプは、赤色領域の発光スペクトルのピークがオレンジ色の波長領域にある。同様に、黄色蛍光体を利用した白色のＬＥＤ素子も、赤色領域の発光スペクトルのピークがオレンジ色の波長領域にある。すなわち、赤色領域の波長のピークは、赤色領域からずれたオレンジ色の領域にある。特に赤色において色純度を高めようとすると、極めて透過光量が落ち、著しく輝度が低下してしまう。蛍光ランプを赤色のレーザ発光素子に置き換えることで、カラーフィルタの透過光量の低下を抑制できる。また、色純度の向上の効果を得ることができる。
【０１７０】
なお、実施の形態４においては、第２光源３０９に６４０ｎｍにピーク波長を有する赤色のレーザ発光素子が採用された。しかし、本発明は、これに限るものではない。例えば、波長のピークが６４０ｎｍと異なる赤色のレーザ発光素子を用いることができる。また、青色や緑色の光を放射するレーザ発光素子を用いることができる。なお、第１光源２０８の光は、第２光源３０９の光と混ざって白色の光となる必要がある。すなわち、第１光源２０８の光は、第２光源３０９の光に対して補色となる。
【０１７１】
一般的に、光源には、白色の蛍光ランプや白色のＬＥＤ素子が用いられる。一方、色純度を高める場合には、液晶パネル１のカラーフィルタの透過波長を狭く設定する。この場合、カラーフィルタによる光の損失が増加すると画像の輝度が低下する。実施の形態４の液晶表示装置１０３は、単一色のレーザ発光素子を用いている。単一色の光は、色純度が高い。単一色のレーザ発光素子を用いることにより、赤色の色純度は、向上する。そして、液晶表示装置１０３は、表示色の色再現範囲を広げることができる。また、赤色の色純度が向上することにより、液晶表示装置１０３は、カラーフィルタによる光の損失を減少できる。このため、液晶表示装置１０３は、明るさの低下を抑制できる。低消費電力にもかかわらず、液晶表示装置１０１は、高輝度で広い色域を実現できる。
【０１７２】
レーザ発光素子は、ＬＥＤ素子よりも単一色性において優れている。レーザ発光素子の波長と液晶パネル１のカラーフィルタの透過波長を合わせることで、カラーフィルタの透過波長をより狭く設定できる。そのため、レーザ光源は、単一色のＬＥＤ素子を用いた光源より色純度を高めることができる。
【０１７３】
また、レーザ発光素子を用いた光源は、単一色のＬＥＤ素子を用いた光源より電気・光変換効率が良い。そのため、レーザ発光素子を用いた光源は、単一色のＬＥＤ素子を用いた光源より低消費電力駆動が可能である。さらに、レーザ発光素子を用いた光源は、ＬＥＤ素子を用いた光源より指向性が高い。そのため、レーザ光源は、導光部材４０６との結合効率を向上させることができる。結合効率とは、光源が出射する光量に対する後続の光学系へ入射する光量のことである。
【０１７４】
前述のように、実施の形態４の液晶表示装置１０３は、異なる位置に配置された２つの光源から出射した光が面発光導光板４の短い端面から入射する構成をしている。しかしながら、光源の配列、導光部材４０６の位置及び微小光学素子４２の配列などを設計することで、面発光導光板４の長い端面を入射面とすることも可能である。長い端面とは、図１、図６及び図７中のｘｚ平面と平行な端面である。
【０１７５】
実施の形態４の光源駆動部は、画像信号に基づいて第１光源２０８及び第２光源３０９の出力を個別に制御することにより、消費電力を低減できるとともに、迷光を低減してコントラストを向上させることができる。なぜなら、第１光源２０８及び第２光源２０９を別々に制御することで表示に不要な光を消すことができる。また、表示に不要な光の出力を下げることができる。このように不要な光を減らすことで迷光を低減することができる。迷光とは、光学機器内で、正規の光路以外をたどる光のことで、結像に有害な光である。
【０１７６】
《５》実施の形態５．
図１４は、実施の形態５の液晶表示装置１０４（面光源装置２０４を含む）の構成の一例を概略的に示す断面図である。面光源装置２０４は、面発光導光板４、光反射シート５、導光部材５０６、第１光源２０８、第２光源２０９を有する。また、面光源装置２０４には、導光部材５０６の機能を有する構成要素も含まれる。図１４において、図１０（実施の形態３）に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付す。液晶表示装置１０４は、透過型表示装置である。実施の形態５の液晶表示装置１０４は、導光部材５０６の端面５６１ｄが拡散反射面で構成されている。液晶表示装置１０４は、上記相違点以外は、実施の形態３と同じである。また、実施の形態５は、実施の形態１及び２に対して、第１光源２０８及び第２光源３０９の構成要素において相違し、また、導光部材が拡散反射面を有する点で異なる。それ以外の構成要素に関しては、実施の形態５は、実施の形態１及び２と同じである。なお、実施の形態５においても、実施の形態１の図１の形態以外の図４、図６及び図７の形態も取り得る。また、実施の形態５においても、実施の形態４の図１２の形態以外の図１３の形態も取り得る。実施の形態５の端面５６１ｄに設けられた拡散反射面は、図１では端面６１ｄに設けられ、図４では反射面１８３ａに設けられ、図６では端面１７１ｃに設けられ、図７では端面１４１ｄに設けられ、図８では端面６１ｄに設けられ、図１０では端面６１ｄに設けられ、図１２では端面４６１ｄに設けられ、図１３では反射面４８１ｃに設けられることができる。
【０１７７】
第１光源２０８は、青緑色の第１光線２８１を出射するＬＥＤ素子を用いる。青緑色の光は、青色の光と緑色の光とを混ぜた光である。第２光源３０９は、赤色の第２光線３９１を出射するレーザ発光素子を用いる。レーザ光の波長幅は狭い。すなわち、レーザ光は、色純度が高い。このため、赤色の光のレーザ発光素子を用いることで、赤色の色純度は向上する。すなわち、表示色の色再現範囲は広くなる。
【０１７８】
液晶表示装置１００と同様に、液晶表示装置１０２は、液晶パネル駆動部１２及び光源駆動部１３を有している。図１１に示すように、液晶パネル駆動部１２は、液晶パネル１を駆動する。光源駆動部１３は、第１の光源及び第２の光源を駆動する。なお、第１の光源は、第１光源２０８である。第２の光源は、レーザ光源３０９である。制御部１１は、液晶パネル駆動部１２の動作を制御し、光源駆動部１３の動作を制御する。制御部１１は入力した映像信号に画像処理を行い、液晶パネル制御信号と光源制御信号とを生成する。制御部１１は、液晶パネル制御信号を液晶パネル駆動部１２に供給する。また、制御部１１は、光源制御信号を光源駆動部１３に供給する。液晶パネル駆動部１２は、液晶パネル制御信号に基づいて液晶パネル１を駆動する。光源駆動部１３は、光源制御信号に基づいて第１光源２０８及び第２光源３０９を駆動する。
【０１７９】
第２光源３０９は、導光部材５０６の端面５６１ａに対向して配置されている。端面５６１ａは、導光部材５０６の＋ｘ軸方向の側の端面である。そして端面５６１ａは、光の入射端面である。導光部材５０６は、液晶パネル１の表示面１ａに対して平行に配置されている。第２光源３０９は、複数のレーザ発光素子をｙ軸方向に等間隔で配列したものである。
【０１８０】
第１光源２０８は、第１光線２８１（例えば、青緑色）を出射する。第２光源３０９は、第２光線３９１（例えば、赤色）を出射する。第１光源１８から出射される広い角度強度分布を有する第１光線２８１は、面発光導光板１５の光入射面４１ａに向けて略＋ｘ軸方向に進行する。角度強度分布とは出射方向に対する角度と強度の関係を現すものである。第２光源３０９から出射された第２光線３９１は、導光部材５０６の光入射端５６１ａに入射し、導光部材５０６と空気層との界面において全反射を繰り返し、導光部材５０６内を−ｘ軸方向に進行し、端面５６１ｃにて＋ｚ軸方向に伝播する。このとき、第２光線３９１の角度強度分布は、保存される。したがって、拡散反射面５６１ｄに達する第２光線３９１の角度強度分布は、第２光源３０９から出射された際の第２光線３９１の角度強度分布と等しく、それぞれの角度強度分布の半値全角は、同じ角度である。角度強度分布の半値全角は、例えば、５°である。第２光線３９１は、導光部材５０６の端面５６１ｃで−ｘ軸方向から＋ｚ軸方向に進行方向を変更する。その後、第２光線３９１は、拡散反射面５６１ｄで反射して、面発光導光板４の光入射面４１ａの方向（略＋ｘ軸方向）に進行方向を変える。拡散反射面５６１ｄで反射する際、第２光線３９１の角度強度分布の半値全角は、大きくなる。
【０１８１】
実施の形態５においても、前記実施の形態３と同様の効果を得ることができる。また、実施の形態５では、互いに異なる角度強度分布を有する異なる種類の光源を採用している。第１の光源２０８は、ＬＥＤ素子を採用し、第２光源３０９は、レーザ発光素子を採用している。このような場合でも、導光部材５０６は、狭い角度強度分布を有する光源の角度強度分布を他方の光源の角度強度分布と一致させることができる。このため、導光部材５０６は、第１の光線２８１により生成される面発光導光板４００の面内輝度分布と第２の光線３９１により生成される面発光導光板４００の面内輝度分布との差を抑制できる。第１の光源２０８が第２の光源３０９と異なるスペクトルを有する場合でも、液晶表示装置１０４は色むらを抑制することができる。通常、単一色性の高い光源を少なくとも１種類用いて白色光を生成することで、色再現範囲を拡大することができる。このような場合、液晶表示装置は、異なる角度強度分布を有する複数の光源を採用する。また、単一色性に非常に優れたレーザ発光素子は、指向性が高い。したがって、実施の形態５は、色再現範囲を広げるための構成として有効である。
【０１８２】
なお、実施の形態５は、互いに異なる角度強度分布を有する異なる種類の光源の角度強度分布を一致させることが目的である。従って、実施の形態５において、導光部材５０６の端面５６１ｄに備えられた拡散構造を、第２光線３９１の光路上の他の反射面に備えることによっても同様の効果が得られる。但し、拡散構造によって第２光線３９１の角度強度分布は広げられる。このため、拡散構造が面発光導光板４の光入射面４１ａの近傍に備えられると、面発光導光板４に入射する第２光線３９１の光量の減少を抑えることができる。このことからも、拡散構造は面発光導光板４の光入射面４１ａの近傍に備えられることが好ましい。ここで、拡散構造とは各光線の進行方向を乱雑に変更させるための構造である。つまり、拡散構造とは光を指向性の少ない光にするものである。
【０１８３】
例えば、拡散構造は、図１５に示されるように、端面５６１ｅ上で、第２の光線３９１が導光部材５０６から出射する領域に備えられても良い。また、例えば、図１６に示されるように、導光部材５０６と面発光導光板４との間に、拡散素子６００を備えても良い。導光部材５０６は、出射面の表面に拡散素子６００を備えても良い。また、導光部材５０６は、出射面の近傍の導光部材５０６の内部に拡散素子６００を備えても良い。また、面発光導光板４は、光入射面４１ａの表面に拡散素子６００を備えても良い。また、面発光導光板４は、光入射面４１ａの近傍の面発光導光板４の内部に拡散素子６００を備えても良い。
【０１８４】
また、図１７に示されるように、端面５６１ｄを円弧状のミラー構成としてもよい。また、端面５６１ｄを実施の形態７で詳述する図２４に示すシリンドリカルミラー１２０２、図２６に示す光反射部材１３０２及び図２８に示す光反射ミラー１４０２と同様の形状とすることができる。光反射部材１３０２は、凸状部と凹状部とが交互に連続する光反射面を有する。光反射ミラー１４０２は、断面多角形状の連続する光反射面を有する。
【０１８５】
拡散構造は、端面５６１ｅ、光入射面４１ａ及び拡散素子６００の表面に形成される。例えば、拡散構造は、細かな凹レンズが複数形成された構造であっても良い。また、拡散構造は、細かな凸レンズが複数形成された構造であっても良い。また、拡散構造は、細かなピラミッド形状が複数形成された構造であっても良い。また、ブラスト加工により細かでランダムな凹凸形状が形成された構造であっても良い。また、周囲の材質と異なる屈折率を有する粒子を塗装によって付着させても良い。また、拡散素子６００は、その内部に周囲の材質と異なる屈折率を有する粒子を含む素子であっても良い。
【０１８６】
《６》実施の形態６．
《６−１》実施の形態６の構成
図１８は、実施の形態６の液晶表示装置３００１（面光源装置１１００を含む）の構成を概略的に示す断面図である。面光源装置１１００は、面発光導光板１０１５、光反射シート１０１７、拡散反射部材１１０２、第１光源１０１８、第２光源１１０１を有する。面光源装置１１１０は、面発光導光板１０１５、光反射シート１０１７、拡散反射部材１１１２、第１光源１０１８、第２光源１１１１を有する。また、図１９は、図１８に示される面光源装置１１００を液晶パネル１１側（＋ｚ軸方向）から見た概略的な平面図であり、図２０は、図１５に示される面光源装置１１００を液晶表示装置３００１の背面側（−ｚ軸方向）から見た概略的な背面図である。
【０１８７】
液晶表示装置３００１は、液晶表示素子（液晶パネル）１０１１を備えた透過型液晶表示装置である。液晶表示素子（液晶パネル）１０１１は、矩形の表示面１０１１ａ及びその反対側の背面１０１１ｂを有する。説明を容易にするために、各図中にｘｙｚ直交座標系の座標軸を示す。以下の説明において、液晶パネル１０１１の表示面１０１１ａの短辺方向をｙ軸方向（図１８が描かれている紙面に垂直な方向）とし、液晶パネル１０１１の表示面１０１１ａの長辺方向をｘ軸方向（図１８において左右方向）とし、ｘｙ平面に垂直な方向をｚ軸方向（図１８における上下方向）とする。また、図１８において、左から右に向かう方向を、ｘ軸の正方向（＋ｘ軸方向）とし、その反対方向を、ｘ軸の負方向（−ｘ軸方向）とする。また、図１８が描かれている紙面の手前から紙面に向かう方向を、ｙ軸の正方向（＋ｙ軸方向）とし、その反対方向を、ｙ軸の負方向（−ｙ軸方向）とする。さらに、図１８において、下から上に向かう方向を、ｚ軸の正方向（＋ｚ軸方向）とし、その反対方向を、ｚ軸の負方向（−ｚ軸方向）とする。
【０１８８】
図１８に示されるように、実施の形態６の液晶表示装置３００１は、透過型の液晶パネル１０１１と、第１の光学シート１０１２と、第２の光学シート１０１３と、第２の光学シート１０１３及び第１の光学シート１０１２を通して液晶パネル１０１１の背面１０１１ｂに光を照射するバックライトユニットとしての面光源装置１１００とを有している。これらの構成要素１０１１，１０１２，１０１３，１１００は、−ｚ軸方向に順に配列されている。
【０１８９】
実施の形態１から５の液晶表示素子１は、実施の形態６の液晶表示素子１０１１と同じである。実施の形態１から５の第１の光学シート２は、実施の形態６の第１の光学シート１０１２と同じである。実施の形態１から５の第２の光学シート３は、実施の形態６の第２の光学シート１０１３と同じである。実施の形態１から５の面発光導光板４は、実施の形態６の面発光導光板１０１５のうち面発光導光板の混合領域１０１５ｅの構成要素以外の構成要素の部分で、実施の形態６の面発光導光板と同じである。実施の形態１から５の光反射シート５は、実施の形態６の光反射シート１０１７と同じである。
【０１９０】
液晶パネル１０１１の表示面１０１１ａは、ｘｙ平面に平行な面である。液晶パネル１０１１の液晶層は、ｘｙ平面に平行な方向に広がる面状の構造を有している。液晶パネル１０１１の表示面１０１１ａは、通常、矩形であり、表示面１０１１ａの隣接する２辺（実施の形態６においては、ｙ軸方向の短辺とｘ軸方向の長辺）は、直交している。ただし、表示面１０１１ａの形状は、他の形状であってもよい。
【０１９１】
図１８に示されるように、面光源装置１１００は、薄板状の面発光導光板１０１５と、第１光源１０１８と、第２光源１１０１と、拡散反射部材１１０２とを有している。拡散反射部材１１０２は、光路変更部材としての機能を有する。
【０１９２】
第１光源１０１８は、発光部から第１光線Ｌ１１を出射する。第１光源１０１８の発光部は、面発光導光板１０１５の光入射面（側面）１０１５ｃに対向して配置されている。第１光源１０１８は、例えば、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子をｙ軸方向に等間隔で配列した光源装置である。第１光源１０１８は、光入射面１０１５ｃのｚ軸方向の長さの範囲内に配置されることが望ましい。光入射面１０１５ｃのｚ軸方向の長さの範囲内とは、面発光導光板１０１５の厚みの範囲内である。図１８には、第１光源１０１８から出射された第１光線Ｌ１１が、直接、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射する場合が示されている。しかし、レンズなどの他の光学素子を介して第１光線Ｌ１１を光入射面１０１５ｃに入射させてもよい。
【０１９３】
第２光源１１０１は、面発光導光板１０１５の背面１０１５ｂ側（−ｚ軸方向）に配置されている。背面１０１５ｂ側とは、面発光導光板１０１５の発光面１０１５ａに対向する位置である。発光面１０１５ａは、面発光導光板１０１５の光出射面である。第２光源１１０１は、例えば、複数のレーザ発光素子をｙ軸方向に等間隔で配列した光源装置である。第２光源１１０１の第２光線Ｌ１２を出射する発光部は、拡散反射部材１１０２の拡散光反射面１１０２ａに対向して配置されている。
【０１９４】
拡散反射部材１１０２の拡散光反射面１１０２ａは、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃとも対向して配置されている。拡散反射部材１１０２の拡散光反射面１１０２ａは、乱雑な複数の微小な起伏形状（凹凸形状）を有している。そのため、拡散反射部材１１０２の拡散光反射面１１０２ａに入射した光線は、その進行方向（伝播方向）を面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向かう方向に変える。また、拡散光反射面１１０２ａに入射した光線は、進行方向を乱雑に変更する。つまり、拡散光反射面１１０２ａに入射した光線は、拡散光反射面１１０２ａで散乱して反射する。
拡散反射部材１１０２の拡散光反射面１１０２ａは、アクリル樹脂（例えば、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂））の表面にブラスト加工などにより乱雑な凹凸形状を形成し、その表面にアルミニウムを蒸着したものである。ただし、拡散反射部材１１０２の拡散光反射面１１０２ａの構成は、上記例に限定されない。拡散光反射面１１０２ａの構成は、拡散反射部材１１０２の基材として、加工性に優れたポリカーボネートなどの樹脂を用いてもよいし又は金属を用いてもよい。また、拡散反射部材１１０２の拡散光反射面１１０２ａに蒸着する金属膜として、銀又は金などの反射率の高い他の金属を採用してもよい。さらに、拡散反射部材１１０２の拡散光反射面１１０２ａとして、例えば、基材の表面に大きさの異なる複数のビーズを塗装し、さらにその表面に銀などの金属膜を設けたものを採用してもよい。また、拡散反射部材１１０２として、ポリエステル基材中に気泡構造を設けた反射フィルムを採用してもよい。この場合には、表面の凹凸構造や基材中の気泡構造を最適化することにより高い拡散反射性能を得ることができる。また、これらの拡散反射部材１１０２は、簡易、安価な部材であり、簡易構造かつ低コストにおいても高い画質向上効果を得ることができる。
【０１９５】
面発光導光板１０１５は、発光面１０１５ａと、この発光面１０１５ａの反対側の背面１０１５ｂと、複数の側面（例えば、１０１５ｃ，１０１５ｄなど）とを有する。側面は、発光面１０１５ａの辺と背面１０１５ｂの辺との間を繋ぐ細長い面である。面発光導光板１０１５は、透光性の光学部材である。また、面発光導光板１０１５は、背面１０１５ｂ上に配列された複数の微小光学素子１０１６を備える。また、面光源装置１１００は、光反射シート１０１７を有している。光反射シート１０１７は、面発光導光板１０１５の背面１０１５ｂに対向して配置されている。微小光学素子１０１６は、光入射面１０１５ｃから入射した光線を、面発光導光板１０１５の発光面１０１５ａに向ける機能を有する。光入射面１０１５ｃは、面発光導光板１０１５の側面である。微小光学素子１０１６が占める面積の広い領域では、面発光導光板１０１５の発光面１０１５ａに向かう照明光Ｌ１４の量が多くなる。微小光学素子１０１６が占める面積の広い領域とは、例えば、微小光学素子１０１６が大きな径の領域である場合や、又は、微小光学素子１０１６の配列密度が高い領域である。このため、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃから離れるほど、面発光導光板１０１５の背面１０１５ｂにおける微小光学素子１０１６が占める面積が増加するように、微小光学素子１０１６の配置、個数及び形状を決定することが望ましい。なお、図１８及び図２０に示される微小光学素子１０１６の配置、個数及び形状は、一例に過ぎない。例えば、図２１に示される微小光学素子１０１６ａのように、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃから離れるほど微小光学素子１０１６の配列密度を高くするなどの、他の配置、他の個数、他の形状としてもよい。
【０１９６】
面発光導光板１０１５は、その発光面１０１５ａが、液晶パネル１０１１の表示面１０１１ａに対して平行になるように、配置されている。面発光導光板１０１５は、混合領域１０１５ｅを備えている。混合領域１０１５ｅは、光入射面１０１５ｃから面発光導光板１０１５の中心に向けて所定の長さ（例えば、１０ｍｍ）の領域である。光入射面１０１５ｃから面発光導光板１０１５の中心とは、図１８中で＋ｘ軸方向である。混合領域１０１５ｅにおいて、面発光導光板１０１５は、表面と背面ともに光学構造を有さず、空気層に面している。光入射面１０１５ｃから混合領域（「混色領域」とも言う。）１０１５ｅに入射した光は、空気層との界面において全反射しながら、＋ｘ軸方向に進む（伝播する）。空気層との界面とは、混合領域の発光面１０１５ａ側の面及び混合領域の背面１０１５ｂ側の面である。
【０１９７】
面発光導光板１０１５は、混合領域１０１５ｅを除く領域１０１５ｆの背面１０１５ｂに微小光学素子１０１６を有している。混合領域１０１５ｅを除く領域１０１５ｆは、導光領域である。背面１０１５ｂは、液晶パネル１０１１に対して反対側の面である。微小光学素子１０１６は、混合光線Ｌ１３を照明光Ｌ１４に変える機能を持つ。混合光線Ｌ１３は、面発光導光板１０１５の内部を伝播する光である。照明光Ｌ１４は、略＋ｚ軸方向に出射する光である。照明光Ｌ１４は、液晶パネル１０１１の背面１０１１ｂに向けて面発光導光板１０１５から出射する。
【０１９８】
例えば、面発光導光板１０１５は、アクリル樹脂（例えば、ＰＭＭＡ）などの透明材料で作製された部品である。面発光導光板１０１５は、例えば、ｚ軸方向の厚みが４ｍｍの薄板状の部材である。図２０に示されるように、面発光導光板１０１５の背面１０１５ｂには、複数の微小光学素子１０１６が備えられている。微小光学素子１０１６は、−ｚ軸方向に突出した半球状の凸レンズ形状の素子である。
【０１９９】
混合光線Ｌ１３は、面発光導光板１０１５と空気層との界面で全反射する。そして、混合光線Ｌ１３は、面発光導光板１０１５の内部を伝播する。混合光線Ｌ１３は、反射を繰り返しながら＋ｘ軸方向に進む。しかし、混合光線Ｌ１３が微小光学素子１０１６に入射すると、微小光学素子１０１６の曲面で反射して進行方向を変える。混合光線Ｌ１３の進行方向が変化すると、混合光線Ｌ１３の中には、面発光導光板１０１５の表面と空気層との界面での全反射条件を満たさなくなる光線が生じる。光線が全反射条件を満たさなくなると、光線は、面発光導光板１０１５の発光面１０１５ａから液晶パネル１０１１の背面１０１１ｂに向かって出射する。
【０２００】
面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃには、第１光線Ｌ１１及び第２光線Ｌ１２が入射される。第１光線Ｌ１１は、第１光源１０１８からの出射光である。第２光線Ｌ１２は、第２光源１１０１からの出射光である。第１光源１０１８は、光入射面１０１５ｃに向けて第１光線Ｌ１１を出射する。第２光源１１０１は、第１光源１０１８より背面１０１５ｂ側に配置されている。第２光源１１０１は、第１光線Ｌ１１よりも狭い角度強度分布を有する第２光線Ｌ１２を出射する。拡散反射部材１１０２は、第２光源１１０１から出射された第２光線Ｌ１２を光入射面１０１５ｃに導く機能を持つ。拡散反射部材１１０２は、光路変更部材としての機能を有する。また、拡散反射部材１１０２は、光入射面１０１５ｃにおける第２光線Ｌ１２の断面のサイズを、光入射面１０１５ｃにおける第１光線Ｌ１１の断面のサイズに近付ける機能を持つように構成することも可能である。断面のサイズとは、光入射面１０１５ｃのｚ軸方向の長さ、つまり、面発光導光板１０１５の厚みである。また、第１光源１０１８から出射した第１光線Ｌ１１及び第２光源１１０１から出射した第２光線Ｌ１２の両方は、光入射面１０１５ｃから、面発光導光板１０１５内に入射する。つまり、第１光線Ｌ１１及び第２光線Ｌ１２は、複数の側面のうちの同一の側面である光入射面１０１５ｃから入射する。より具体的に言えば、拡散反射部材１１０２は、光入射面１０１５ｃに入射する直前の第２光線Ｌ１２の角度強度分布を、光入射面１０１５ｃに入射する直前の第１光線Ｌ１１の角度強度分布に近付けるように、第２光線Ｌ１２の角度強度分布を変える機能を持つ。拡散反射部材１１０２は、第２光線Ｌ１２の角度強度分布を変える機能とともに第２光線Ｌ１２の進行方向変える機能を持つ。光路変更部材としての拡散反射部材１１０２は、第２光源１１０１から出射された第２光線Ｌ１２を光入射面１０１５ｃに導く。
【０２０１】
第１光源１０１８から出射される第１光線Ｌ１１は、例えば、青緑色の光線である。第２光源１１０１から出射される第２光線Ｌ１２は、例えば、赤色の光線である。第１光線Ｌ１１は、第１光源１０１８から略＋ｘ軸方向（図１８における右方向）に、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向けて出射される。第２光線Ｌ１２は、第２光源１１０１から略＋ｚ軸方向に出射され、拡散反射部材１１０２の光反射面１１０２ａによって拡散反射され、その後、略＋ｘ軸方向に、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向けて進行する。第１光線Ｌ１１及び第２光線Ｌ１２の両方は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射する。第１光線Ｌ１１及び第２光線Ｌ１２は、混合領域１０１５ｅで混合され、混合光線Ｌ１３となる。混合領域１０１５ｅは、面発光導光板１０１５内の光入射面１０１５ｃ近傍に配置されている。混合光線Ｌ１３は、例えば、白色の光線である。
【０２０２】
微小光学素子１０１６は、混合光線Ｌ１３を照明光Ｌ１４に変換する機能を持つ。微小光学素子１０１６は、面発光導光板１０１５の背面１０１５ｂに備えられている。
照明光Ｌ１４は、略＋ｚ軸方向に進行し、液晶パネル１０１１の背面１０１１ｂに向けて進む。照明光Ｌ１４は、第２の光学シート１０１３及び第１の光学シート１０１２を透過して液晶パネル１０１１の背面１０１１ｂを照射される。第１の光学シート１０１２は、照明光Ｌ１４を、液晶パネル１０１１の背面１０１１ｂに向ける機能を持つ。第２の光学シート１０１３は、照明光Ｌ１４による細かな照明むらなどの光学的影響を抑制する機能を持つ。照明光Ｌ１４は、面発光導光板１０１５の発光面１０１５ａから出射された照明光である。
【０２０３】
図１８に示されるように、実施の形態６においては、拡散反射部材１１０２は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃと平行な方向（図１８におけるｚ軸方向）に対して傾斜している。また、拡散反射部材１１０２は、拡散光反射面１１０２ａが−ｚ軸方向を向くように傾斜して配置されている。このように傾斜して配置する理由は、下記の２つの理由による。第１の理由は、面発光導光板１０１５の−ｚ軸方向の側に備えられる第２光源１１０１の配置位置に対し第２光源１１０１から出射される光Ｌ１２が拡散光反射面１１０２ａに効率良く入射することである。第２の理由は、拡散光反射面１１０２ａから出射する光が面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに効率良く入射することである。拡散反射部材１１０２の傾斜は、上記２つの理由の両方を達成できるようにするためである。第２光源１１０１と拡散反射部材１１０２の拡散光反射面１１０２ａとの位置関係、配置角度、並びに、拡散反射部材１１０２と面発光導光板１０１５との位置関係及び配置角度は、第２光源１１０１から出射される第２光線Ｌ１２の角度強度分布や第２光線Ｌ１２の大きさ（直径）、拡散反射部材１１０２の拡散特性、及び、面発光導光板１０１５の厚みなどに応じて設定される。したがって、各条件が異なる場合は、各部材の位置関係とその配置角度を最適化する必要がある。ここでの配置角度とは、各部材を配置する際のｙ軸を中心とした回転角度である。
【０２０４】
微小光学素子１０１６の配置密度は、面発光導光板１０１５の上のｘｙ平面内の位置で変化している。配置密度とは、単位面積当たりの微小光学素子１０１６の数、又は、単位面積当たりの微小光学素子１０１６の占める面積（大きさ）である。微小光学素子１０１６の配置密度の変化により、照明光Ｌ１４の面内輝度分布を制御することができる。照明光Ｌ１４は、面発光導光板１０１５から出射する光である。なお、面内輝度分布とは、任意の平面において、２次元で表される位置に対する輝度の高低を示す分布である。ここでの面内とは、表示面のことである。
【０２０５】
微小光学素子１０１６の凸状表面の曲率半径は、例えば、約０．１５ｍｍであり、微小光学素子１０１６の最大高さは、約０．００５ｍｍである。また、微小光学素子１０１６の屈折率は、約１．４９である。なお、面発光導光板１０１５の材料及び微小光学素子１０１６の材料は、アクリル樹脂とすることができる。ただし、面発光導光板１０１５の材料及び微小光学素子１０１６の材料は、アクリル樹脂に限定されない。面発光導光板１０１５及び微小光学素子１０１６の材料としては、光透過率が良く、成形加工性に優れた材料が採用され得る。例えば、アクリル樹脂に代えて、ポリカーボネート樹脂などの別の樹脂材料を採用できる。あるいは、面発光導光板１０１５及び微小光学素子１０１６の材質は、ガラス材料を採用できる。また、面発光導光板１０１５の厚みは、４ｍｍに限定されるものではない。液晶表示装置３００１の薄型化及び軽量化を考慮すると、厚みの薄い面発光導光板１０１５を採用することが望ましい。
【０２０６】
また、微小光学素子１０１６の形状は、凸レンズ状に限定されない。微小光学素子１０１６の形状は、微小光学素子１０１６が混合光線Ｌ１３を略＋ｚ軸方向に反射して混合光線Ｌ１３が液晶パネル１０１１の背面１０１１ｂに向けて出射する機能を持つ部材であればよい。混合光線Ｌ１３は、面発光導光板１０１５の内部をｘ軸方向に進行する光である。この機能を有すれば、微小光学素子１０１６の形状は、他の形状であってもよい。例えば、微小光学素子１０１６は、プリズム形状であってもよく、又は、ランダムな凹凸パターンなどであってもよい。
【０２０７】
実施の形態６においては、拡散反射部材１１０２のｚｘ平面における幅は、１．５ｍｍである。第２光源１１０１内のレーザ発光素子から出射される第２光線Ｌ１２は、角度強度分布の半値全角が５°である。第２光線Ｌ１２は、高い指向性を有しているため、第２光源１１０１と拡散反射部材１１０２との間の距離を自由伝播した際にも、第２光線Ｌ１２のｚｘ平面における幅は、大きく広がらない。ここで、自由伝播とは、光が光学素子などの物質に入射することなく空気中を進んでいくことを現す。したがって、拡散反射部材１１０２のｚｘ平面における幅を小さくすることによる第２光線Ｌ１２の光損失を抑制することが可能である。また、拡散反射部材１１０２が小型になると、面発光導光板１０１５の厚みも薄くでき、液晶表示装置の奥行きを薄くできる。
【０２０８】
第１光源１０１８としてＬＥＤ素子が用いられる場合には、一般に、第１光線Ｌ１１は広い発散角を有している。第１光線Ｌ１１の角度強度分布は、半値全角６０°である。第１光源１０１８から出射された第１光線Ｌ１１は、その角度強度分布を変えることなく面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射する。
【０２０９】
第２光源１１０１としてレーザ発光素子が用いられる場合は、一般に、第２光線Ｌ１２は、高い指向性を有している。第２光線Ｌ１２の角度強度分布は、半値全角が５°である。第２光源１１０１から出射された第２光線Ｌ１２は、拡散反射部材１１０２により拡散される。第２光線Ｌ１２は、角度強度分布の角度を第１光源１０１８から出射した第１光線Ｌ１１の角度強度分布と略等しい角度に広げられた後、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射する。
【０２１０】
微小光学素子１０１６は、面発光導光板１０１５の背面のうちの、領域１０１５ｆに配置されている。領域１０１５ｆは、光入射面１０１５ｃから任意の長さだけ離れた位置から側面１０１５ｄまでの領域である。任意の長さとは、混合領域１０１５ｅのｘ軸方向の長さである。微小光学素子１０１６は、面発光導光板１０１５の背面１０１５ｂに備えられている。面発光導光板１０１５の背面１０１５ｂにおける微小光学素子１０１６が配置される領域１０１５ｆは、液晶パネル１０１１の有効画像表示領域と略同じである。しかし、液晶パネル１０１１の有効画像表示領域より幾分大きくしてもよい。面発光導光板１０１５の背面１０１５ｂにおける微小光学素子１０１６が配置される領域１０１５ｆの中心位置は、液晶パネル１０１１の有効画像表示領域（ｘｙ平面に平行な領域）の中心位置と同じであるか、又は、液晶パネル１０１１の有効画像表示領域の中心位置の近傍に位置することが望ましい。このような構成により、面発光導光板１０１５の発光面１０１５ａから出射された照明光Ｌ１４は、液晶パネル１０１１の有効画像表示領域の全域に照明される。そして、液晶パネル１０１１の表示面１０１１ａを見る者は、表示面１０１１ａ内に画像欠損のない画像を見ることができる。有効画像表示領域とは、実際に画像が表示される範囲である。また、ここでの画像欠損とは液晶パネル１０１１の有効画像領域の中心位置と面発光導光板１０１５の領域１０１５ｆの中心位置が異なる場合に、液晶パネル１０１１の有効画像表示領域全体に均一な光が照射されず、表示されないような状態をいう。特に、液晶パネル１０１１の有効画像表示領域が面発光導光板１０１５の混合領域１０１５ｅの上部に配置された場合、この領域内（混合領域１０１５ｅ）では液晶パネル方向に光が出射されないため、画像が表示できない。
【０２１１】
光反射シート１０１７は、面発光導光板１０１５の背面１０１５ｂに対向して配置されている。面発光導光板１０１５の背面１０１５ｂから出射した光は、光反射シート１０１７で反射され、背面１０１５ｂから面発光導光板１０１５に入射し、面発光導光板１０１５の発光面１０１５ａから出射されて、照明光Ｌ１４として液晶パネル１０１１の背面１０１１ｂを照明する。光反射シート１０１７としては、例えば、ポリエチレンテレフタラートなどの樹脂を基材とした光反射シートを用いることができる。また、光反射シート１０１７としては、基板の表面に金属を蒸着した光反射シートを用いてもよい。
【０２１２】
図２２は、実施の形態６の液晶表示装置３００１の制御系の構成を示すブロック図である。図２２に示されるように、液晶表示装置３００１は、液晶パネル１０１１と、液晶パネル駆動部１０２２と、第１光源１０１８と、第２光源１１０１と、光源駆動部１０２３と、制御部１０２１とを有している。液晶パネル駆動部１０２２は、液晶パネル１０１１を駆動する。光源駆動部１０２３は、第１光源１０１８及び第２光源１１０１を駆動する。制御部１０２１は、液晶パネル駆動部１０２２の動作及び光源駆動部１０２３の動作を制御する。制御部１０２１は、入力された映像信号Ｓ３０に画像処理を施す。制御部１０２１は、入力された映像信号Ｓ３０に基づき液晶パネル制御信号Ｓ３１を生成する。制御部１０２１は、液晶パネル制御信号Ｓ３１を液晶パネル駆動部１０２２に供給する。制御部１０２１は、入力された映像信号Ｓ３０に基づき光源制御信号Ｓ３２を生成する。制御部１０２１は、光源制御信号Ｓ３２を光源駆動部１０２３に供給する。液晶パネル駆動部１０２２は、液晶パネル制御信号Ｓ３１に基づいて液晶パネル１０１１を駆動し、液晶パネル１０１１に映像を表示させる。
【０２１３】
液晶パネル駆動部１０２２は、制御部１０２１から受け取った液晶パネル制御信号Ｓ３１に基づいて、液晶パネル１０１１の液晶層の光透過率を画素単位で変化させる。液晶パネル１０１１の各画素は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの副画素（第１〜第３の副画素）から構成される。例えば、赤の副画素を第１の副画素とし、緑の副画素を第２の副画素とし、青の副画素を第３の副画素とする。第１の副画素は、赤色の光のみを透過するカラーフィルタを有し、第２の副画素は、緑色の光のみを透過するカラーフィルタを有し、第３の副画素は、青色の光のみを透過するカラーフィルタを有している。制御部１０２１は、液晶パネル駆動部１０２２に、液晶パネル１０１１の各副画素の光透過率を制御させることで、液晶パネル１０１１にカラー画像を表示させる。言い換えれば、液晶パネル１０１１は、面発光導光板１０１５から入射した照明光Ｌ１４を空間的に変調することで画像光を作り出して、画像光を表示面１０１１ａから出射する。ここで、画像光とは、画像情報を有する光のことである。光源駆動部１０２３は、光源制御信号Ｓ３２に基づいて第１光源１０１８及び第２光源１１０１を駆動して、液晶パネル１０１１に表示される映像の輝度を調整する。
【０２１４】
角度強度分布の異なる第１光線Ｌ１１及び第２光線Ｌ１２を共通の面発光導光板１０１５に入射させ、発光面１０１５ａから出射させる場合、面内輝度分布の差異が色むらとなって表示面１０１１ａに現れてしまう。これは、第１光線Ｌ１１及び第２光線Ｌ１２の角度強度分布が異なり、第１光源１０１８及び第２光源１１０１は、それぞれ異なる色の光を発するためである。つまり、異なる色の光線（第１光線Ｌ１１及び第２光線Ｌ１２）が、異なる角度強度分布を有するからである。しかし、実施の形態６では、第２光線Ｌ１２の非常に狭い角度強度分布を、拡散反射部材１１０２により広げ、第１光線Ｌ１１の角度強度分布に近付けている。これにより、表示面１０１１ａ上での色むらの発生を抑制している。第２光線Ｌ１２は、レーザ発光素子を用いる第２光源１１０１から出射される光線である。第１光線Ｌ１１は、ＬＥＤ素子を用いる第１光源１０１８から出射される光線である。
【０２１５】
面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射した第１光線Ｌ１１と第２光線Ｌ１２との両方は、混合領域１０１５ｅを伝播することにより混ざり合って白色の光Ｌ１３となる。その後、白色の光Ｌ１３は、微小光学素子１０１６により液晶パネル１０１１に向けて面発光導光板１０１５から出射される。第１光線Ｌ１１は、シアン色の光線である。第２光線Ｌ１２は、赤色の光線である。混合領域１０１５ｅは、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃ近傍に設けられている。実施の形態６では、各色の光線（すなわち、第１光線Ｌ１１と第２光線Ｌ１２）は、同等の角度強度分布で面発光導光板１０１５内に入射する。したがって、面発光導光板１０１５から出射される照明光Ｌ１４は、ｘｙ平面において、色むらのない白色の面状光を出射することが可能となる。なお、制御部１０２１が光源駆動部１０２３を制御して、第１光線Ｌ１１の輝度と第２光線Ｌ１２の輝度との割合を調整することができる。
【０２１６】
液晶表示装置３００１が色再現範囲を広げるために表示色の色純度を高める場合、液晶パネル１０１１のカラーフィルタの透過波長帯域の幅を狭く設定しなければならない。しかし、透過波長帯域の幅を狭く設定すると、カラーフィルタを透過する光の透過光量は、減少する。このため、表示色の色純度を高めようとする場合、カラーフィルタを透過する光の透過光量の減少によって輝度が落ちるという問題が発生する。さらに、従来使用されていた蛍光ランプは、赤色領域の発光スペクトルのピークがオレンジ色の波長領域にある。同様に、黄色蛍光体を利用した白色のＬＥＤも、赤色領域の発光スペクトルのピークがオレンジ色の波長領域にある。すなわち、赤色領域の波長のピークは、赤色領域からずれたオレンジ色の領域にある。特に、赤色において色純度を高めようとすると、極めて透過光量が落ち、著しく輝度が低下してしまう。
【０２１７】
実施の形態６の液晶表示装置３００１においては、第１光源１０１８は、青緑色の第１光線Ｌ１１を出射するＬＥＤ素子を有している。青緑色の第１光線Ｌ１１は、青色と緑色の光とを混ぜている。また、第２光源１１０１は、赤色の第２光線Ｌ１２を出射する単一色のレーザ発光素子を有している。第２光線Ｌ１２のスペクトルは、例えば、６４０ｎｍ付近にピークを有する。また、第２光線Ｌ１２の波長幅は、半値全幅で１ｎｍと非常に狭く、色純度が高い。このように、第２光源１１０１が、赤色のレーザ発光素子を用いることにより、赤色の色純度を向上させることができる。すなわち、液晶表示装置３００１は、表示色の色再現範囲を広げることができる。
【０２１８】
なお、実施の形態６においては、第２光源１１０１が６４０ｎｍ付近にピークを有するレーザ発光素子を有する場合を説明したが、本発明は、これに限定されない。第２光源１１０１が、より短波長側の赤色レーザ発光素子を使用することにより、波長に対する視感度が上がる。このため、輝度／投入電力の比を向上することが可能となり、より消費電力の低減効果が得られる。また、より長波長側の赤色レーザ発光素子を使用することにより、色再現範囲を広げ色鮮やかな画像を提供することが可能となる。スペクトル幅が非常に狭く色純度を向上させることが可能なレーザ発光素子は、非常に狭い角度強度分布を有する。このレーザ発光素子と広い角度強度分布を有するＬＥＤ素子とから白色の面光源を生成する面光源装置においては、レーザ光の狭い角度強度分布のため、色むらが問題となる。しかし、実施の形態６における液晶表示装置３００１の面光源装置１１００は、第２光線Ｌ１２が拡散反射板１１０２を介すことにより、第２光線Ｌ１２の角度強度分布が第１光線Ｌ１１の角度強度分布と同等に広げられる。このため、色むらの無い白色の面光源が得られる。第２光線Ｌ１２は、レーザ素子で構成される第２光源１１０１から出射したレーザ光線である。第１光線Ｌ１１は、ＬＥＤ素子で構成される第１光源１０１８から出射するＬＥＤ光線である。
【０２１９】
なお、照明光Ｌ１４は、第１の光学シート１０１２及び第２光学シート１０１３などによって反射して−ｚ軸方向に進行する場合がある。照明光Ｌ１４は、面発光導光板１０１５から液晶パネル１０１１に向けて出射した光である。高輝度化、低消費電力化を実現するためには、それらの反射光を再び液晶パネル１０１１の照明光として利用する必要がある。実施の形態６の液晶表示装置３００１は、面発光導光板１０１５の−ｚ軸方向の側に光反射シート１０１７を備えている。光反射シート１０１７は、略−ｚ軸方向に進む光を略＋ｚ軸方向に向ける。これにより、液晶表示装置３００１は、効率的に光を利用することができる。
【０２２０】
《６−２》実施の形態６の動作
面光源装置１１００の点灯時には、第１光源１０１８及び第２光源１１０１のそれぞれから光線が出射される。
【０２２１】
第１光源１０１８から出射された第１光線Ｌ１１（例えば、シアン色）は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向かう方向（略＋ｘ軸方向）に進む。
【０２２２】
第２光源１１０１から出射された第２光線Ｌ１２（例えば、赤色）は、光拡散部材１１０２の拡散光反射面１１０２ａに照射され、第２光線Ｌ１２の角度強度分布の半値全角を増加させ、進行方向を面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向かう方向（略＋ｘ軸方向）に変える。
【０２２３】
面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射した第１光線Ｌ１１及び第２光線Ｌ１２は、混合領域１０１５ｅを伝播することにより混ざり合って白色の光となる。その後、第１光線Ｌ１１及び第２光線Ｌ１２は、微小光学素子１０１６における反射及び光反射シート１０１７による反射などを経て、面発光導光板１０１５の発光面１０１５ａから面状の照明光Ｌ１４として液晶パネル１０１１に向けて出射される。混合領域１０１５ｅは、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃの近傍に設けられている。実施の形態６では、各色の光線（すなわち、第１光線Ｌ１１及び第２光線Ｌ１２）は、同等の角度強度分布をもって面発光導光板１０１５内を伝播する。したがって、面発光導光板１０１５から出射される照明光Ｌ１４は、ｘｙ平面に平行な面内において色むらのない略均一な白色の面状光となる。なお、制御部１０２１が光源駆動部１０２３を制御して、第１光線Ｌ１１の強度と第２光線Ｌ１２の強度との割合を調整することによって、発光面１０１５ａの輝度及び色を調整することもできる。
【０２２４】
《６−３》実施の形態６の効果
以上に説明したように、実施の形態６の面光源装置１１００は、第１光源１０１８と、第２光源１１０１と、拡散反射部材１１０２とを備えている。第１光源１０１８は、面発光導光板１０１５の光入射面（側面）１０１５ｃに対向する位置に配置されている。第２光源１１０１は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃより背面１０１５ｂ側の位置に配置されている。拡散反射部材１１０２は、第２光線Ｌ１２を光入射面１０１５ｃに導く光路変更部材としての機能を有する。このように、実施の形態６の面光源装置１１００によれば、光路変更部材としての拡散反射部材１１０２を用いて第２光線Ｌ１２の進行方向を面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向かう方向に変えている。そのため、面発光導光板の厚み方向に並ぶ２種類の光源を面発光導光板の光入射面に対向して配置させた従来の構成に比べ、面発光導光板１０１５の厚みを薄くすることができる。
【０２２５】
なお、図１８においては、第２光源１１０１を第１光源１０１８よりも面発光導光板１０１５の背面１０１５ｂ側（−ｚ軸方向側）に配置した構成を示した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。図２３に示されるように、面光源装置１１１０は、第２光源１１１１を第１光源１０１８よりも＋ｚ軸方向側に配置している。つまり、面光源装置１１１０は、第２光源１１１１を面発光導光板１０１５の前面１０１５ａ側に配置している。また、面光源装置１１１０は、拡散反射部材１１１２を第１光源１０１８よりも＋ｚ軸方向側の適切な位置に配置している。つまり、面光源装置１１１０は、拡散反射部材１１１２を第１光源１０１８よりも光入射面１０１５ｃの前面側の適切な位置に配置している。また、図５０のように、拡散反射部材１１０２と面発光導光板１０１５との間に、拡散素子１１２０を備えても良い。
【０２２６】
また、実施の形態６の面光源装置１１００は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射する直前の第２光線Ｌ１２の角度強度分布を、光入射面１０１５ｃに入射する直前の第１光線Ｌ１１の角度強度分布に近付けるために、拡散反射部材１１０２を備えている。拡散反射部材１１０２は第２光線Ｌ１２の進行方向及び角度強度分布を変える光路変更部材としての機能を有する。このように、実施の形態６の面光源装置１１００によれば、光路変更部材としての拡散反射部材１１０２を用いて第２光線Ｌ１２の角度強度分布を第１光線Ｌ１１の角度強度分布に近付けるように増加させている。これにより、第１光線Ｌ１１が面発光導光板１０１５を介して発光面１０１５ａから出射される面状の照明光の面内輝度分布と、第２光線Ｌ１２が同じく面発光導光板１０１５を介して発光面１０１５ａから出射される面状の照明光の面内輝度分布との差が抑制され、面光源装置１１００の色むらを低減することができる。
【０２２７】
また、実施の形態６の面光源装置１１００を有する液晶表示装置３００１は、面発光導光板１０１５の厚みが薄くなるので、薄型化を実現できる。また、実施の形態６の面光源装置１１００を有する液晶表示装置３００１は、面光源装置１１００の色むらを低減することができるので、液晶パネル１０１１の表示面１０１１ａ上での色むらを低減し画質の向上を実現できる。
【０２２８】
実施の形態６によれば、制御部１０２１は、光源駆動部１０２３に、第２光線Ｌ１２の輝度と第１光線Ｌ１１の輝度を調整させる。制御部１０２１は、映像信号Ｓ３０に基づいて各光源の発光量を調整する。これにより、液晶表示装置３００１の消費電力を低減できる。
【０２２９】
また、液晶表示装置の光源に少なくとも１種類のレーザ発光素子を採用することにより、色再現領域を広げ色鮮やかでかつ色むらの無い画像を提供することが可能となる。
【０２３０】
さらに、第１光源１０１８を面発光導光板１０１５の側面に配置し、第２光源１１０１を面発光導光板１０１５の背面１０１５ｂ側に配置するによって、それぞれの光源が発する熱による周辺の局所的な温度上昇を緩和できる。これにより、周囲温度上昇による光源の発光効率の低下を抑制できる。
【０２３１】
上記説明では、実施の形態６の液晶表示装置３００１及び面光源装置１１００は、異なる位置に配置された２つの光源から出射した光が面発光導光板１０１５の短辺の側面（光入射面１０１５ｃ）から入射する構成を採用している。しかし、第１光源１０１８及び第２光源１１０１の配列、拡散反射部材１１０２の位置、微小光学素子１０１６の配列及び形状などを適切に変更することによって、面発光導光板１０１５の長辺の端面を光入射面とすることも可能である。
【０２３２】
また、実施の形態６の液晶表示装置３００１及び面光源装置１１００は、第１光源１０１８及び第２光源１１０１を別個の構成としている。このため、光源駆動部１０２３は、画像信号Ｓ３０に基づいて第１光源１０１８及び第２光源１１０１の出力を個別に制御することができる。このため、消費電力を低減できる。また、液晶表示装置３００１は、迷光を低減してコントラストを向上させることができる。なお、迷光とは、光学機器内で、正規の光路以外をたどる光のことで、希望する用途に有害な光である。
【０２３３】
《６−４》実施の形態６の変形例
実施の形態６の液晶表示装置３００１は、第１光源１０１８に青緑色のＬＥＤ素子を備える構成とし、第２光源１１０１に赤色のレーザ発光素子を備える構成とした。しかし、本発明は、これに限るものではない。例えば、異なる複数の光源を備える液晶表示装置において、少なくとも１種類の広い角度強度分布を有する光源と他の少なくとも１種類の狭い角度強度分布を有する光源とを備える場合に、本発明を適用可能である。
【０２３４】
例えば、第１光源１０１８に青緑色の光を放射する蛍光ランプを備え、第２光源１１０１に赤色のレーザ発光素子を備えて白色を生成する構成を採用することができる。また、第１光源１０１８に青色と赤色のＬＥＤ素子を備え、第２光源１１０１に緑色のレーザ発光素子を備えて白色を生成する構成とすることもできる。
【０２３５】
さらに、第１光源１０１８に緑色のＬＥＤ素子を用い、第２光源１１０１に青色のレーザ発光素子と赤色のレーザ発光素子とを用いることもできる。
【０２３６】
また、上記説明では、面光源装置１１００を液晶表示装置３００１のバックライトユニットとして用いた場合について説明したが、面光源装置を照明用などの他の用途に用いてもよい。
【０２３７】
《７》実施の形態７．
《７−１》実施の形態７の構成
図２４は、実施の形態７の液晶表示装置３００２（面光源装置１２００を含む）の構成を概略的に示す断面図である。面光源装置１２００は、面発光導光板１０１５、光反射シート１０１７、シリンドリカルミラー１２０２、第１光源１０１８、及び第２光源１２０１を有する。面光源装置１３００は、面発光導光板１０１５、光反射シート１０１７、光反射部材１３０２、第１光源１０１８、及び第２光源１３０１を有する。面光源装置１４００は、面発光導光板１０１５、光反射シート１０１７、光反射ミラー１４０２、第１光源１０１８、及び第２光源１４０１を有する。面光源装置１５００は、面発光導光板１０１５、光反射シート１０１７、シリンドリカルミラー１５０２、光反射ミラー１５０３、第１光源１０１８、及び第２光源１５０１を有する。また、図２５は、図２４に示される面光源装置１２００の光反射部材としてのシリンドリカルミラー１２０２の構成を概略的に示す斜視図である。図２４及び図２５において、図１８に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。実施の形態７の液晶表示装置３００２及び面光源装置１２００は、実施の形態６における第２光源１１０１及び拡散反射部材１１０２に代えて、第２光源１２０１及びシリンドリカルミラー１２０２を備えた点が、実施の形態６の液晶表示装置３００１及び面光源装置１１００と相違する。第２光源１２０１及びシリンドリカルミラー１２０２を変更した点以外の点については、実施の形態７の液晶表示装置３００２及び面光源装置１２００は、実施の形態６の液晶表示装置３００１及び面光源装置１１００と同じである。なお、第２光源１２０１は、第２光源１１０１に対して配置が異なっているが、光源自体は異なるところが無く、同じである。
【０２３８】
第１光源１０１８は、第１光線Ｌ２１を出射する。第１光線Ｌ２１は、例えば、青緑色である。第２光源１２０１は、実施の形態６における第２光源１１０１と同じ構成を有する。第２光源１２０１は、第２光線Ｌ２２を出射する。第２光線Ｌ２２は、例えば、赤色である。第１光線Ｌ２１は、第１光源１０１８から光入射面１０１５ｃに向けて略＋ｘ軸方向に進行する。第２光線Ｌ２２は、第２光源１２０１から略＋ｚ軸方向に進行する。その後、第２光線Ｌ２２は、シリンドリカルミラー１２０２によって反射され、略＋ｘ軸方向に進行方向を変える。シリンドリカルミラー１２０２は、光入射面１０１５ｃにおける第２光線Ｌ２２の断面のサイズを、光入射面１０１５ｃにおける第１光線Ｌ２１の断面のサイズに近付ける機能を持つように構成することもできる。断面のサイズとは、光入射面１０１５ｃのｚ軸方向の長さ、つまり、面発光導光板１０１５の厚みである。第１光線Ｌ２１及び第２光線Ｌ２２の両方は、共に面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射する。第１光線Ｌ２１及び第２光線Ｌ２２は、混合領域１０１５ｅで混ざり合い、白色の混合光線Ｌ２３となる。混合領域１０１５ｅは、面発光導光板１０１５内の光入射面１０１５ｃ近傍の領域である。
【０２３９】
図２４及び図２５に示されるように、シリンドリカルミラー１２０２の光反射面１２０２ａは、ｚｘ平面に平行な面で切る断面形状が、光反射面１２０２ａで凹形状の円弧状である。光反射面１２０２ａで凹形状の円弧状とは、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに内側を向ける円弧状である。シリンドリカルミラー１２０２は、第１の光反射部材である。ｚｘ平面に平行な面とは、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃの長手方向（ｙ軸方向）に直交する面である。また、光反射面１２０２ａは、ｘｙ平面に平行な面で切る断面形状が長手方向（ｙ軸方向）に延びる直線状である。ｘｙ平面に平行な面は、面発光導光板１０１５の発光面１０１５ａに平行な面である。光反射面１２０２ａは、ｚｘ平面に平行な面で切る断面形状は、凹状の面である。光反射面１２０２ａは、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに面している。図２４及び図２５に示される例では、シリンドリカルミラー１２０２の光反射面１２０２ａは、円筒を軸方向（ｙ軸方向）に平行な面で１／ｎに分割したｎ分の１円筒形状の光反射面１２０２ａを含んでいる。ｎは１より大きい値である。ここで、円筒とは断面が楕円の筒形状も含んでいる。シリンドリカルミラー１２０２の内側の凹面である光反射面１２０２ａには、光を反射する金属膜の層が設けられている。光反射面１２０２ａの各位置における接線方向は、位置に応じて変化する。そのため、シリンドリカルミラー１２０２の光反射面１２０２ａに、大きさを有する平行光が入射すると、入射位置に応じて異なる出射角度でシリンドリカルミラー１２０２の光反射面１２０２ａから反射される。大きさを有する平行光とは光束のことである。また、図２４では、シリンドリカルミラー１２０２の光反射面１２０２ａを、凹形状の反射面としたが、凸形状の反射面で構成することも可能である。凸形状の反射面でも光線を拡散する効果を得ることができる。
【０２４０】
実施の形態７において、第２光源１２０１は、シリンドリカルミラー１２０２の光反射面１２０２ａと対向して配置されている。また、シリンドリカルミラー１２０２の光反射面１２０２ａは、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃとも対向して配置されている。実施の形態７におけるシリンドリカルミラー１２０２は、楕円の１／４円筒形状であり、その凹面側を光反射面１２０２ａとしている。楕円とは、２定点からの距離の和が一定である点の集合である。シリンドリカルミラー１２０２の基材は、アクリル樹脂（例えば、ＰＭＭＡ）であり、その光反射面１２０２ａは、アルミニウムを蒸着した面である。ただし、シリンドリカルミラー１２０２を構成する材料及び形状は、この例に限定されない。例えば、基材に加工性に優れた他の樹脂や金属を採用してもよい。また、光反射面１２０２ａに蒸着する金属膜に、銀又は金などの反射率の高い他の金属を採用してもよい。
【０２４１】
実施の形態７の液晶表示装置３００２は、異なる位置に配置された２つの光源から出射した光が面発光導光板１０１５の短い側面（光入射面１０１５ｃ）から入射する構成をしている。しかし、光源の配列、シリンドリカルミラー１１０２の位置及び微小光学素子１０１６の配列などを適切に設計することで、面発光導光板１０１５の長い側面を光入射面とすることも可能である。
【０２４２】
《７−２》実施の形態７の動作
面光源装置１２００の点灯時には、第１光源１０１８及び第２光源１２０１のそれぞれから光線が出射される。
【０２４３】
第１光源１０１８から出射される広い角度強度分布を有する第１光線Ｌ２１は、直接面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射する。
【０２４４】
第２光源１２０１から略＋ｚ軸方向に出射される第２光線Ｌ２２は、シリンドリカルミラー１２０２の光反射面１２０２ａに入射する。第２光源１２０１から出射された第２光線Ｌ２２は、狭い角度強度分布を有する。例えば、第２光線Ｌ２２の全角は、５°である。また、第２光線Ｌ２２は、ｚｘ平面において大きさを持つ。第２光線Ｌ２２が大きさを持つとは、第２光線Ｌ２２が図２４のｘ軸方向にある程度の太さの光束径を有することである。第２光線Ｌ２２は、ｚｘ平面において曲率を有するシリンドリカルミラー１２０２の光反射面１２０２ａに入射する。このことにより、第２光線Ｌ２２は、その光反射面１２０２ａ上の入射位置に応じて異なる角度でシリンドリカルミラー１２０２から出射される。すなわち、第２光線Ｌ２２は、第２光源１２０１から出射される際、狭い全角を持つ角度強度分布を有する。第２光線Ｌ２２は、シリンドリカルミラー１２０２を介すことにより、第１光線Ｌ２１と同等の広い全角を持つ角度強度分布の光線に変換される。第１光線Ｌ２１は、第１光源１０１８から出射される光線である。シリンドリカルミラー１２０２から出射された第２光線Ｌ２２は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射する。
【０２４５】
面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射した第１光線Ｌ２１（例えば、シアン色）及び第２光線Ｌ２２（例えば、赤色）は、混合領域１０１５ｅを伝播することにより混ざり合って白色の光（混合光線）Ｌ２３となる。混合領域１０１５ｅは、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃの近傍に設けられる領域である。その後、第１光線Ｌ２１及び第２光線Ｌ２２は、微小光学素子１０１６における反射及び光反射シート１０１７による反射などを経て、面発光導光板１０１５の発光面１０１５ａから面状の照明光Ｌ２４として液晶パネル１０１１に向けて出射される。実施の形態７では、各色の光線（すなわち、第１光線Ｌ２１及び第２光線Ｌ２２）は、同等の角度強度分布をもって面発光導光板１０１５内を伝播する。したがって、面発光導光板１０１５から出射される照明光Ｌ２４は、ｘｙ平面に平行な面内において色むらのない略均一な白色の面状光となる。なお、制御部１０２１が光源駆動部１０２３を制御して、第１光線Ｌ２１の強度と第２光線Ｌ２２の強度との割合を調整することによって、発光面１０１５ａの輝度及び色を調整することもできる。
【０２４６】
《７−３》実施の形態７の効果
以上に説明したように、実施の形態７の面光源装置１２００は、第１光源１０１８と、第２光源１２０１と、シリンドリカルミラー１２０２とを備えている。第１光源１０１８は、面発光導光板１０１５の光入射面（側面）１０１５ｃに対向する位置に配置されている。第２光源１２０１は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃより背面１０１５ｂ側の位置に配置されている。シリンドリカルミラー１２０２は、第２光線Ｌ２２を光入射面１０１５ｃに導く光路変更部材としての機能を有する光反射部材である。このように、実施の形態７の面光源装置１２００によれば、シリンドリカルミラー１２０２によって第２光線Ｌ２２の進行方向を面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向かう方向に変えている。このため、面発光導光板の厚み方向に並ぶ２種類の光源を面発光導光板の光入射面に対向して配置させた従来の構成に比べ、面発光導光板１０１５の厚みを薄くすることができる。
【０２４７】
また、実施の形態７の面光源装置１２００は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射する直前における第２光線Ｌ２２の角度強度分布を、光入射面１０１５ｃに入射する直前における第１光線Ｌ２１の角度強度分布に近付ける。このために、面光源装置１２００は、シリンドリカルミラー１２０２を備えている。シリンドリカルミラー１２０２は、第２光線Ｌ２２の進行方向及び角度強度分布を変える機能を有する。このように、実施の形態７の面光源装置１２００は、シリンドリカルミラー１２０２を用いて第２光線Ｌ２２の角度強度分布を第１光線Ｌ２１の角度強度分布に近付けるように増加させている。これにより、第１光線Ｌ２１が面発光導光板１０１５を介して発光面１０１５ａから出射される面状の照明光の面内輝度分布と、第２光線Ｌ２２が同じく面発光導光板１０１５を介して発光面１０１５ａから出射される面状の照明光の面内輝度分布との差が抑制される。これにより、面光源装置１２００は、色むらを低減できる。
【０２４８】
また、面発光導光板１０１５の厚みが薄くなるので、実施の形態７の面光源装置１２００を有する液晶表示装置３００２は、薄型化を実現できる。また、実施の形態７の面光源装置１２００を有する液晶表示装置３００２は、面光源装置１２００の色むらを低減することができる。このため、液晶表示装置３００２は、液晶パネル１０１１の表示面１０１１ａ上での色むらを低減し画質の向上を実現できる。
【０２４９】
また、実施の形態７は、シリンドリカルミラー１２０２の曲率を適切に決定することにより、第２光線Ｌ２２の角度強度分布を細かく制御することが可能である。そのため、第１光源１０１８の角度強度分布と第２光源１２０１の角度強度分布の同等性を高めることが可能である。これにより、色むらがより一層抑制された高画質な画像を提供することができる。また、シリンドリカルミラー１２０２の曲率を適切に決定することにより、出射した光量に対する面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射する光量の割合を高めることが可能となる。これにより、消費電力の低減効果を得ることができる。
【０２５０】
また、実施の形態７の液晶表示装置３００２は、面発光導光板１０１５の側面と面発光導光板１０１５の背面の２箇所に光源を備えている。これにより、液晶表示装置３００２は、厚み（ｚ軸方向の寸法）の増加を抑えて光源の数を増やすことができる。
【０２５１】
また、実施の形態７の液晶表示装置３００２は、第１光源１０１８及び第２光源１２０１を分けて配置する。これにより、光源駆動部１０２３は、第１光源１０１８及び第２光源１２０１を別々に制御することが容易である。光源駆動部１０２３は、画像信号に基づいて第１光源１０１８及び第２光源１２０１の出力を個別に制御することができる。これにより、消費電力を低減できる。また、迷光を低減してコントラストを向上させることができる。なお、「迷光」とは、光学機器内で、正規の光路以外をたどる光のことで、結像に有害な光である。
【０２５２】
《７−４》実施の形態７の他の例
図２６は、実施の形態７の液晶表示装置における面光源装置１３００の光反射部材１３０２の他の例を概略的に示す断面図である。また、図２７は、図２６に示される面光源装置１３００の光反射部材１３０２の構成を拡大して示す断面図である。図２６及び図２７において、図２４に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図２６及び図２７に示される面光源装置１３００は、図２４に示される第２光源１２０１及びシリンドリカルミラー１２０２に代えて、第２光源１３０１及び断面波形状の光反射ミラー１３０２を備えた点が、図２４に示される面光源装置１２００と相違する。断面波形状とは、凸状部と凹状部とが交互に連続する形状である。つまり、光反射部材１３０２は、凸状部と凹状部とが交互に連続する光反射面を有する。第２光源１３０１及び光反射ミラー１３０２が異なる点以外の点については、図２６及び図２７に示される面光源装置１３００は、図２４に示される面光源装置１２００と同じである。なお、第２光源１３０１は第２光源１２０１と異なる符号を付したが、光源自体は同じである。
【０２５３】
図２６及び図２７に示される面光源装置１３００において、第２光源１３０１は、図２４における第２光源１２０１と同じ構造を持つ。また、第２光源１３０１から略＋ｚ軸方向に出射される第２光線Ｌ３２は、光反射ミラー１３０２の光反射面１３０２ａに入射する。第２光源１３０１から出射された第２光線Ｌ３２は、狭い角度強度分布を有している。第２光線Ｌ３２の角度強度分布は、例えば半値全角が５°である。また、第２光線Ｌ３２は、ｚｘ平面において大きさを持つ。第２光線Ｌ３２の大きさとは、図２６のｘ軸方向にある程度の太さの光束径を有することである。第２光線Ｌ３２は、ｚｘ平面において曲率を有する光反射ミラー１３０２の光反射面１３０２ａに入射する。このことにより、第２光線Ｌ３２は、その光反射面１３０２ａ上の入射位置に応じて異なる角度で光反射ミラー１３０２から出射される。すなわち、狭い角度強度分布を有する第２光線Ｌ３２は、光反射ミラー１３０２の光反射面１３０２ａを介すことにより、第１光線Ｌ３１と同等の広い角度強度分布を有する光に変換される。第２光線Ｌ３２は、第２光源１３０１から出射される光線である。第１光線Ｌ３１は、第１光源１０１８から出射される光線である。光反射ミラー１３０２の光反射面１３０２ａから出射された第２光線Ｌ３２は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射する。
【０２５４】
以上に説明した面光源装置１３００によれば、断面波形状の光反射ミラーによって第２光線Ｌ３２の進行方向を面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向かう方向に変えている。これにより、面発光導光板の厚み方向に並ぶ２種類の光源を面発光導光板の光入射面に対向して配置させた従来の構成に比べ、面発光導光板１０１５の厚みを薄くすることができる。
【０２５５】
また、面光源装置１３００によれば、第２光線Ｌ３２の角度強度分布を第１光線Ｌ３１の角度強度分布に近付けるように増加させている。これにより、第１光線Ｌ３１が面発光導光板１０１５を介して発光面１０１５ａから出射される面状の照明光の面内輝度分布と、第２光線Ｌ３２が同じく面発光導光板１０１５を介して発光面１０１５ａから出射される面状の照明光の面内輝度分布との差が抑制される。これにより、面光源装置１３００は色むらを低減できる。
【０２５６】
また、面発光導光板１０１５の厚みが薄くなるので、実施の形態７の面光源装置１３００を有する液晶表示装置は、薄型化を実現できる。面光源装置１３００を有する液晶表示装置３００２は、面光源装置１３００の色むらを低減することができる。これにより、液晶パネル１０１１の表示面１０１１ａ上での色むらを低減し画質の向上を実現できる。
【０２５７】
《７−５》実施の形態７のさらに他の例
図２８は、実施の形態７の液晶表示装置における面光源装置１４００の光反射部材を概略的に示す断面図である。図２８において、図２４に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図２８に示される面光源装置１４００は、図２４に示される第２光源１２０１及びシリンドリカルミラー１２０２に代えて、第２光源１４０１及び断面多角形状の連続する光反射面を有する光反射ミラー１４０２を備えた点が、図２４に示される面光源装置１２００と相違する。断面多角形状とは、断面がシリンドリカルミラーのように曲面ではなく、複数の直線で構成される多角形の形状である。第２光源１４０１及び光反射ミラー１４０２が異なる点以外の点については、図２８に示される面光源装置２４００は、図２４に示される面光源装置１２００と同じである。なお、第２光源１４０１は符号が第２光源１２０１と異なるが、光源自体は同じである。図２８において、Ｌ４１は、第１光源１０１８からの第１光線であり、上記第１光線Ｌ１１と同種の光線である。また、Ｌ４２は第２光源１４０１からの第２光線であり、上記第１光線Ｌ１２と同種の光線である。
【０２５８】
面光源装置１４００において、光反射面１４０２ａは、ｚｘ平面に平行な面で切る断面形状が多角形の一部を構成する複数の線分を円弧状に配列して組合せた形状である。ｚｘ平面は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃの長手方向（ｙ軸方向）に直交する面である。光反射ミラー１４０２は、第１の光反射部材である。光反射面１４０２ａは、第１の光反射面である。ｘｙ平面に平行な面で切る光反射面１４０２ａの断面形状は直線状である。ｘｙ平面は、発光面１０１５ａに平行な面である。光反射面１４０２ａは、凹状の光反射面を有している。凹状の光反射面とは、光反射面１４０２ａが、光入射面１０１５ｃに面しているため、光入射面１０１５ｃに面した面が凹形状であることを示す。図２８の例によっても、図２４の場合と同様の効果を得ることができる。
【０２５９】
《７−６》実施の形態７のさらに他の例
図２９は、実施の形態７の液晶表示装置における面光源装置１５００の光反射部材を概略的に示す断面図である。図２９において、図２４に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図２９に示される面光源装置１５００は、第２光源１５０１及びシリンドリカルミラー１５０２に加えて、円筒状凸面の光反射面１５０３ａを持つ光反射ミラー１５０３を有する点が、図２４に示される面光源装置１２００と相違する。シリンドリカルミラー１５０２は、円筒状凹面の光反射面１５０２ａを持つ。光反射ミラー１５０３を有す点で異なる以外の点については、図２９に示される面光源装置１５００は、図２４に示される面光源装置１２００と同じである。なお、第２光源１５０１は、符号が第２光源１２０１と異なるが、光源自体は同じである。また、シリンドリカルミラー１５０２は、符号がシリンドリカルミラー１２０２と異なるが、曲面形状が異なる点以外は、シリンドリカルミラー１２０２と同じである。図２９において、Ｌ５１は、第１光源１０１８からの第１光線であり、上記第１光線Ｌ１１と同種の光線である。また、Ｌ５２は第２光源１５０１からの第２光線であり、上記第１光線Ｌ１２と同種の光線である。また、シリンドリカルミラー１５０２は、図２４におけるシリンドリカルミラーと同様の形状を持つ。
【０２６０】
面光源装置１５００において、光反射ミラー１５０３の光反射面１５０３ａは、ｚｘ平面に平行な面で切る断面形状が円弧状の形状である。ｚｘ平面は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃの長手方向（ｙ軸方向）に直交する面である。光反射面１５０３ａは、ｘｙ平面に平行な面で切る断面形状が直線状である。ｘｙ平面は、発光面１０１５ａに平行な面である。光反射面１５０３ａは、凸状の光反射面１５０３ａを有している。光反射面１５０３ａは光入射面１０１５ｃに面している。図２９の例によっても、図２４の場合と同様の効果を得ることができる。
【０２６１】
図２９の場合には、第２光線Ｌ５２を光反射面１５０３ａで反射させ、その後、光反射面１５０２ａで反射させて面発光導光板１０１５に向けて出射する。しかし、さらに多くの回数、円筒状凹面の光反射面と円筒状凸面の光反射面の反射を繰り返す構成としてもよい。シリンドリカルミラーなどのように、円筒状凹面の光反射面又は円筒状凸面の光反射面における反射により、狭い角度強度分布を有する第２光線Ｌ５２は、より広く乱雑な角度強度分布を有する光となる。ただし、光反射面内での反射回数が多い程、反射膜における吸収による光損失が大きくなることを考慮し反射回数を適切に設定する必要がある。
【０２６２】
シリンドリカルミラー１５０２及び光反射ミラー１５０３の何れも、第２光源１５０１から出射される第２光線Ｌ５２の角度強度分布やｚｘ平面における光径、あるいは、面発光導光板１０１５の厚みなどを考慮し設計される。このようなミラーの設計により、第２光源１５０１の角度強度分布をよりきめ細やかに制御することが可能となる。そのため、図２９の例によれば、第１光線Ｌ５１の角度強度分布と第２光線Ｌ５２の角度強度分布の同等性を高めることが可能となる。第１光線Ｌ５１は、第１光源１０１８から出射される光線である。第２光線Ｌ５２は、第２光源１５０１から出射される光線である。これにより、一層色むらが抑制された高画質な画像を提供することができる。また、図２９の例によれば、シリンドリカルミラーから出射した光量に対する光入射面１０１５ｃから面発光導光板１０１５に入射する光量の割合を高めることが可能となる。これにより、消費電力を低減することができる。
【０２６３】
また、シリンドリカルミラー１５０２及び光反射ミラー１５０３は何れも、その基材にアクリル樹脂（例えば、ＰＭＭＡ）やポリカーボネートなどの加工性の高い樹脂や金属を採用することができる。また、その光反射面は、例えば、アルミニウム、又は、金、又は、銀の層により形成することができる。
【０２６４】
《８》実施の形態８．
《８−１》実施の形態８の構成
図３０は、実施の形態８の液晶表示装置３００６（面光源装置１６００を含む）の構成を概略的に示す断面図である。面光源装置１６００は、面発光導光板１０１５、光反射シート１０１７、導光部材１６１０、シリンドリカルミラー１６０２、第１光源１０１８、第２光源１６０１を有する。面光源装置１７００は、面発光導光板１０１５、光反射シート１０１７、導光部材１７１０、シリンドリカルミラー１７０２、第１光源１０１８、第２光源１６０１を有する。また、面光源装置１８００は、面発光導光板１０１５、光反射シート１０１７、導光部材１８１０、シリンドリカルミラー１８０２、光反射ミラー１８０３、第１光源１０１８、第２光源１８０１を有する。また、図３１は、図３０に示される面光源装置（バックライトユニット）１６００の面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃ近傍の構成を示す図である。図３０及び図３１において、図１８に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。実施の形態８の液晶表示装置３００６及び面光源装置１６００は、実施の形態６（又は７）における第２光源１１０１，１１１１（又は構成１２０１，１３０１，１４０１，１５０１）及び拡散反射部材１１０２，１１１２（又は構成１２０２，１３０２，１４０２，１５０２及び１５０３）に代えて、第２光源１６０１、光源用導光部材１６１０、及びシリンドリカルミラー１６０２を備えた点が、実施の形態６（又は７）の液晶表示装置３００１，３０１１（又は３００２）及び面光源装置１１００，１１１２（又は、１２００，１３００，１４００，１５００）と相違する。拡散反射部材１１０２，１１１２は、光路変更部材としての機能を有する。シリンドリカルミラー１６０２は、光反射部材としての機能を有する。第２光源１６０１、光源用導光部材１６１０及びシリンドリカルミラー１６０２の異なる点以外の点については、実施の形態８の液晶表示装置３００６及び面光源装置１６００は、実施の形態６（又は７）の液晶表示装置３００１（又は３００２）及び面光源装置１１００（又は、１２００，１３００，１４００，１５００）と同じである。なお、第２光源１６０１の符号は第２光源１１０１，１１１１と異なるが、光源としては同じである。
【０２６５】
図３０及び図３１に示されるように、実施の形態８の液晶表示装置３００６は、液晶パネル１０１１と、第１の光学シート１０１２と、第２の光学シート１０１３と、面発光導光板１０１５と、微小光学素子１０１６と、光反射シート１０１７と、第１光源１０１８と、第２光源１６０１と、光源用導光部材１６１０と、シリンドリカルミラー１６０２とを有している。これらの構成１０１１，１０１２，１０１３，１０１５，１０１６，１０１７，１６１０は、液晶表示装置３００６の厚み方向（−ｚ軸方向）に順に配列されている。
【０２６６】
第１光源１０１８は、面発光導光板１０１５の光入射面（側面）１０１５ｃのｚ軸方向の長さの範囲内に配置されている。光入射面１０１５ｃのｚ軸方向の長さとは、面発光導光板１０１５の厚みを示す。第１光源１０１８から出射された第１光線Ｌ６１は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向けて（略＋ｘ軸方向に）進行し、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射する。第１光源１０１８は、例えば、複数のＬＥＤ素子を直線状に等間隔で並べた光源装置である。ただし、第１光源１０１８の構成は、このような構成に限定されず、他の構成の光源装置とすることもできる。
【０２６７】
第２光源１６０１は、実施の形態６における第２光源１１０１と同様に、複数のレーザ発光素子を直線上に等間隔で並べた光源装置である。ただし、第２光源１６０１の構成は、このような構成に限定されず、他の構成の光源装置とすることもできる。第２光源１６０１は、光反射シート１０１７の裏面側（−ｚ軸方向）に配置されている。また、第２光源１６０１は、光源用導光部材１６１０の光入射端１６１０ａに対向して配置されている。
【０２６８】
光源用導光部材１６１０は、導光部１６１１と、光折返し部１６１２とから構成される。導光部１６１１は、ｘｙ平面に平行に配置された直方体の板状部である。光折返し部１６１２は、ｘｙ平面に平行に配置された三角柱状の部分である。光源用導光部材１６１０は、例えば、厚み１ｍｍの板状の部材である。光源用導光部材１６１０は、例えば、ＰＭＭＡなどのアクリル樹脂からなる透明材料で作製されている。ただし、光源用導光部材１６１０の形状、大きさ、配置は、図示の例に限定されない。
【０２６９】
第２光線Ｌ６２は、例えば、半値全角が５°である角度強度分布を有する。第２光線Ｌ６２の全てが、光源用導光部材１６１０の傾斜端面１６１０ｂにおいて全反射するように、傾斜端面１６１０ｂに対する第２光線Ｌ６２の入射角を調整する。このことにより、光損失を抑制することができる。例えば、屈折率１．４９のアクリル樹脂部材から屈折率１．００の空気層に光線が入射する場合には、全反射条件を満足する臨界角θｔは、スネルの法則から、
θｔ＝ｓｉｎ−１（１．００／１．４９）≒４２．１６°
となる。したがって、角度強度分布の半値全角が５°（半角は２．５°）である第２光線Ｌ６２が傾斜端面１６１０ｂに入射する場合には、傾斜端面１６１０ｂに対する第２光線Ｌ６２の入射角は、（θｔ＋２．５）°を満たすように、４４．７°以上とすることが望ましい。
【０２７０】
図３０及び図３１に示されるように、光源用導光部材１６１０は、光入射端１６１０ａと、傾斜端面１６１０ｂと、光出射面１６１０ｃとを有している。傾斜端面１６１０ｂは、シリンドリカルミラー１６０２の光反射面１６０２ａに対向している。傾斜端面１６１０ｂは、ｘｙ平面に対して略４５°の角度で傾斜している。光源用導光部材１６１０の傾斜端面１６１０ｂは、第２光線Ｌ６２の進行方向を−ｘ軸方向から略＋ｚ軸方向に変更する。すなわち、第２光線Ｌ６２は、傾斜端面１６１０ｂにおいて光源用導光部材１６１０と空気層との界面においてその屈折率差により反射し、進行方向を略＋ｚ軸方向に変える。
【０２７１】
第２光源１６０１から出射した第２光線Ｌ６２は、光源用導光部材１６１０の光入射端１６１０ａから光源用導光部材１６１０の中に入射する。その後第２光線Ｌ６２は、光源用導光部材１６１０と空気層との界面で全反射を繰り返して、光源用導光部材１６１０内を−ｘ軸方向に進行（伝播）して傾斜端面１６１０ｂに達する。その後第２光線Ｌ６２は、傾斜端面１６１０ｂで反射して略＋ｚ軸方向に進行方向を変える。進行方向を変えた第２光線Ｌ６２は、光出射面１６１０ｃから出射する。その後第２光線Ｌ６２は、シリンドリカルミラー１６０２で反射して面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射する。
【０２７２】
シリンドリカルミラー１６０２の光反射面１６０２ａは、図２４に示されるシリンドリカルミラー１２０２の光反射面１２０２ａと同様の形状及び機能を持つ。光出射面１６１０ｃから出射した第２光線Ｌ６２は、シリンドリカルミラー１６０２の光反射面１６０２ａに向かって進み、光反射面１６０２ａで反射して、進行方向を面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向ける（略＋ｘ軸方向に向ける）。シリンドリカルミラー１６０２の光反射面１６０２ａで反射した第２光線Ｌ６２の角度強度分布の半値全角は増加して、第１光線Ｌ６１の角度強度分布の半値全角に近付けられる。
【０２７３】
面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射した第１光線Ｌ６１及び第２光線Ｌ６２は、混合領域１０１５ｅで混ざり合い、混合光線Ｌ６３となる。光反射シート１０１７は、面発光導光板１０１５の背面１０１５ｂに対向して配置されている。混合光線Ｌ６３のうちの面発光導光板１０１５の背面１０１５ｂから出射した光は、光反射シート１０１７で反射して折り返され、面発光導光板１０１５の背面１０１５ｂに向けて進み、面発光導光板１０１５を通過して、発光面１０１５ａから液晶パネル１０１１の背面１０１１ｂに向けて照明光Ｌ６４として出射される。また、混合光線Ｌ６３のうち、微小光学素子１０１６に入射した光線も、照明光Ｌ６４として出射される。
【０２７４】
なお、上記の説明では、光源用導光部材１６１０の傾斜端面１６１０ｂは、ｘｙ平面に対して略４５°の角度で傾斜するが、本発明は、これに限られるものではない。
第２光線Ｌ６２の最適な光路を作るために、傾斜端面１６１０ｂのｘｙ平面に対する傾斜角を変更してもよい。第２光線Ｌ６２の最適な光路は、傾斜端面１６１０ｂに対する第２光線Ｌ６２の入射角、また、光出射面１６１０ｃ、シリンドリカルミラー１６０２、面発光導光板１０１５との位置関係や配置角度の関係により決まる。
【０２７５】
また、第２光線Ｌ６２に対する傾斜端面１６１０ｂの配置及び角度の関係と、第２光線Ｌ６２に対するシリンドリカルミラー１６０２の配置及び角度の関係と、第２光線Ｌ６２に対する面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃの配置及び角度の関係とを最適化するために、傾斜端面１６１０ｂの傾斜角の調整に代えてシリンドリカルミラー１６０２の配置及び角度を調整してもよい。
【０２７６】
また、実施の形態８における光源用導光部材１６１０の薄型化は、シリンドリカルミラー１６０２の小型化につながる。さらには、面発光導光板１０１５の薄型化にもつながる。そのため、厚みの薄い光源用導光部材１６１０を用いることが望ましい。しかし、厚みを薄くすると光源用導光部材１６１０の剛性が低下する。このため、光源用導光部材１６１０の剛性が低下しすぎない範囲で、薄型化することが望ましい。
【０２７７】
また、光源用導光部材１６１０からシリンドリカルミラー１６０２に向かって出射される第２光線Ｌ６２は、ｚｘ平面において、光源用導光部材１６１０の厚みと同等の大きさを有する。また、図３１に示されるように、第２光線Ｌ６２は、光源用導光部材１６１０を進行して光源用導光部材１６１０の光出射端１６１０ｃから出射される。光出射端１６１０ｃから出射された光は、第２光源１６０１から出射された直後の角度強度分布と同じ角度強度分布を持つ光線を出射する。さらに、光出射端１６１０ｃから出射される光は、傾斜端面１６１０ｂの反射位置に応じて、光出射端１６１０ｃの任意の領域から出射される。つまり、第２光源１６０１から出射された直後の角度強度分布と同じ角度強度分布を持つ光線が光出射端１６１０ｃの任意の領域から出射される。この場合、第２光線Ｌ６２は、出射した光出射端１６１０ｃの位置に応じて、ｚｘ平面位置において円弧状のシリンドリカルミラー１６０２の接線方向が変化する。そのため、光出射端１６１０ｃから同じ角度でシリンドリカルミラー１６０２に入射した光でも、シリンドリカルミラー１６０２の光反射面１６０２ａの接線と成す角度が異なるため、異なる出射角度で光反射面１６０２ａから反射される。そのため本実施の形態では、第２光源１６０１の角度強度分布をさらに広げることができる。
【０２７８】
なお、光源用導光部材１６１０は、透明部材に限定されない。光源用導光部材１６１０の機能は、第２光線Ｌ６２をシリンドリカルミラー１６０２に導くことである。第１光線Ｌ６１は、第１光源１０１８から出射した光線である。第２光線Ｌ６２は、第２光源１６０１から出射した光線である。この機能を持つ構成であれば、光源用導光部材１６１０は、別の構成としていてもよい。例えば、傾斜端面１６１０ｂを、第２光源１６０１側を向く光反射ミラーとしてもよい。また、光源用導光部材１６１０を、導光部１６１１と光折返し部１６１２の代わりの平面ミラーで構成してもよい。
【０２７９】
また、実施の形態８では、光源用導光部材１６１０の直後に光路変更部材としてのシリンドリカルミラー１６０２を備える構成としたが、本発明は、これに限るものではない。実施の形態７（図２６、図２８、図２９）に記載した他の形状のミラーなどを採用してもよい。また、シリンドリカルミラー１６０２の変わりに、実施の形態６における拡散反射部材１１０２を採用してもよい。
【０２８０】
さらに、実施の形態８の液晶表示装置３００６は、異なる位置に配置された２つの光源から出射した光が面発光導光板１０１５の短い側面から入射する構成をしている。しかし、第１光源及び第２光源の配列、光源用導光部材１６１０の位置及び微小光学素子１０１６の配列などを設計することで、面発光導光板１０１５の長い側面を入射面とすることも可能である。
【０２８１】
《８−２》実施の形態８の動作
面光源装置１６００の点灯時には、第１光源１０１８及び第２光源１６０１のそれぞれから光線が出射される。
【０２８２】
第１光源１０１８から出射された第１光線Ｌ６１（例えば、シアン色）は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向かう方向（略＋ｘ軸方向）に進む。
【０２８３】
第２光源１６０１から出射された第２光線Ｌ６２は、光入射端１６１０ａから光源用導光部材１６１０に入射する。第２光線Ｌ６２は、例えば、赤色の光線である。第２光線Ｌ６２は、光源用導光部材１６１０と空気層との界面において全反射を繰り返し光源用導光部材１６１０内に閉じ込められたまま−ｘ軸方向に伝播する。このとき、第２光線Ｌ６２の角度強度分布は、保存される。したがって、光出射面１６１０ｃから出射される第２光線Ｌ６２の角度強度分布は、第２光源１６０１から出射された際の第２光線Ｌ６２の角度強度分布と等しく、それぞれの角度強度分布の半値全角は同じ角度である。例えば、角度強度分布の半値全角は、５°である。光源用導光部材１６１０の光出射面１６１０ｃから出射した光は、シリンドリカルミラー１６０２の光反射面１６０２ａに向かい、シリンドリカルミラー１６０２により進行方向を面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向かう方向（略＋ｘ軸方向）に変えられるとともに、その角度強度分布の半値全角が大きくなる。
【０２８４】
面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射した第１光線Ｌ６１及び第２光線Ｌ６２は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃの近傍に設けられる混合領域１０１５ｅを伝播することにより混ざり合って白色の光（混合光線Ｌ６３）となる。その後、混合光線Ｌ６３は、微小光学素子１０１６における反射又は光反射シート１０１７による反射などを経て、面発光導光板１０１５の発光面１０１５ａから面状の照明光Ｌ６４として液晶パネル１０１１に向けて出射される。実施の形態８では、各色の光線（すなわち、第１光線Ｌ６１及び第２光線Ｌ６２）は、同等の角度強度分布で面発光導光板１０１５内を伝播する。したがって、面発光導光板１０１５から出射される照明光Ｌ６４は、ｘｙ平面に平行な面内において色むらのない略均一な白色の面状光となる。なお、制御部１０２１が光源駆動部１０２３を制御して、第１光線Ｌ６１の強度と第２光線Ｌ６２の強度との割合を調整することによって、発光面１０１５ａの輝度及び色を調整することもできる。
【０２８５】
《８−３》実施の形態８の効果
以上に説明したように、実施の形態８の面光源装置１６００は、第１光源１０１８と、第２光源１６０１と、光源用導光部材１６１０及びシリンドリカルミラー１６０２を備えている。第１光源１０１８は、面発光導光板１０１５の光入射面（側面）１０１５ｃに対向する位置に配置されている。第２光源１６０１は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃより背面１０１５ｂ側の位置に配置されている。光源用導光部材１６１０は、第２光線Ｌ６２を光入射面１０１５ｃに導く光路変更部材としての機能を有する。このように、実施の形態８の面光源装置１６００によれば、光路変更部材によって第２光線Ｌ６２の進行方向を面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向かう方向に変えている。このため、面発光導光板の厚み方向に並ぶ２種類の光源を面発光導光板の光入射面に対向して配置させた従来の構成に比べ、面発光導光板１０１５の厚みを薄くすることができる。
【０２８６】
また、実施の形態８の面光源装置１６００は、シリンドリカルミラー１６０２を備えている。シリンドリカルミラー１６０２は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射する直前における第２光線Ｌ６２の角度強度分布を、光入射面１０１５ｃに入射する直前における第１光線Ｌ６１の角度強度分布に近付けるように、第２光線Ｌ６２の進行方向及び角度強度分布を変える。このように、実施の形態８の面光源装置１６００によれば、シリンドリカルミラー１６０２を用いて第２光線Ｌ６２の角度強度分布を第１光線Ｌ６１の角度強度分布に近付けるように増加させている。これにより、第１光線Ｌ６１が面発光導光板１０１５を介して発光面１０１５ａから出射される面状の照明光の面内輝度分布と、第２光線Ｌ６２が同じく面発光導光板１０１５を介して発光面１０１５ａから出射される面状の照明光の面内輝度分布との差が抑制される。これにより、面光源装置１６００の色むらは低減される。
【０２８７】
また、面発光導光板１０１５の厚みが薄くなるので、実施の形態８の面光源装置１６００を有する液晶表示装置３００６は、薄型化を実現できる。また、実施の形態８の面光源装置１６００を有する液晶表示装置３００６は、面光源装置１６００の色むらを低減することができるので、液晶パネル１０１１の表示面１０１１ａ上での色むらを低減し画質の向上を実現できる。
【０２８８】
さらに、実施の形態８によると、光源用導光部材１６１０を備えているので、第１光源１０１８と第２光源１６０１とを離れた位置に配置することが可能となる。一般に、第１光源１０１８及び第２光源１６０１に採用されるＬＥＤ素子及びレーザ発光素子は、電気−光変換効率が１０〜５０％である。そして、光に変換されないエネルギーは、熱となる。第１光源１０１８及び第２光源１６０１が近接して配置される場合、これらの熱源が狭い領域に集中する。このため、放熱能力が低下し、第１光源１０１８及び第２光源１６０１の周囲温度が上昇する。一般に、これらの光源は、周囲温度が上昇するにつれ発光効率が低下する。発光効率を向上させるため、放熱能力を向上させることが必要である。実施の形態８の液晶表示装置３００６は、第１光源１０１８及び第２光源１６０１が離れて配置される。このため、熱源が分散し放熱能力が向上する。また、特に、レーザ発光素子は、温度変化に対する発光効率の低下やスペクトルシフト量が大きい。レーザ発光素子を他の熱源と隔離し一箇所に配置することにより、レーザ発光素子の冷却機構なども一箇所に配置できるため、冷却機構などを効率良く備えることも可能となる。
【０２８９】
さらにまた、実施の形態８においては、第１光源１０１８及び第２光源１６０１を分けて配置している。そのため、光源駆動部１０２３は、２つの第１光源１０１８及び第２光源１６０１を別々に制御することが容易である。これは、光源駆動部１０２３が、画像信号に基づいて第１光源１０１８及び第２光源１６０１の出力を個別に制御することができる。この異なる光源の個別制御は、消費電力を低減することができる。また、異なる光源の個別制御は、迷光を低減してコントラストを向上させることができるからである。
【０２９０】
以上に説明したように、実施の形態８の液晶表示装置３００６は、異なる複数の種類の光源を備える場合においても、液晶表示装置３００６の厚みの増加を抑えて光源の数を増やすことを可能にしている。このため、高輝度且つ薄型を両立できる液晶表示装置３００６を実現することができる。また、複数種類の光源の光を面光源にする面発光導光板を共通化しているため、重量やコストの増大を抑制することができる。
【０２９１】
また、互いに異なる角度強度分布を有する異なる種類の光源を採用する場合においても、より狭い角度強度分布を有する光源の角度強度分布を他方の光源の角度強度分布と一致させることが可能になる。このため、各光源から生成される面光源の面内輝度分布の差を抑制することができる。これらの光源が異なるスペクトルを有する場合、色むらを抑制することが可能となる。特に、色再現範囲を拡大するために、単一色性の高い光源を少なくとも１種類用いて白色光を生成する場合、異なる角度強度分布を有する複数の光源を採用することになる。また、単一色性に非常に優れたレーザ発光素子は、指向性が高い。したがって、本実施の形態は、色再現範囲を広げるための構成として有効である。
【０２９２】
《８−４》実施の形態８の他の例
図３２は、実施の形態８の液晶表示装置３００７（面光源装置１７００を含む）の他の例の構成を概略的に示す断面図である。図３２において、図３０に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図３２の液晶表示装置３００７及び面光源装置１７００は、光源用導光部材１７１０の形状及び配置が、図３０の液晶表示装置３００６及び面光源装置１６００と相違する。配置の相違点は、光源用導光部材１７１０が面発光導光板１０１５に対して傾斜して配置されている点である。つまり、光源用導光部材１７１０は、ｘｙ平面に対して傾斜して配置されている。形状の相違点は、傾斜端面１７１０ｂの傾斜角度が異なる点である。光源用導光部材１７１０は、光路変更部材としての機能を有する。また、液晶表示装置３００７及び面光源装置１７００は、第２光源１７０１の配置が、図３０の液晶表示装置３００６及び面光源装置１６００と相違する。図３２におけるシリンドリカルミラー１７０２の光反射面１７０２ａの形状は、図３０のシリンドリカルミラー１６０２の光反射面１６０２ａの形状と同様である。他の点については、図３２に示される液晶表示装置３００７及び面光源装置１７００は、図３０に示される液晶表示装置３００６及び面光源装置１６００と同じである。他の点とは、光源用導光部材１７１０の形状及び配置が異なる点以外の点であり、第２光源の配置が異なる点以外の点である。
【０２９３】
図３２に示されるように、光源用導光部材１７１０は、光入射端１７１０ａと、傾斜端面１７１０ｂと、光出射面１７１０ｃとを有している。傾斜端面１７１０ｂは、シリンドリカルミラー１７０２の光反射面１７０２ａに対向している。傾斜端面１７１０ｂは、ｘｙ平面に対して傾斜している。光源用導光部材１７１０の傾斜端面１７１０ｂは、第２光線Ｌ７２の進行方向を略−ｘ軸方向から略＋ｚ軸方向に変更する。すなわち、第２光線Ｌ７２は、傾斜端面１７１０ｂにおいて光源用導光部材１７１０と空気層との界面においてその屈折率差により反射し、進行方向を略＋ｚ軸方向に変える。図３２に示される面光源装置１７００においては、光源用導光部材１７１０は、光入射端１７１０ａが光反射シート１０１７からより遠くなるように、ｘｙ平面に対して傾斜している。第２光源１７０１は、図３０の第２光源１６０１と同様のレーザ発光素子である。第２光源１７０１は、光反射シート１０１７の裏面側（−ｚ軸方向）に配置されている。また、第２光源１７０１は、光源用導光部材１７１０の光入射端１７１０ａに対向して配置されている。
【０２９４】
光源用導光部材１７１０は、図３０の光源用導光部材１６１０と同様の材料から構成される。光源用導光部材１７１０は、ｘｙ平面に対して傾斜して配置された直方体の板状部１７１１と、三角柱状の光折返し部１７１２とから構成される。
【０２９５】
面光源装置１７００の点灯時には、第１光源１０１８及び第２光源１７０１のそれぞれから光線が出射される。第１光源１０１８から出射された第１光線Ｌ７１は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向かう方向（略＋ｘ軸方向）に進む。第２光源１７０１から出射された第２光線Ｌ７２は、光源用導光部材１７１０の光入射端１７１０ａに入射し、光源用導光部材１７１０と空気層との界面において全反射を繰り返し光源用導光部材１７１０内に閉じ込められたまま伝播する。このとき、第２光線Ｌ７２の角度強度分布は、保存される。したがって、光出射面１７１０ｃから出射される第２光線Ｌ７２の角度強度分布は、第２光源１７０１から出射された際の第２光線Ｌ７２の角度強度分布と等しく、それぞれの角度強度分布の半値全角は同じ角度である。例えば、角度強度分布の半値全角は５°である。光源用導光部材１７１０の光出射面１７１０ｃから出射した第２光線Ｌ７２は、シリンドリカルミラー１７０２の光反射面１７０２ａに向かう。第２光線Ｌ７２は、シリンドリカルミラー１７０２により進行方向を面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向かう方向（略＋ｘ軸方向）に変えられる。シリンドリカルミラー１７０２での反射の際、第２光線Ｌ７２は、その角度強度分布の半値全角が大きくなる。
【０２９６】
面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射した第１光線Ｌ７１及び第２光線Ｌ７２は、混合領域１０１５ｅを伝播することにより混ざり合って白色の光（混合光線Ｌ７３）となる。混合領域１０１５ｅは、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃの近傍に設けられている。混合光線Ｌ７３となった後、第１光線Ｌ７１及び第２光線Ｌ７２は、微小光学素子１０１６における反射又は光反射シート１０１７による反射などを経て、面発光導光板１０１５の発光面１０１５ａから面状の照明光Ｌ７４として液晶パネル１０１１に向けて出射される。
【０２９７】
以上に説明したように、図３２に示される面光源装置１７００によれば、光路変更部材によって第２光線Ｌ７２の進行方向を面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向かう方向に変えている。このため、面発光導光板の厚み方向に並ぶ２種類の光源を面発光導光板の光入射面に対向して配置させた従来の構成に比べ、面発光導光板１０１５の厚みを薄くすることができる。
【０２９８】
また、図３２に示される面光源装置１７００は、シリンドリカルミラー１７０２を用いて第２光線Ｌ７２の角度強度分布を第１光線Ｌ７１の角度強度分布に近付けるように増加させている。これにより、第１光線Ｌ７１が面発光導光板１０１５を介して発光面１０１５ａから出射される面状の照明光の面内輝度分布と、第２光線Ｌ７２が同じく面発光導光板１０１５を介して発光面１０１５ａから出射される面状の照明光の面内輝度分布との差が抑制される。これにより、面光源装置１７００の色むらは低減される。
【０２９９】
また、面発光導光板１０１５の厚みが薄くなるので、面光源装置１７００を有する液晶表示装置３００７は、薄型化を実現できる。また、面光源装置１７００を有する液晶表示装置３００７は、面光源装置１７００の色むらを低減することができるので、液晶パネル１０１１の表示面１０１１ａ上での色むらを低減し画質の向上を実現できる。
【０３００】
なお、光源用導光部材１７１０は、透明部材に限定されない。光源用導光部材１７１０の機能は、第２光線Ｌ７２をシリンドリカルミラー１７０２に導くことである。この機能を持つ構成であれば、光源用導光部材１７１０は、別の構成としていてもよい。例えば、図３３に示すように、光源用導光部材１７１０を導光部１７１１のみとし、導光部１７１０から出射した光が直接シリンドリカルミラー１７０２に入射する構成としてもよい。
【０３０１】
《８−５》実施の形態８のさらに他の例
図３４は、実施の形態８の液晶表示装置３００８（面光源装置１８００を含む）の他の例の構成を概略的に示す断面図である。図３４において、図３０に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図３４の液晶表示装置３００８及び面光源装置１８００は、次の点で図３０の液晶表示装置３００６及び面光源装置１６００と相違する。第１の相違点は、光路変更部材としての光源用導光部材１８１０の形状である。第２の相違点は、光反射ミラー１８０３（凸状の第２の光反射面１８０３ａを持つ。）を備える点である。第３の相違点は、シリンドリカルミラー１８０２（凹状の第１の光反射面１８０２ａを持つ。）を備える点である。第２光源１８０１は、符号が異なるが、図３０の液晶表示装置３００６及び面光源装置１６００と同じ光源である。シリンドリカルミラー１８０２の光反射面１８０２ａの形状は、図３０のシリンドリカルミラー１６０２の光反射面１６０２ａの形状と同様である。他の点については、図３４の液晶表示装置３００８及び面光源装置１８００は、図３０の液晶表示装置３００６及び面光源装置１６００と同じである。
【０３０２】
図３４に示され面光源装置１８００においては、光源用導光部材１８１０が、ｘｙ平面に平行に配置されている。第２光源１８０１は、図３０の第２光源１６０１と同様のレーザ発光素子を備えた光源装置である。ここで光源装置とは、例えば、複数のレーザ発光素子をｙ軸方向に等間隔で配列したものである。第２光源１８０１は、複数のレーザ発光素子を配列した光源装置である。第２光源１８０１は、光反射シート１０１７の裏面側（−ｚ軸方向）に配置されている。また、第２光源１８０１は、光源用導光部材１８１０の光入射端１８１０ａに対向して配置されている。
【０３０３】
光源用導光部材１８１０は、図３０の光源用導光部材１６１０と同様の材料で構成される。光源用導光部材１８１０は、ｘｙ平面に平行に配置された直方体の板状部から構成される。図３４に示されるように、光源用導光部材１８１０は、光入射端１８１０ａと、光出射端１８１０ｂとを有している。
【０３０４】
光反射ミラー１８０３は、光源用導光部材１８１０から出射した第２光線Ｌ８２の進行方向をシリンドリカルミラー１８０２に向ける反射部材である。第２光線Ｌ８２は、第２光源１８０１から出射され、光源用導光部材１８１０の中を通過した後に、光反射ミラー１８０３に向けて出射される。光反射ミラー１８０３の光反射面１８０３ａは、ｚｘ平面で切る断面形状が光入射面１０１５ｃの方向に凸形状の円弧形状である。ｚｘ平面は、光入射面１０１５ｃの長手方向（ｙ軸方向）に直交する面である。また、光反射ミラー１８０３の光反射面１８０３ａは、ｘｙ平面で切る断面形状がｙ軸方向に延びる直線形状である。ｘｙ平面は、発光面１０１５ａに平行な面である。ｙ軸方向は、光入射面１０１５ｃの長手方向である。光反射面１８０３ａは、光入射面１０１５ｃに面する凸状のシリンドリカルな光反射面である。ただし、光反射ミラー１８０３の形状は、シリンドリカルミラー１８０２に第２光線Ｌ８２の進行方向を向ける光学部材であれば、他の部材であってもよい。
【０３０５】
面光源装置１８００の点灯時には、第１光源１０１８及び第２光源１８０１のそれぞれから光線が出射される。第１光源１０１８から出射された第１光線Ｌ８１は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向かう方向（略＋ｘ軸方向）に進む。第２光源１８０１から出射された第２光線Ｌ８２は、光源用導光部材１８１０の光入射端１８１０ａに入射し、光源用導光部材１７１０と空気層との界面において全反射を繰り返し光源用導光部材１７１０内に閉じ込められたまま伝播する。このとき、第２光線Ｌ７２の角度強度分布は、保存される。したがって、光出射端１８１０ｂから出射される第２光線Ｌ８２の角度強度分布は、第２光源１８０１から出射された際の第２光線Ｌ８２の角度強度分布と等しい。それぞれの角度強度分布の半値全角は同じ角度である。例えば、それぞれの角度強度分布の半値全角は５°である。光源用導光部材１８１０の光出射端１８１０ｂから出射した第２光線Ｌ８２は、光反射ミラー１８０３の光反射面１８０３ａで反射する。このとき、第２光線Ｌ８２の角度強度分布の半値全角は大きくなる。第２光線Ｌ８２は、シリンドリカルミラー１８０２の光反射面１８０２ａに向かい、シリンドリカルミラー１８０２により進行方向を面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向かう方向（略＋ｘ軸方向）に変えられる。第２光線Ｌ８２は、光反射面１８０２ａでの反射の際、その角度強度分布の半値全角が大きくなる。
【０３０６】
面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射した第１光線Ｌ８１及び第２光線Ｌ８２は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃの近傍に設けられる混合領域１０１５ｅを伝播することにより混ざり合って白色の光（混合光線Ｌ８３）となる。その後、混合光線Ｌ８３は、微小光学素子１０１６における反射及び光反射シート１０１７による反射などを経て、面発光導光板１０１５の発光面１０１５ａから面状の照明光Ｌ８４として液晶パネル１０１１に向けて出射される。
【０３０７】
以上に説明したように、図３４に示される面光源装置１８００によれば、光路変更部材によって第２光線Ｌ８２の進行方向を面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向かう方向に変えている。このため、面発光導光板の厚み方向に並ぶ２種類の光源を面発光導光板の光入射面に対向して配置させた従来の構成に比べ、面発光導光板１０１５の厚みを薄くすることができる。
【０３０８】
また、図３４に示される面光源装置１８００によれば、光反射ミラー１８０３とシリンドリカルミラー１８０２を用いて第２光線Ｌ８２の角度強度分布を第１光線Ｌ８１の角度強度分布に近付けるように増加させている。これにより、第１光線Ｌ８１が面発光導光板１０１５を介して発光面１０１５ａから出射されて成る面状の照明光の面内輝度分布と、第２光線Ｌ８２が同じく面発光導光板１０１５を介して発光面１０１５ａから出射されて成る面状の照明光の面内輝度分布との差が抑制される。このため、面光源装置１８００の色むらは低減される。
【０３０９】
また、面発光導光板１０１５の厚みが薄くなるので、面光源装置１８００を有する液晶表示装置３００８は、薄型化を実現できる。また、面光源装置１８００を有する液晶表示装置３００８は、面光源装置１８００の色むらを低減することができるので、液晶パネル１０１１の表示面１０１１ａ上での色むらを低減し画質の向上を実現できる。
【０３１０】
《９》実施の形態９．
《９−１》実施の形態９の構成
図３５は、実施の形態９の液晶表示装置３００９（面光源装置１９００を含む）の構成を概略的に示す断面図である。面光源装置１９００は、面発光導光板１０１５、光反射シート１０１７、拡散反射部材１９０２、第１光源１０１８、第２光源１０１９を有する。面光源装置２０００は、面発光導光板１０１５、光反射シート１０１７、光反射部材２００２、第１光源１０１８、第２光源２００１を有する。面光源装置２１００は、面発光導光板１０１５、光反射シート１０１７、光反射部材２１０２、第１光源１０１８、第２光源２１０１を有する。面光源装置２２００は、面発光導光板１０１５、光反射シート１０１７、光反射部材２２０２、第１光源１０１８、第２光源２２０１を有する。面光源装置２３００は、面発光導光板１０１５、導光部材２３１１、シリンドリカルミラー２３０２、第１光源１０１８、第２光源２３０１を有する。面光源装置２４００は、面発光導光板１０１５、導光部材２３１１、シリンドリカルミラー２４０２、第１光源１０１８、第２光源２４０１を有する。図３５において、実施の形態６の図１８に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。実施の形態９の液晶表示装置３００９及び面光源装置１９００は、第１光源１０１８の配置位置、第２光源１９０１の配置位置及び拡散反射部材１９０２の配置位置が、実施の形態６の液晶表示装置３００１及び面光源装置１１００と相違する。実施の形態６の液晶表示装置３００１及び面光源装置１１００は、各構成要素が、＋ｚ軸方向に第２光源１１０１、拡散反射部材１１０２及び第１光源１０１８の順に配置されている。一方、実施の形態９の液晶表示装置３００９及び面光源装置１９００は、各構成要素が、＋ｚ軸方向に第２光源１９０１、第１光源１０１８及び拡散反射部材１９０２の順に配置されている。上記の構成要素の配置の順番以外の点については、実施の形態９の液晶表示装置３００９及び面光源装置１９００は、実施の形態６の液晶表示装置３００１及び面光源装置１１００と同じである。
【０３１１】
第１光源１０１８は、第１光線Ｌ９１（例えば、青緑色）を出射する。第２光源１９０１は、実施の形態６における第２光源１１０１と同じ構成を有し、第２光線Ｌ９２（例えば、赤色）を出射する。第１光線Ｌ９１は、第１光源１０１８から光入射面１０１５ｃに向けて略＋ｘ軸方向に進行する。第２光線Ｌ９２は、第２光源１９０１から略＋ｚ軸方向に進行し、その後、拡散反射部材１９０２によって反射され、略＋ｘ軸方向に進行方向を変える。拡散反射部材１９０２は実施の形態６における拡散反射部材１１０２と同じ構成を有する。第１光線Ｌ９１及び第２光線Ｌ９２は、共に面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射する。第１光線Ｌ９１及び第２光線Ｌ９２は、面発光導光板１０１５内の光入射面１０１５ｃ近傍の混合領域１０１５ｅで混ざり合い、白色の混合光線Ｌ９３となる。
【０３１２】
実施の形態９では、図３５に示されるように、拡散反射部材１９０２は第１光源１０１８より＋ｚ軸方向に配置される。第２光源１９０１は、拡散反射部材１９０２の光反射面１９０２ａと対向して配置されている。また、拡散反射部材１９０２の拡散光反射面１９０２ａは、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃとも対向して配置されている。
【０３１３】
《９−２》実施の形態９の動作
面光源装置１９００の点灯時には、第１光源１０１８及び第２光源１９０１のそれぞれから光線が出射される。
【０３１４】
第１光源１０１８から出射される広い角度強度分布を有する第１光線Ｌ９１は、直接面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射する。
【０３１５】
第２光源１９０１から略＋ｚ軸方向に出射される第２光線Ｌ９２は、拡散反射部材１９０２の光反射面１９０２ａに入射する。第２光源１９０１から出射された第２光線Ｌ９２は、半値全角が５°である狭い角度強度分布を有している。また、第２光線Ｌ９２は、ｚｘ平面において大きさを持つ。すなわち、図３５のｘ軸方向にある程度の太さの光束径を持つ。第２光線Ｌ９２は、光拡散部材１９０２の拡散光反射面１９０２ａに照射され、第２光線Ｌ９２の角度強度分布の半値全角を増加させる。第２光線Ｌ９２は、進行方向を面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向かう方向（略＋ｘ軸方向）に変える。
【０３１６】
面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射した第１光線Ｌ９１（例えば、シアン色）及び第２光線Ｌ９２（例えば、赤色）は、混合領域１０１５ｅを伝播することにより混ざり合って白色の光（混合光線）Ｌ９３となる。混合領域１０１５ｅは、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃの近傍に設けられている。その後、混合光線Ｌ９３は、微小光学素子１０１６における反射及び光反射シート１０１７による反射などを経て、面発光導光板１０１５の発光面１０１５ａから面状の照明光Ｌ９４として液晶パネル１０１１に向けて出射される。実施の形態７では、各色の光線（すなわち、第１光線Ｌ９１及び第２光線Ｌ９２）は、同等の角度強度分布をもって面発光導光板１０１５内を伝播する。したがって、面発光導光板１０１５から出射される照明光Ｌ９４は、ｘｙ平面に平行な面内において色むらのない略均一な白色の面状光となる。なお、制御部１０２１が光源駆動部１０２３を制御して、第１光線Ｌ９１の強度と第２光線Ｌ９２の強度との割合を調整することによって、発光面１０１５ａの輝度及び色を調整することもできる。
【０３１７】
《９−３》実施の形態９の効果
以上に説明したように、実施の形態９の面光源装置１９００は、第１光源１０１８、第２光源１９０１及び拡散反射部材１９０２を備えている。第１光源１０１８は、面発光導光板１０１５の光入射面（側面）１０１５ｃに対向する位置に配置されている。第２光源１９０１は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃより背面１０１５ｂ側の位置に配置されている。拡散反射部材１９０２は、第２光線Ｌ９２を光入射面１０１５ｃに導く光路変更部材としての機能を有する。このように、実施の形態９の面光源装置１９００は、拡散反射部材１９０２を用いて第２光線Ｌ１２の進行方向を面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向かう方向に変えている。拡散反射部材１１０２は、光路変更部材としての機能を有する。そのため、面発光導光板の厚み方向に並ぶ２種類の光源を面発光導光板の光入射面に対向して配置させた従来の構成に比べ、面発光導光板１０１５の厚みを薄くすることができる。
【０３１８】
さらに、実施の形態９の面光源装置１９００は、拡散反射部材１９０２を第１光源１０１８より前面１０１５ａ側に配置している。このように配置することで、拡散反射部材１９０２の全体が面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃのｚ軸方向（面発光導光板１０１５の厚み方向）の長さ以内に配置される必要は無くなる。拡散反射部材１９０２の厚み部分は発光面１０１５ａよりも前面側（＋ｚ軸方向）に配置してもよく、前記実施の形態６〜８に比べ、面発光導光板１０１５の厚みを薄くすることができる。
【０３１９】
また、実施の形態９の面光源装置１９００は、拡散反射部材１９０２を備えている。拡散反射部材１９０２は、光路変更部材としての機能を有する。また、拡散反射部材１９０２は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射する直前における第２光線Ｌ９２の角度強度分布を、光入射面１０１５ｃに入射する直前における第１光線Ｌ９１の角度強度分布に近付けるように、第２光線Ｌ９２の進行方向及び角度強度分布を変える。このように、実施の形態９の面光源装置１９００は、拡散反射部材１９０２を用いて第２光線Ｌ９２の角度強度分布を第１光線Ｌ９１の角度強度分布に近付けるように増加させている。これにより、第１光線Ｌ９１が面発光導光板１０１５を介して発光面１０１５ａから出射される面状の照明光の面内輝度分布と、第２光線Ｌ９２が同じく面発光導光板１０１５を介して発光面１０１５ａから出射されて成る面状の照明光の面内輝度分布との差が抑制される。これにより、面光源装置２９００の色むらは低減される。
【０３２０】
また、実施の形態９の面光源装置１９００を有する液晶表示装置３００９は、面発光導光板１０１５の厚みが薄くなるので、薄型化を実現できる。また、実施の形態９の面光源装置１９００を有する液晶表示装置３００９は、面光源装置１９００の色むらを低減することができる。このため、液晶表示装置３００９は、液晶パネル１０１１の表示面１０１１ａ上での色むらを低減し画質の向上を実現できる。
【０３２１】
実施の形態９によれば、制御部１０２１は、光源駆動部１０２３に、第２光線Ｌ９２の輝度と第１光線Ｌ９１の輝度を調整させる。制御部１０２１は、映像信号に基づいて各光源の発光量を調整する。これにより、液晶表示装置３００９の消費電力を低減できる。
【０３２２】
また、液晶表示装置の光源に少なくとも１種類のレーザ発光素子を採用することにより、色再現領域を広げ色鮮やかでかつ色むらの無い画像を提供することが可能となる。
【０３２３】
さらに、第１光源１０１８を面発光導光板１０１５の側面に配置し、第２光源１９０１を面発光導光板１０１５の背面１０１５ｂ側に配置するによって、それぞれの光源が発する熱による周辺の局所的な温度上昇を緩和できる。これにより、周囲温度上昇による光源の発光効率の低下を抑制できる。
【０３２４】
上記説明では、実施の形態９の液晶表示装置３００９及び面発光装置１９００は、異なる位置に配置された２つの光源から出射した光が面発光導光板１０１５の短辺の端面（光入射面１０１５ｃ）から入射する構成を採用している。しかし、第１光源１０１８の位置及び第２光源１９０１の位置、拡散反射部材１９０２の位置、微小光学素子１０１６の配列及び形状などを適切に変更することによって、面発光導光板１０１５の長辺の端面を光入射面とすることも可能である。
【０３２５】
また、実施の形態９の液晶表示装置３００９及び面発光装置１９００は、第１光源１０１８及び第２光源１９０１を別個の構成としている。このため、光源駆動部１０２３は、画像信号に基づいて第１光源１０１８及び第２光源１９０１の出力を個別に制御することができる。このため、液晶表示装置３００９及び面発光装置１９００は、消費電力を低減できる。また、液晶表示装置３００９及び面発光装置１９００は、迷光を低減してコントラストを向上させることができる。なお、迷光とは、光学機器内で、正規の光路以外をたどる光のことで、希望する用途に有害な光である。
【０３２６】
《９−４》実施の形態９の他の例
図３６は、実施の形態９の液晶表示装置における面光源装置２０００の光反射部材２００２の他の例を概略的に示す断面図である。図３６において、図３５に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図３６に示される面光源装置２０００は、下記の点で図３５に示される面光源装置１９００と相違する。第１の相違点は、図３５に示される第２光源１９０１に代えて第２光源２００１を備える点である。第２の相違点は、拡散反射部材１９０２に代えて、シリンドリカルミラー２００２を備えた点である。ただし、第２光源２００１は、符号は異なるが、第２光源１９０１と同様である。上記２つの相違以外の点については、図３６に示される面光源装置２０００は、図３５に示される面光源装置２９００と同じである。図３６において、第１光線Ｌ１０１は、第１光源１０１８から出射する光線である。第１光線Ｌ１０１は、上記第１光線Ｌ９１と同種の光線である。また、第２光線Ｌ１０２は、第２光源２００１から出射する光線である。第２光線Ｌ１０２は、上記第１光線Ｌ９２と同種の光線である。さらに、シリンドリカルミラー２００２は、実施の形態７におけるシリンドリカルミラー１２０２と同じ構成を有する。図３６の例によっても、図３５の場合と同様の効果を得ることができる。
【０３２７】
図３７は、実施の形態９の液晶表示装置における面光源装置２１００の光反射部材２１０２の他の例を概略的に示す断面図である。図３７において、図３５に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図３７に示される面光源装置２１００は、下記の点で図３５に示される面光源装置２９００と相違する。第１の相違点は、図３５に示される第２光源１９０１に代えて第２光源２１０１を備える点である。第２の相違点は、図３５に示される拡散反射部材１９０２に代えて、断面波形状（凸状部と凹状部とが交互に連続する光反射面を有する）の光反射ミラー２１０２を備えた点である。上記２つの相違以外の点については、図３７に示される面光源装置２１００は、図３５に示される面光源装置１９００と同じである。
【０３２８】
図３７において、第１光線Ｌ１１１は、第１光源１０１８から出射する光線である。第１光線Ｌ１１１は、上記第１光線Ｌ９１と同種の光線である。また、第２光線Ｌ１１２は第２光源２１０１から出射する光線である。第２光線Ｌ１１２は、上記第１光線Ｌ９２と同種の光線である。さらに、光反射ミラー２１０２は、実施の形態７における光反射ミラー１３０２と同じ構成を有する。図３７の例によっても、図３５の場合と同様の効果を得ることができる。
【０３２９】
図３８は、実施の形態９の液晶表示装置における面光源装置２２００の光反射部材２２０２の他の例を概略的に示す断面図である。図３８において、図３５に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図３８に示される面光源装置２２００は、下記の点で図３５に示される面光源装置１９００と相違する。第１の相違点は、図３５に示される第２光源１９０１に代えて、第２光源２２０１を備えた点である。第２の相違点は、図３５に示される拡散反射部材１９０２に代えて、断面多角形状の連続する光反射面を有する光反射ミラー２２０２を備えた点である。上記２つの相違以外の点については、図３８に示される面光源装置２２００は、図３５に示される面光源装置１９００と同じである。図３８において、第１光線Ｌ１２１は、第１光源１０１８から出射する光線である。第１光線Ｌ１２１は、上記第１光線Ｌ９１と同種の光線である。また、第２光線Ｌ１２２は第２光源２２０１から出射する光線である。第２光線Ｌ１２２は、上記第２光線Ｌ９２と同種の光線である。さらに、光反射ミラー２２０２は実施の形態７における光反射ミラー１４０２と同じ構成を有する。図３８の例によっても、図３５の場合と同様の効果を得ることができる。
【０３３０】
《９−５》実施の形態９の他の例
図３９は、実施の形態９の液晶表示装置３０１３（面光源装置２３００を含む）の構成を概略的に示す断面図である。また、図４０は、図３９に示される面光源装置（バックライトユニット）２３００の面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃ近傍の構成を示す図である。図３９及び図４０において、図３０に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。実施の形態９の液晶表示装置３０１３及び面光源装置２３００は、＋ｚ軸方向における第１光源１０１８及びシリンドリカルミラー２３０２の配置の順番が、実施の形態８の液晶表示装置３００６及び面光源装置１６００と相違する。実施の形態８において、シリンドリカルミラー１６０２，１７０２，１８０２及び第１光源１０１８は、＋ｚ軸方向にシリンドリカルミラー１６０２，１７０２，１８０２、第１光源１０１８の順番に配置されている。なお、シリンドリカルミラー１６０２，１７０２，１８０２及び第１光源１０１８は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃと対向する位置に配置されている。また、シリンドリカルミラー１６０２は、光反射部材としての機能を有する。実施の形態９において、シリンドリカルミラー２３０２及び第１光源１０１８は、＋ｚ軸方向に第１光源１０１８、シリンドリカルミラー２３０２の順番に配置されている。図３９におけるシリンドリカルミラー２３０２の光反射面２３０２ａの形状は、図３０のシリンドリカルミラー１６０２の光反射面１６０２ａの形状と同様である。上記の相違以外の点については、液晶表示装置３０１３及び面光源装置２３００は、実施の形態８の液晶表示装置３００６及び面光源装置１６００と同じである。
【０３３１】
第２光源２３０１は、実施の形態８における第２光源１６０１と同様の構成、形状及び機能をもつ。また、光源用導光部材２３１０は、実施の形態８における光源用導光部材１６１０と同様の構成、形状及び機能をもつ。第２光源２３０１は、光源用導光部材２３１０の光入射端２３１０ａに対向して配置される。
【０３３２】
シリンドリカルミラー２３０２の光反射面２３０２ａは、図２４に示されるシリンドリカルミラー１２０２の光反射面１２０２ａと同様の形状及び機能を持つ。光源用導光部材２３１０の光出射面２３１０ｃから出射した第２光線Ｌ１３２は、シリンドリカルミラー２３０２の光反射面２３０２ａに向かって進み、光反射面２３０２ａで反射して、進行方向を面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向ける（略＋ｘ軸方向に向ける）。シリンドリカルミラー２３０２の光反射面２３０２ａで反射した第２光線Ｌ１３２の角度強度分布の半値全角は増加する。これにより、第２光線Ｌ１３２の角度強度分布は、第１光線Ｌ１３１の角度強度分布に近付けられる。
【０３３３】
第１光源１０１８は、面発光導光板１０１５の厚みの範囲内に配置されている。面発光導光板１０１５の厚みとは、光入射面（側面）１０１５ｃのｚ軸方向の長さである。また、第１光源１０１８のｘ軸方向の位置は、第２光線Ｌ１３２の光路を塞ぐことのないように設定されている。第２光線Ｌ１３２の光路とは、第２光線Ｌ１３２が光源用導光部材２３１０の光出射面２３１０ｃからシリンドリカルミラー２３０２の光反射面２３０２ａに達するまでの光路である。第１光源１０１８から出射した第１光線Ｌ１３１は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向けて（略＋ｘ軸方向に）進行する。そして、第１光線Ｌ１３１は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃから面発光導光板１０１５に入射する。
【０３３４】
面光源装置２３００の点灯時には、第１光源１０１８及び第２光源２３０１のそれぞれから光線が出射される。第１光源１０１８から出射された第１光線Ｌ１３１は、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向かう方向（略＋ｘ軸方向）に進む。第２光源２３０１から出射された第２光線Ｌ１３２は、光源用導光部材２３１０の光入射端２３１０ａから光源用導光部材２３１０に入射する。第２光線Ｌ１３２は、光源用導光部材２３１０と空気層との界面において全反射を繰り返し光源用導光部材２３１０内に閉じ込められたまま伝播する。このとき、第２光線Ｌ１３２の角度強度分布は、保存される。したがって、光出射面２３１０ｃから出射される第２光線Ｌ１３２の角度強度分布は、第２光源２３０１から出射された際の第２光線Ｌ１３２の角度強度分布と等しい。それぞれの角度強度分布の半値全角は同じ角度である。例えば、それぞれの角度強度分布の半値全角は５°である。光源用導光部材２３１０の光出射面２３１０ｃから出射した第２光線Ｌ１３２は、シリンドリカルミラー２３０２の光反射面２３０２ａに向かう。第２光線Ｌ１３２は、シリンドリカルミラー２３０２により進行方向を面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに向かう方向（略＋ｘ軸方向）に変えられる。また、光反射面２３０２ａでの反射により、第２光線Ｌ１３２は、その角度強度分布の半値全角が大きくなる。
【０３３５】
面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃに入射した第１光線Ｌ１３１及び第２光線Ｌ１３２は、混合領域１０１５ｅを伝播することにより混ざり合って白色の光（混合光線Ｌ１３３）となる。混合領域１０１５ｅは、面発光導光板１０１５の光入射面１０１５ｃの近傍に設けられている。その後、混合光線Ｌ１３３は、微小光学素子１０１６における反射又は光反射シート１０１７による反射などを経て、面発光導光板１０１５の発光面１０１５ａから面状の照明光Ｌ１３４として液晶パネル１０１１に向けて出射される。なお、制御部１０２１が光源駆動部１０２３を制御して、第１光線Ｌ１３１の強度と第２光線Ｌ１３２の強度との割合を調整することによって、発光面１０１５ａの輝度及び色を調整することもできる。
【０３３６】
図３９の例によっても、図３５の場合と同様の効果を得ることができる。さらに、図３９の面光源装置２３００によると、光源用導光部材２３１０を備えているので、第１光源１０１８と第２光源２３０１とを離れた位置に配置することが可能となる。第１光源１０１８及び第２光源２３０１には、ＬＥＤ素子又はレーザ発光素子が採用される。一般に、ＬＥＤ素子及びレーザ発光素子は、電気−光変換効率が１０〜５０％であり、光に変換されないエネルギーは、熱となる。第１光源１０１８及び第２光源２３０１が近接して配置される場合、これらの熱源が狭い領域に集中する。このため、放熱能力が低下し、第１光源１０１８及び第２光源２３０１の周囲温度が上昇する。一般に、これらの光源は、周囲温度が上昇するにつれ発光効率が低下する。発光効率が低下を防ぐため、放熱能力を向上させることが必要である。液晶表示装置３０１３は、第１光源１０１８と第２光源２３０１とが離れて配置される。このため、熱源が分散し放熱能力が向上する。また、特に、レーザ発光素子は、温度変化に対する発光効率の低下やスペクトルシフト量が大きい。レーザ発光素子を他の熱源と隔離し一箇所に配置することにより、冷却機構などを効率良く備えることも可能となる。
【０３３７】
以上に説明したように、図３９の液晶表示装置３０１３は、異なる複数の種類の光源を備える場合においても、液晶表示装置３０１３の厚みの増加を抑えて光源の数を増やすことを可能にしている。このため、高輝度且つ薄型を両立できる液晶表示装置３０１３を実現することができる。また、複数種類の光源の光を面光源にする面発光導光板を共通化しているため、重量やコストの増大を抑制することができる。
【０３３８】
また、互いに異なる角度強度分布を有する異なる種類の光源を採用する場合においても、より狭い角度強度分布を有する光源の角度強度分布を他方の光源の角度強度分布と一致させることが可能になる。このため、各光源から生成される面光源の面内輝度分布の差を抑制することができる。面光源とは、任意の平面全体から光を発する光源であり、ここでの面光源とは、発光面１０１５ａ全体より発せられる光を表す。また、面内輝度分布とは、任意の平面において、２次元で表される位置に対する輝度の高低を示す分布である。これらの光源が異なるスペクトルを有する場合、色むらを抑制することが可能となる。特に、色再現範囲を拡大するために、単一色性の高い光源を少なくとも１種類用いて白色光を生成する場合、異なる角度強度分布を有する複数の光源を採用することになる。また、単一色性に非常に優れたレーザ発光素子は、指向性が高い。したがって、本実施の形態は、色再現範囲を広げるための構成として有効である。
【０３３９】
図４１は、図３９における液晶表示装置３０１４（面光源装置２４００を含む）の他の例の構成を概略的に示す断面図である。図４１において、図３９に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図４１の液晶表示装置３０１４及び面光源装置２４００は、下記の点において図３９の液晶表示装置３０１３及び面光源装置２３００と相違する。第１の相違点は、第２光源２４０１の位置である。第２の相違点は、光源用導光部材２４１０の形状及び配置である。なお、光源用導光部材２４１０は、光路変更部材としての機能を有する。図４１におけるシリンドリカルミラー２４０２の光反射面２４０２ａの形状は、図３９のシリンドリカルミラー２３０２の光反射面２３０２ａの形状と同様である。上記２つの相違点以外の点については、図４１に示される液晶表示装置３０１４及び面光源装置２４００は、図３９に示される液晶表示装置３０１３及び面光源装置２３００と同じである。
【０３４０】
図４１に示される面光源装置２４００において、光源用導光部材２４１０は、図３２に示される面光源装置１７００の光源用導光板１７１０と同じ構成及び形状である。光源用導光部材２４１０は、ｘｙ平面に対して傾斜している。つまり、光入射端２４１０ａは、光反射シート１０１７からより遠くに離れて配置されている。第２光源２４０１は、光反射シート１０１７の裏面側（−ｚ軸方向）に配置されている。また、第２光源２４０１は、光源用導光部材２４１０の光入射端２４１０ａに対向して配置されている。図４１において、第１光線Ｌ１４１は、第１光源１０１８から出射される光線である。第１光線Ｌ１４１は、上記第１光線Ｌ９１と同種の光線である。また、第２光線Ｌ１４２は第２光源２４０１から出射される光線である。第２光線Ｌ１４２は、上記第１光線Ｌ９２と同種の光線である。さらに、シリンドリカルミラー２４０２は、実施の形態８におけるシリンドリカルミラー１６０２と同じ構成を有する。図４１の例によっても、図３９の場合と同様の効果を得ることができる。
【０３４１】
《１０》実施の形態１０．
実施の形態１０に示す面光源装置２５００は、ローカルディミング（Ｌｏｃａｌ  Ｄｉｍｍｉｎｇ）に対応した面光源装置である。ローカルディミングは、複数の発光素子を独立して制御する調光制御方法である。ローカルディミングにより、画面内の画像の黒い部分のエリアにおける光源を発光させず、画像の明るい部分のエリアにおける光源は発光させるという制御が可能になる。このような制御により、例えば、画面全体が暗い映像の場合であっても、その画面の中の特に暗い特定の場所のみについて、バックライトを暗く点灯させることによって、コントラスト比を高めることができる。
【０３４２】
図４２は、実施の形態１０の液晶表示装置４０００（面光源装置２５００を含む）の構成の一例を概略的に示す構成図である。図４３は、実施の形態１０の液晶表示装置４０００の制御系の構成を示すブロック図である。図４２及び図４３において、実施の形態３の図１０に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付す。
【０３４３】
液晶表示装置４０００は、透過型表示装置である。実施の形態３における導光部材６は、一体の部材からできているが、実施の形態１０における導光部材６０は、任意の数の導光素子からなる。また、実施の形態３における光源駆動部１３は、第１の光源に属する複数の発光素子を一括で駆動制御している。同様に、光源駆動部１３は、第２の光源に属する複数の発光素子を一括で駆動制御している。しかし、実施の形態１０における光源駆動部１３０は、第１の光源に含まれる複数の光源素子を任意の数に組分けして駆動制御する。同様に、光源駆動部１３０は、第２の光源に含まれる複数の光源素子を任意の数に組分けして駆動制御する。
【０３４４】
上記のように、液晶表示装置４０００は、以下に示す２点において、実施の形態３と異なる。第１の相違点は、導光部材６０が任意の数の導光素子からなる点である。第２の相違点は、光源に含まれる複数の光源素子を任意の数に組分けして駆動制御する点である。上記の第１の相違点及び第２の相違点以外の点は、実施の形態３と同じである。
【０３４５】
また、実施の形態１０は、実施の形態１及び実施の形態２に対して、上記の第１の相違点及び第２の相違点に加えて、次の点で異なる。第３の相違点は、光源３０９がレーザ発光素子で構成された光源である点である。上記の第１の相違点、第２の相違点及び第３の相違点以外の点は、実施の形態１及び２と同じである。
【０３４６】
なお、実施の形態１０においても、実施の形態１の図１の形態以外の図６及び図７の形態も取り得る。実施の形態１０の導光部材６０を構成する任意の数の導光素子は、図１では、導光部材６、図６では、第１の導光部材１０６と第２の導光部材１０７、図７では、導光部材１０６、図８では、導光部材６、図１０では、導光部材６、図１２では、導光部材４０６を、任意の数に分割することで実現できる。
【０３４７】
図４４は、実施の形態１０の液晶表示装置４０００を−ｚ軸方向に見た概念図である。導光部材６０は、５個の導光素子６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅから構成されている。導光素子６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅは、実施の形態３の導光部材６をＹ軸方向に５等分に分割した形状と略等しい。すなわち、導光素子６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅは、互いに等しい形状を有する。導光素子６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅは、Ｙ軸方向に等間隔で配置される。また、導光素子６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅは、ｘ軸方向及びｚ軸方向の位置が互いに等しい。
【０３４８】
導光素子６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅは、例えば、厚み２ｍｍの板状の部材である。また、導光部材６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅからなる導光部材６のＹ軸方向における全長は、面発光導光板４と同等か若しくは短い。導光素子６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅは、例えば、アクリル樹脂（例えば、ＰＭＭＡ）などの透明材料で作製されている。
【０３４９】
第１の光源２０８は、複数のＬＥＤ素子がｙ軸方向に１次元配列された光源装置である。第１の光源２０８に含まれる複数のＬＥＤ素子は、ｙ軸方向に同じ個数を有する組に分かれている。組の数は任意の数である。図４４では、１つの組に含まれるＬＥＤ素子の数は４個である。
【０３５０】
図４５は、実施の形態１０の液晶表示装置４０００を＋ｚ軸方向に見た概念図である。液晶パネルの表示面１ａは、領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに組み分けられている。領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、導光素子６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅの配置された位置と対応して決められる。領域Ａを照明する第１の光源の組は、第１の光源２０８ａである。領域Ｂを照明する第１の光源の組は、第１の光源２０８ｂである。領域Ｃを照明する第１の光源の組は、第１の光源２０８ｃである。領域Ｄを照明する第１の光源の組は、第１の光源２０８ｄである。領域Ｅを照明する第１の光源の組は、第１の光源２０８ｅである。図４３に示すように、第１の光源２０８を構成する５つ組のＬＥＤ素子は、組ごとに個別に駆動制御される。
【０３５１】
第２の光源３０９は、複数のレーザ発光素子がｙ軸方向に１次元配列された光源装置である。第２の光源３０９に含まれる複数のレーザ発光素子は、ｙ軸方向に同じ個数を有する組に分かれている。組の数は任意の数である。図４４では、１つの組に含まれるレーザ発光素子の数は３個である。領域Ａを照明する第２の光源の組は、第２の光源３０９ａである。領域Ｂを照明する第２の光源の組は、第２の光源３０９ｂである。領域Ｃを照明する第２の光源の組は、第２の光源３０９ｃである。領域Ｄを照明する第２の光源の組は、第２の光源３０９ｄである。領域Ｅを照明する第２の光源の組は、第２の光源３０９ｅである。図４３に示すように、第２の光源３０９を構成する５つ組のＬＥＤ素子は、組ごとに個別に駆動制御される。
【０３５２】
領域Ａの第２の光源３０９ａから出射された光は、導光素子６０ａに入射する。領域Ａの第２の光源３０９ａは、第２の光源３０９に含まれる光源である。同様に、領域Ｂの第２の光源３０９ｂから出射された光は、導光素子６０ｂに入射する。領域Ｃの第２の光源３０９ｃから出射された光は、導光素子６０ｃに入射する。領域Ｄの第２の光源３０９ｄから出射された光は、導光素子６０ｄに入射する。領域Ｅの第２の光源３０９ｅから出射された光は、導光素子６０ｅに入射する。すなわち、導光素子６０の数は、第１の光源２０８を構成するＬＥＤ素子の組の数と等しい。また、導光素子６０の数は、第２の光源３０９を構成するレーザ発光素子の組の数と等しい。
【０３５３】
第１の光源２０８は、ＬＥＤ素子を用いる。第１の光源２０８のＬＥＤ素子は、青緑色の第１の光線２８１を出射する。青緑色の光は、青色の光と緑色の光とを混ぜた光である。第２の光源３０９は、レーザ発光素子を用いる。第２の光源３０９のレーザ発光素子は、赤色の第２の光線３９１を出射する。レーザ光の波長幅は狭い。すなわち、レーザ光は、色純度が高い。このため、赤色の光のレーザ発光素子を用いることで、赤色の色純度は向上する。すなわち、表示色の色再現範囲は広くなる。
【０３５４】
図４５は、実施の形態１０の液晶表示装置４０００を＋ｚ軸方向に見た概念図である。図４５に示すように、液晶表示素子１は、領域Ａから領域Ｅまでの領域に分けられる。領域の数は、導光素子６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅの数に対応している。また、領域の数は、第１の光源２０８を構成するＬＥＤ素子の組２０８ａ，２０８ｂ，２０８ｃ，２０８ｄ，２０８ｅの数に対応している。また、領域の数は、第２の光源３０９を構成するレーザ発光素子の組３０９ａ，３０９ｂ，３０９ｃ，３０９ｄ，３０９ｅの数に対応している。また、実施の形態１０の液晶表示装置４０００においては、第１の光源２０８を構成するＬＥＤ素子の組２０８ａ，２０８ｂ，２０８ｃ，２０８ｄ，２０８ｅは、組毎に個別に駆動制御されている。また、第２の光源３０９を構成するレーザ発光素子の組３０９ａ，３０９ｂ，３０９ｃ，３０９ｄ，３０９ｅは、組毎に個別に駆動制御されている。このため、画面の領域毎に輝度を制御するエリア制御が可能となる。エリア制御とは、ローカルディミングのことである。
【０３５５】
エリア制御によって、画面内の暗い部分は、対応した領域のＬＥＤ素子の組２０８ａ，２０８ｂ，２０８ｃ，２０８ｄ，２０８ｅの輝度を下げることが可能となる。また、画面内の暗い部分は、対応した領域のレーザ発光素子の組３０９ａ，３０９ｂ，３０９ｃ，３０９ｄ，３０９ｅの輝度を下げることが可能となる。このため、液晶表示装置４０００は、画面内のコントラストを向上させることが可能である。また、液晶表示装置４０００は、消費電力を減らすことが可能である。また、エリア制御によって、画像の切り替え時に、その領域に対応したＬＥＤ素子の組を消灯することが可能になり、また、その領域に対応したレーザ発光素子の組を消灯することが可能になる。画像の切り替え時とは、ブランキング期間のことで、テレビ画面のある１本の走査線の終わりから次の走査線に移る期間である。このブランキング期間は、画像が表示されない。対応した領域のＬＥＤ素子の組の消灯及びレーザ発光素子の組を消灯により、液晶表示装置４０００は、残像の影響を低減することができる。
【０３５６】
図４２を用いて各光線の伝わり方について説明する。図４２では、領域Ａについて説明する。領域Ａの第２の光線３９１ａは、端面６６１ａより導光素子６０ａに入射する。領域Ａの第２の光線３９１ａは、導光素子６０ａ内を−ｘ軸方向に伝播する。その後、第２の光線３９１ａは、端面６６１ｃで反射して＋ｚ軸方向に進行方向を変える。その後、第２の光線３９１ａは、端面６６１ｄで反射して＋ｘ軸方向に進行方向を変える。領域Ａの第２の光源３０９ａは、第２の光源３０９に含まれる。第２の光線３９１ａは、領域Ａの第２の光源３０９ａから出射される。領域Ａの第１の光源２０８ａから出射した領域Ａの第１の光線２８１ａは、＋ｘ軸方向へ進行する。そして領域Ａの第１の光線２８１ａは、導光素子６０ａの導光部６６２ｂに入射する。領域Ａの第１の光線２８１ａは、導光素子６０ａの導光部６６２ｂの中で第２光線３９１ａと混ざる。その後に、領域Ａの第１の光線２８１ａは、面発光導光板４に入射する。領域Ａの第１の光線２８１ａ及び領域Ａの第２の光線３９１ａは、混ざって光線３４３ａとなる。
【０３５７】
領域Ａの第１の光線２８１ａ、領域Ａの第２の光線３９１ａは、光入射面４１ａの領域Ａに対応する部分から面発光導光板４に入射し、＋ｘ軸方向に伝播する。光入射面４１ａは、面発光導光板４の端面である。光線３４３ａは、微細光学素子４２により照明光３４４に変換される。その後、照明光３４４は、液晶パネル１の裏面１ｂに向けて出射する。このとき照明光３４４は、領域Ａを主に照明する光となる。
【０３５８】
同様に、領域Ｂの第２の光線３９１ｂは、端面６６１ａより導光素子６０ｂに入射する。領域Ｂの第２の光線３９１ｂは、導光素子６０ｂ内を−ｘ軸方向に伝播する。その後、第２の光線３９１ｂは、端面６６１ｃで反射して＋ｚ軸方向に進行方向を変える。その後、第２の光線３９１ｂは、端面６６１ｄで反射して＋ｘ軸方向に進行方向を変える。領域Ｂの第２の光源３０９ｂは、第２の光源３０９に含まれる。第２の光線３９１ｂは、領域Ｂの第２の光源３０９ｂから出射される。領域Ｂの第２の光線３９１ｂは、領域Ｂの第１の光線２８１ｂと共に、領域Ｂに対応する端面４１ａの部分から面発光導光板４に入射し、領域Ｂを主に照明する照明光となる。領域Ｂの第１の光線２８１ｂは、領域Ｂの第１の光源２０８ｂより出射される光線である。
【０３５９】
同様に、領域Ｃの第２の光線３９１ｃは、端面６６１ａより導光素子６０ｃに入射する。領域Ｃの第２の光線３９１ｃは、導光素子６０ｃ内を−ｘ軸方向に伝播する。その後、第２の光線３９１ｃは、端面６６１ｃで反射して＋ｚ軸方向に進行方向を変える。その後、第２の光線３９１ｃは、端面６６１ｄで反射して＋ｘ軸方向に進行方向を変える。領域Ｃの第２の光源３０９ｃは、第２の光源３０９に含まれる。第２の光線３９１ｃは、領域Ｂの第２の光源３０９ｃから出射される。領域Ｃの第２の光線３９１ｃは、領域Ｃの第１の光線２８１ｃと共に、領域Ｃに対応する端面４１ａの部分から面発光導光板４に入射し、領域Ｃを主に照明する照明光となる。領域Ｃの第１の光線２８１ｃは、領域Ｃの第１の光源２０８ｃより出射される光線である。
【０３６０】
同様に、領域Ｄの第２の光線３９１ｄは、端面６６１ａより導光素子６０ｄに入射する。領域Ｄの第２の光線３９１ｄは、導光素子６０ｄ内を−ｘ軸方向に伝播する。その後、第２の光線３９１ｄは、端面６６１ｃで反射して＋ｚ軸方向に進行方向を変える。その後、第２の光線３９１ｄは、端面６６１ｄで反射して＋ｘ軸方向に進行方向を変える。領域Ｄの第２の光源３０９ｄは、第２の光源３０９に含まれる。第２の光線３９１ｄは、領域Ｂの第２の光源３０９ｄから出射される。領域Ｄの第２の光線３９１ｄは、領域Ｄの第１の光線２８１ｄと共に、領域Ｄに対応する端面４１ａの部分から面発光導光板４に入射し、領域Ｄを主に照明する照明光となる。領域Ｄの第１の光線２８１ｄは、領域Ｄの第１の光源２０８ｄより出射される光線である。
【０３６１】
同様に、領域Ｅの第２の光線３９１ｅは、端面６６１ａより導光素子６０ｅに入射する。領域Ｅの第２の光線３９１ｅは、導光素子６０ｅ内を−ｘ軸方向に伝播する。その後、第２の光線３９１ｅは、端面６６１ｃで反射して＋ｚ軸方向に進行方向を変える。その後、第２の光線３９１ｅは、端面６６１ｄで反射して＋ｘ軸方向に進行方向を変える。領域Ｅの第２の光源３０９ｅは、第２の光源３０９に含まれる。第２の光線３９１ｅは、領域Ｅの第２の光源３０９ｅから出射される。領域Ｅの第２の光線３９１ｅは、領域Ｅの第１の光線２８１ｅと共に、領域Ｅに対応する端面４１ａの部分から面発光導光板４に入射し、領域Ｅを主に照明する照明光となる。領域Ｅの第１の光線２８１ｅは、領域Ｅの第１の光源２０８ｅより出射される光線である。
【０３６２】
図４３に示すように、実施の形態１０によれば、制御部１１は、光源駆動部１３０を制御して、第１の光源２０８を構成するＬＥＤ素子の組２０８ａ，２０８ｂ，２０８ｃ，２０８ｄ，２０８ｅの組毎に輝度の調整ができ、また、第２の光源３０９を構成するレーザ発光素子の組３０９ａ，３０９ｂ，３０９ｃ，３０９ｄ，３０９ｅの組毎に輝度の調整ができる。すなわち、液晶表示装置４０００は、第１の光源２０８の輝度と第２の光源３０９の輝度との割合を調整できる。また、液晶表示装置４０００は、領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ毎の輝度の調整もできる。制御部１１は、映像信号に基づいて各光源２０８，３０９の発光量を調整し、各組２０８ａ，２０８ｂ，２０８ｃ，２０８ｄ，２０８ｅ，３０９ａ，３０９ｂ，３０９ｃ，３０９ｄ，３０９ｅの発光量を調整する。これにより、例えば、領域Ａが暗い画像では、領域Ａの第１の光源２０８ａの発光量を下げるとともに、領域Ａの第２の光源３０９ａの発光量を下げることができる。また、例えば領域Ｂが赤っぽい画像では、領域Ｂの第１の光源２０８ｂの発光量を下げることができる。赤っぽい画像とは、赤色をおびた画像のことである。つまり、赤色調の画像である。このように、画像に応じて領域毎に光源の発光量を調整することで、液晶表示装置４０００の消費電力を低減できる。また、画像に応じて領域毎に光源の発光量を調整することで、液晶表示装置４０００の画面内コントラストを向上させることができる。
【０３６３】
実施の形態１０によれば、導光部材６０を導光素子６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅに分割することで、領域毎の輝度の制御がより細やかに実施できる。各導光素子６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅと各レーザ発光素子の組３０９ａ，３０９ｂ，３０９ｃ，３０９ｄ，３０９ｅは、対応して配置されている。各レーザ発光素子の組３０９ａ，３０９ｂ，３０９ｃ，３０９ｄ，３０９ｅから出射された第２の光線３９１ａ，３９１ｂ，３９１ｃ，３９１ｄ，３９１ｅは、対応する導光素子６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅに入射する。第２の光線３９１は、導光素子６０と空気層との界面で全反射しながら−ｘ軸方向に伝播する。このため、第２の光線３９１ａ，３９１ｂ，３９１ｃ，３９１ｄ，３９１ｅは、対応する導光素子６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ内を進行する間に、同じ組の隣接する別のレーザ発光素子の光と重なり合う。同じ組のレーザ発光素子とは、図４４に示す、同じ導光素子６０に対応する３つのレーザ素子のことである。第２の光線３９１ａ，３９１ｂ，３９１ｃ，３９１ｄ，３９１ｅは、各レーザ発光素子の組３０９ａ，３０９ｂ，３０９ｃ，３０９ｄ，３０９ｅから出射された光線である。このレーザ光線は重なり合って、各導光素子のＹ軸方向の輝度分布が均一な線状の光となる。即ち、各レーザ発光素子の組３０９ａ，３０９ｂ，３０９ｃ，３０９ｄ，３０９ｅから出射された第２の光線３９１ａ，３９１ｂ，３９１ｃ，３９１ｄ，３９１ｅは、対応する導光素子６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅを伝播する間に線状の光となる。ここで線状の光とは、導光素子６０のＹ軸方向の長さと略同一の長さで輝度分布の均一な光である。
【０３６４】
実施の形態１０によれば、導光部材６０を導光素子６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅに分割し、第２の光源３０９を領域毎にレーザ発光素子の組３０９ａ，３０９ｂ，３０９ｃ，３０９ｄ，３０９ｅを構成している。このことで、各レーザ発光素子の組３０９ａ，３０９ｂ，３０９ｃ，３０９ｄ，３０９ｅから出射された第２の光線３９１ａ，３９１ｂ，３９１ｃ，３９１ｄ，３９１ｅは、領域毎に輝度分布の均一な線状光となって面発光導光板４に入射する。このため、領域毎にレーザ発光素子の組３０９ａ，３０９ｂ，３０９ｃ，３０９ｄ，３０９ｅを点灯させた際に、隣接する他の領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに光が漏れることなく、精度の良いエリア制御が可能である。
【０３６５】
実施の形態１０においても、前記実施の形態３と同様の効果を得ることができる。また、実施の形態１０では、任意の数の導光素子６０と、任意の数のＬＥＤ素子の組と、任意の数のレーザ発光素子の組とを採用している。任意の数のＬＥＤ素子の組は、各々組毎に発光量を変調することができる。また、任意の数のレーザ発光素子の組は、各々組毎に発光量を変調することができる。液晶表示装置４０００の任意の領域を照明するように、各ＬＥＤ素子の組は、各導光素子６０と対応した位置に設置されている。また、液晶表示装置４０００の任意の領域を照明するように、各レーザ発光素子の組は、各導光素子６０と対応した位置に設置されている。このため、液晶表示装置４０００は、画像に応じて領域毎に輝度を調整することができる。これにより、コントラストの向上が実現できる。また、消費電力の低減が実現できる。また、液晶表示装置４０００は、第２の光源３０９を液晶表示素子１の背面に配置し、導光部材６０を通して面発光導光板４に入射させる構成を取っている。液晶表示装置４０００は、導光部材６０を任意の数の導光素子６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅに分割することで、隣接する他の領域に光が漏れることなく、エリア制御が実現できる。したがって、実施の形態１０の液晶表示装置４０００は、エリア毎に点灯制御するための構成として有効である。
【０３６６】
実施の形態１０においては、導光部材６０を構成する導光素子６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅの数を５個とした。しかし、本発明は、これに限るものではない。導光素子の数は、個別点灯するエリアの数に合わせて決定される。導光素子の数は、導光部材６０の分割数である。
【０３６７】
実施の形態１０においては、第２の光源３０９に赤色のレーザ発光素子が採用された。しかし、本発明は、これに限るものではない。例えば、波長のピークが異なる赤色のレーザ発光素子を用いることができる。また、青色や緑色の光を放射するレーザ発光素子を用いることができる。なお、第１の光源２０８の光は、第２の光源３０９の光と混ざって白色の光となる必要がある。すなわち、第１の光源２０８の光は、第２の光源３０９の光に対して補色となる。
【０３６８】
《１１》実施の形態１１．
図４６は、実施の形態１１の液晶表示装置４００１（面光源装置２６００を含む）の構成の一例を概略的に示す断面図である。図４６において、図４２（実施の形態１０）に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付す。液晶表示装置４００１は、透過型表示装置である。
【０３６９】
実施の形態１１の導光部材７０６は、実施の形態１０における導光素子６０同様に、互いに同じ形状の任意の数の導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅで構成されている。導光部材７０６を構成する導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅの一つの端面が、拡散反射面で構成されている。図４６に示す導光素子７０６では、例えば、端面７６１ｄが、拡散反射面で構成されている。液晶表示装置４００１では、導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅの一つの端面が拡散反射面であるという相違点以外の点は、実施の形態１０と同じである。
【０３７０】
また、実施の形態１１は、実施の形態５に対して、導光部材５０６が導光素子に分割されているか否かの点で異なる。実施の形態５の導光部材５０６は、一体で形成されている。一方、実施の形態１１の導光部材７０６は、分割された導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅで構成されている。
【０３７１】
なお、実施の形態５でも説明したように、実施の形態１１でも、実施の形態１の図１の形態以外の図６及び図７の形態も取り得る。また、実施の形態１１においても、実施の形態４の図１２の形態を取り得る。実施の形態１１の端面７６１ｄに設けられた拡散反射面は、図１では、端面６１ｄに設けられ、図６では、端面１７１ｃに設けられ、図７では、端面１４１ｄに設けられ、図８では、端面６１ｄに設けられ、図１０では、端面６１ｄに設けられ、図１２では、端面４６１ｄに設けられることができる。
【０３７２】
また、実施の形態１１の導光部材７０６を構成する任意の数の導光素子は、図１に示す実施の形態では、導光部材６を任意の数に分割することで実現でき、図６に示す実施の形態では、第１の導光部材１０６及び第２の導光部材１０７を任意の数に分割することで実現でき、図７に示す実施の形態では、導光部材１０６を任意の数に分割することで実現でき、図８に示す実施の形態では、導光部材６を任意の数に分割することで実現でき、図１０に示す実施の形態では、導光部材６を任意の数に分割することで実現でき、図１２に示す実施の形態では、導光部材４０６を任意の数に分割することで実現できる。
【０３７３】
図４７は、実施の形態１１の液晶表示装置４００１を−ｚ軸方向に見た概念図である。導光部材７０６は、５個の導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅから構成される。導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅは、実施の形態５の導光部材５０６をｙ軸方向に５等分に分割した形状と略等しい形状をしている。すなわち、導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅは、互いに等しい形状を有する。導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅは、ｙ軸方向に等間隔で配置される。また、導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅは、ｘ軸方向及びｚ軸方向の位置が互いに等しい。
【０３７４】
導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅは、例えば、厚み２ｍｍの板状の部材である。また、導光部材７０６のｙ軸方向の全長は、面発光導光板４と同等かもしくは短い。導光部材７０６は、導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅで構成されている。導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅは、例えば、アクリル樹脂（例えば、ＰＭＭＡ）などの透明材料で作製されている。
【０３７５】
第１の光源２０８は、複数のＬＥＤ素子がｙ軸方向に１次元配列している。第１の光源２０８のＬＥＤ素子は、ｙ軸方向に同じ個数の任意の数の組に分けられている。実施の形態１１においては、実施の形態１０同様に、第１の光源２０８は、領域Ａの第１の光源２０８ａ、領域Ｂの第１の光源２０８ｂ、領域Ｃの第１の光源２０８ｃ、領域Ｄの第１の光源２０８ｄ及び領域Ｅの第１の光源２０８ｅの５組に分けられる。第１の光源２０８を構成する５組のＬＥＤ素子は、個別に駆動制御される。
【０３７６】
第２の光源３０９は、複数のレーザ発光素子がｙ軸方向に１次元配列している。第２の光源３０９のレーザ発光素子は、ｙ軸方向に同じ個数の任意の数の組に分けられている。実施の形態１１においては、実施の形態１０同様に、第２の光源３０９は、領域Ａの第２の光源３０９ａ、領域Ｂの第２の光源３０９ｂ、領域Ｃの第２の光源３０９ｃ、領域Ｄの第２の光源３０９ｄ、領域Ｅの第２の光源３０９ｅの５組に分けられる。第２の光源３０９を構成する５組のレーザ発光素子は、個別に駆動制御される。
【０３７７】
第２の光源３０９は、第２の光源３０９ａ、第２の光源３０９ｂ、第２の光源３０９ｃ、第２の光源３０９ｄ及び第２の光源３０９ｅを有する。領域Ａの第２の光源３０９ａから出射される第２の光線３９１ａは、光入射面７６１ａから導光素子７０６ａに入射する。同様に、領域Ｂの第２の光源３０９ｂから出射される第２の光線３９１ｂは、光入射面７６１ａから導光素子７０６ｂに入射する。領域Ｃの第２の光源３０９ｃから出射される第２の光線３９１ｃは、光入射面７６１ａから導光素子７０６ｃに入射する。領域Ｄの第２の光源３０９ｄから出射される第２の光線３９１ｄは、光入射面７６１ａから導光素子７０６ｄに入射する。領域Ｅの第２の光源３０９ｅから出射される第２の光線３９１ｅは、光入射面７６１ａから導光素子７０６ｅに入射する。
【０３７８】
すなわち、導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅの数は、第１の光源２０８を構成するＬＥＤ素子の組２０８ａ，２０８ｂ，２０８ｃ，２０８ｄ，２０８ｅの数に等しい。また、導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅの数は、第２の光源３０９を構成するレーザ発光素子３０９ａ，３０９ｂ，３０９ｃ，３０９ｄ，３０９ｅの組の数に等しい。
【０３７９】
第１の光源２０８のＬＥＤ素子は、青緑色の第１の光線２８１を出射する。青緑色の光は、青色の光と緑色の光とを混ぜた光である。第２の光源３０９のレーザ発光素子は、赤色の第２光線３９１を出射する。レーザ光の波長幅は狭い。すなわち、レーザ光は、色純度が高い。このため、赤色の光のレーザ発光素子を用いることで、赤色の色純度は向上する。すなわち、表示色の色再現範囲は広くなる。
【０３８０】
図４６は、実施の形態１０の液晶表示装置４００１（面光源装置２６００を含む）の構成の一例を概略的に示す構成図である。図４６を用いて各光線の伝わり方について説明する。第１の光源２０８から出射される第１の光線２８１は、広い角度強度分布を有する。領域Ａの第１の光源２０８ａは、広い角度強度分布を有する第２の光線２８１ａを出射する。領域Ａの第１の光源２０８ａは、第１の光源２０８に含まれる。領域Ａの第１の光源２０８ａから出射される第１の光線２８１ａは、＋ｘ軸方向へ進行する。その後、第１の光線２８１ａは、導光素子７０６ａの導光部７６２ｂに入射する。
【０３８１】
第２の光源３０９に含まれる領域Ａの第２の光源３０９ａは、光線３９１ａを出射する。領域Ａの第２の光源３０９ａは、第２の光源３０９に含まれる。第２の光線３９１ａは、光入射面７６１ａから導光素子７０６ａに入射する。第２の光線３９１ａは、導光素子７０６ａと空気層との界面において全反射を繰り返し、導光素子７０６ａ内を−ｘ軸方向に進行する。第２の光線３９１ａは、端面７６１ｃで反射して＋ｚ軸方向に進行する。このとき、第２の光線３９１ａの角度強度分布は、保存される。したがって、拡散反射面７６１ｄに達する第２の光線３９１ａの角度強度分布は、第２光源３０９ａから出射された際の第２の光線３９１ａの角度強度分布と等しい。拡散反射面７６１ｄに達する第２の光線３９１ａの角度強度分布の半値全角は、第２光源３０９ａから出射された際の第２の光線３９１ａの角度強度分布の半値全角と等しい。角度強度分布の半値全角は、例えば、５°である。第２の光線３９１ａは、拡散反射面７６１ｄで反射して、面発光導光板４の光入射面４１ａの方向（略＋ｘ軸方向）に進行方向を変える。拡散反射面７６１ｄで反射する際、第２の光線３９１ａは拡散する。これにより、第２の光線３９１ａの角度強度分布の半値全角は、大きくなる。
【０３８２】
同様に、領域Ｂの第２の光源３０９ｂから出射される光は、導光素子７０６ｂを伝播することにより、角度強度分布の半値全角を大きくすることができる。また、領域Ｃの第２の光源３０９ｃから出射される光は、導光素子７０６ｃを伝播することにより、角度強度分布の半値全角を大きくすることができる。領域Ｄの第２の光源３０９ｄから出射される光は、導光素子７０６ｄを伝播することにより、角度強度分布の半値全角を大きくすることができる。領域Ｅの第２の光源３０９ｅから出射される光は、導光素子７０６ｅを伝播することにより、角度強度分布の半値全角を大きくすることができる。
【０３８３】
第１の光源２０８の光源の種類は、第２光源３０９の光源の種類と異なる。また、第１の光源２０８の角度強度分布は、第２光源３０９の角度強度分布と異なる。第１の光源２０８は、ＬＥＤ素子を採用している。第２の光源３０９は、レーザ発光素子を採用している。このような場合でも、導光部材７０６は、狭い角度強度分布を有する光源の角度強度分布を、広い角度強度分布を有する光源の角度強度分布と一致させることができる。このため、導光部材７０６は、第１の光線２８１により生成される面発光導光板４の面内輝度分布と、第２の光線３９１により生成される面発光導光板４の面内輝度分布との差を抑制できる。第１の光線２８１は、第１の光源２０８から出射した光線である。第２の光線３９１は、第２の光源３０９から出射した光線である。これにより、第１の光源２０８が第２の光源３０９と異なるスペクトルを有する場合でも、液晶表示装置４００１は色むらを抑制できる。
【０３８４】
第１の光線２８１ａは、導光素子７０６ａの中を伝播し、光入射面４１ａの領域Ａに対応する部分から面発光導光板４に入射し、面発光導光板４内を＋ｘ軸方向に伝播する。第２の光線３９１ａは、導光素子７０６ａの中を伝播し、光入射面４１ａの領域Ａに対応する部分から面発光導光板４に入射し、面発光導光板４内を＋ｘ軸方向に伝播する。第１光線２８１ａ及び第２光線３９１ａは、微細光学素子４２により照明光３４４に変換される。照明光３４４は、液晶パネル１の裏面１ｂに向けて出射する。このとき照明光３４４は領域Ａを主に照明する光となる。
【０３８５】
同様に、第１の光線２８１ｂは、導光素子７０６ｂの中を伝播し、光入射面４１ａの領域Ｂに対応する部分から面発光導光板４に入射し、面発光導光板４内を＋ｘ軸方向に伝播する。第２の光線３９１ｂは、導光素子７０６ｂの中を伝播し、光入射面４１ａの領域Ｂに対応する部分から面発光導光板４に入射し、面発光導光板４内を＋ｘ軸方向に伝播する。第１光線２８１ｂ及び第２光線３９１ｂは、微細光学素子４２により照明光３４４に変換される。照明光３４４は、液晶パネル１の裏面１ｂに向けて出射する。このとき照明光３４４は、領域Ｂを主に照明する光となる。
【０３８６】
第１の光線２８１ｃは、導光素子７０６ｃの中を伝播し、光入射面４１ａの領域Ｃに対応する部分から面発光導光板４に入射し、面発光導光板４内を＋ｘ軸方向に伝播する。第２の光線３９１ｃは、導光素子７０６ｃの中を伝播し、光入射面４１ａの領域Ｃに対応する部分から面発光導光板４に入射し、面発光導光板４内を＋ｘ軸方向に伝播する。第１光線２８１ｃ及び第２光線３９１ｃは、微細光学素子４２により照明光３４４に変換される。照明光３４４は、液晶パネル１の裏面１ｂに向けて出射する。このとき照明光３４４は、領域Ｃを主に照明する光となる。
【０３８７】
第１の光線２８１ｄは、導光素子７０６ｄの中を伝播し、光入射面４１ａの領域Ｄに対応する部分から面発光導光板４に入射し、面発光導光板４内を＋ｘ軸方向に伝播する。第２の光線３９１ｄは、導光素子７０６ｄの中を伝播し、光入射面４１ａの領域Ｄに対応する部分から面発光導光板４に入射し、面発光導光板４内を＋ｘ軸方向に伝播する。第１光線２８１ｄ及び第２光線３９１ｄは、微細光学素子４２により照明光３４４に変換される。照明光３４４は、液晶パネル１の裏面１ｂに向けて出射する。このとき照明光３４４は、領域Ｄを主に照明する光となる。
【０３８８】
第１の光線２８１ｅは、導光素子７０６ｅの中を伝播し、光入射面４１ａの領域Ｅに対応する部分から面発光導光板４に入射し、面発光導光板４内を＋ｘ軸方向に伝播する。第２の光線３９１ｅは、導光素子７０６ｅの中を伝播し、光入射面４１ａの領域Ｅに対応する部分から面発光導光板４に入射し、面発光導光板４内を＋ｘ軸方向に伝播する。第１光線２８１ｅ及び第２光線３９１ｅは、微細光学素子４２により照明光３４４に変換される。照明光３４４は、液晶パネル１の裏面１ｂに向けて出射する。このとき照明光３４４は、領域Ｅを主に照明する光となる。
【０３８９】
実施の形態１１では、任意の数の導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅを採用している。実施の形態１１では、任意の数のＬＥＤ素子の組２０８ａ，２０８ｂ，２０８ｃ，２０８ｄ，２０８ｅを採用している。実施の形態１１では、任意の数のレーザ発光素子の組３０９ａ，３０９ｂ，３０９ｃ，３０９ｄ，３０９ｅを採用している。ＬＥＤ素子の組２０８ａ，２０８ｂ，２０８ｃ，２０８ｄ，２０８ｅは、組毎に発光量を調整することができる。レーザ素子の組３０９ａ，３０９ｂ，３０９ｃ，３０９ｄ，３０９ｅは、組毎に発光量を調整することができる。
【０３９０】
導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅは、液晶表示装置４００１の領域に対応した位置に設置される。ＬＥＤ素子の組２０８ａ，２０８ｂ，２０８ｃ，２０８ｄ，２０８ｅは、液晶表示装置４００１の対応する領域を照明する。レーザ発光素子の組３０９ａ，３０９ｂ，３０９ｃ，３０９ｄ，３０９ｅは、液晶表示装置４００１の対応する領域を照明する。このため、液晶表示装置４００１は、画像に応じて領域毎に輝度を調整することができる。これにより、液晶表示装置４００１は、コントラストを向上できる。また、液晶表示装置４００１は、消費電力を低減できる。
【０３９１】
また、第２の光源３０９を面発光導光板４の背面側に配置し、導光部材７０６を通して面発光導光板４に入射させる構成においても、液晶表示装置４００１は、導光部材７０６を任意の数の導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅに分割することで、隣接する他の領域に光が漏れ難くなり、精度の良いエリア点灯制御を実現できる。
【０３９２】
実施の形態１１においても、実施の形態１０と同様の効果を得ることができる。また、実施の形態１１では、互いに異なる角度強度分布を有する異なる種類の光源を採用している。このような場合でも、導光部材７０６は、狭い角度強度分布を有する光源の角度強度分布を、広い角度強度分布を有する光源の角度強度分布と一致させることができる。このため、液晶表示装置４００１は、色むらを抑制することができる。
【０３９３】
通常、単一色性の高い光源を少なくとも１種類用いて白色光を生成することで、色再現範囲を拡大することができる。単一色性の高い光源としては、一般的にレーザ発光素子が考えられる。また、レーザ発光素子は、指向性が高い。このため、色再現範囲を拡大する場合、液晶表示装置は、異なる角度強度分布を有する異なる種類の光源を採用する。したがって、実施の形態１１は、色再現範囲を広げるための構成としても有効である。
【０３９４】
なお、実施の形態１１は、互いに異なる角度強度分布を有する異なる種類の光源の角度強度分布を一致させることが目的である。従って、実施の形態１１において、導光素子７０６の端面７６１ｄに備えられた拡散構造を、第２光線３９１ａの光路上の他の反射面７６１ｃに備えることによっても同様の効果が得られる。
【０３９５】
但し、拡散構造によって第２光線３９１ａの角度強度分布は広げられる。このため、拡散構造が面発光導光板４の光入射面４１ａの近傍に備えられると、面発光導光板４に入射する第２の光源３０９の光量の減少を抑えることができる。なぜなら、拡散構造が導光部材７０６の光入射面７６１ａに近い部分に設けられると、光が散乱して、全反射の条件を満たさなくなる光線が増えるため、導光部材７０６の中を伝播する光量が減少するからである。このことからも、拡散構造は、導光部材７０６の端面７６１ｅの近傍に備えられることが好ましい。つまり、拡散構造は、面発光導光板４の光入射面４１ａの近傍に備えられることが好ましい。
【０３９６】
例えば、拡散構造は、図４８のように端面７６１ｅ上で、第２の光線３９１ａが導光素子７０６ａから出射する領域に備えられても良い。また、例えば、図４９のように導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅと面発光導光板４との間に、拡散素子７００を備えても良い。導光部材７０６は、出射面の表面に拡散素子７００を備えても良い。また、導光部材７０６は、出射面の近傍の導光部材７０６の内部に拡散素子７００を備えても良い。また、面発光導光板４は、光入射面４１ａの表面に拡散素子７００を備えても良い。また、光入射面４１ａの表面を拡散構造としても良い。また、面発光導光板４は、光入射面４１ａの近傍の面発光導光板４の内部に拡散素子７００を備えても良い。
【０３９７】
図４８及び図４９で示した実施の形態や、これらと同等と示した実施の形態の場合、拡散素子７００や拡散構造は、第２の光線３９１に加えて、第１の光線２８１も拡散する。しかし、第１の光線２８１は、もともと角度強度分布が広いため、第１の光線２８１の角度強度分布の変化は、第２の光線３９１に比べて小さい。このため、導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅと面発光導光板４との間に拡散素子７００等を設けても、拡散構造を反射面７６１ｄに設けた場合と同等の効果を得ることができる。
【０３９８】
拡散構造は、端面７６１ｅの表面に形成される。拡散構造は、光入射面４１ａの表面に形成される。拡散構造は、拡散素子７００の表面に形成される。例えば、拡散構造は、細かな凹レンズが複数形成された構造であっても良い。また、拡散構造は、細かな凸レンズが複数形成された構造であっても良い。また、拡散構造は、細かなピラミッド形状が複数形成された構造であっても良い。また、ブラスト加工により細かでランダムな凹凸形状が形成された構造であっても良い。また、周囲の材質と異なる屈折率を有する粒子を塗装によって付着させても良い。また、拡散素子７００は、その内部に周囲の材質と異なる屈折率を有する粒子を含む素子であっても良い。
【０３９９】
なお、導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅは、互いに等しい形状を有している。そのため、拡散構造は、各導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅで同じものが採用される。
【０４００】
実施の形態１１においては、導光部材７０６を構成する導光素子の数を５個としたが、本発明は、これに限るものではない。導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅの数は、エリア個別点灯の必要エリア数に合わせて決定される。導光素子７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅの数は、導光部材７０６の分割数である。
【０４０１】
実施の形態１１においては、第２光源３０９に赤色のレーザ発光素子が採用された。しかし、本発明は、これに限るものではない。例えば、波長のピークが異なる赤色のレーザ発光素子を用いることができる。また、青色や緑色の光を放射するレーザ発光素子を用いることができる。なお、第１の光源２０８の光は、第２の光源３０９の光と混ざって白色の光となる必要がある。すなわち、第１の光源２０８の光は、第２の光源３０９の光の補色となる。
【０４０２】
なお、上述の各実施の形態において、液晶表示装置のバックライト装置として発明の説明している。このため、混合光線は、白色の光線となるが、白色以外の光線を除外するものではない。装置の用途に応じて白色以外の光線を生成することは可能である。
【０４０３】
なお、上述の各実施の形態において、例えば「略４５度」、「略＋ｘ軸方向」、「略等しい角度」、「略同じ面積」及び「略均一な白色の面状光」など、「略」又は「ほぼ」などの用語をつけた表現を用いている場合がある。これらは、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを表している。このため、請求の範囲に例え「略」を記載しない場合であっても製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むものである。また、請求の範囲に「略」を記載した場合は、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを示している。
【符号の説明】
【０４０４】
１  液晶表示素子（液晶パネル）、  １ａ  液晶パネルの表示面、  １ｂ  液晶パネルの背面（裏面）、  ２  第１の光学シート、  ３  第２の光学シート、  ４，４００  面発光導光板（導光拡散板）、  ５  光反射シート、  ６，１０６，１０７，１０８，４０６，４０８，５０６  導光部材（光路変更部材）、  ８，２０８  第１光源、  ９，２０９，３０９  第２光源、  １１  制御部、  １２  液晶パネル駆動部、  １３  光源駆動部、  ４１ａ，４１ｃ，１４１ａ，１４１ｄ  端面、  ４１ｂ，１４１ｂ  裏面、  ４２  微小光学素子、  ４３，２４３，３４３  光線、  ４４，２４４，３４４  照明光、  ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ，６１ｅ，１６１ａ，１６１ｂ，１６１ｃ，１７１ａ，１７１ｂ，１７１ｃ，１７１ｄ，４６１ａ，４６１ｂ，４６１ｃ，４６１ｄ，５６１ａ，５６１ｂ，５６１ｃ，５６１ｅ  端面、  ６２ａ，４６２ａ，５６２ａ  第１の導光部、  ６２ｂ，４６２ｂ，５６２ｂ  第２の導光部、  ８１，２８１  第１光線、  ９１，２９１，３９１  第２光線、  １００，１０１，１０２，１０３，１０４  液晶表示装置、  １４５  端部、  １８１，１８２，１８３，４８１，４８２  反射部材、  １８１ａ，１８２ａ，１８３ａ，４８１ａ，４８１ｂ，４８１ｃ，４８２ａ  反射面、  ２００，２０１，２０２，２０３，２０４  面光源装置（バックライトユニット）、  ５６１ｄ  導光部材の拡散反射面、  １０１１  液晶表示素子（液晶パネル）、  １０１１ａ  液晶パネルの表示面、  １０１１ｂ  液晶パネルの背面（裏面）、  １０１２  第１の光学シート、  １０１３  第２の光学シート、  １０１５  面発光導光板（導光拡散板）、  １０１５ａ  面発光導光板の前面（発光面）、  １０１５ｂ  面発光導光板の背面、  １０１５ｃ  面発光導光板の側面（光入射面）、  １０１５ｄ  面発光導光板の側面（光入射面の反対側の端面）、  １０１５ｅ  面発光導光板の混合領域、  １０１５ｆ  面発光導光板の混合領域以外の領域、  １０１６，１０１６ａ  微小光学素子、  １０１７  光反射シート、  １０１８  第１光源、  １１００，１１１０，１２００，１３００，１４００，１５００，１６００，１７００，１８００，１９００，２０００，２１００，２２００，２３００，２４００，２５００，２６００  面光源装置（バックライトユニット）、  １１０１，１１１１，１２０１，１３０１，１４０１，１５０１，１６０１，１７０１，１８０１，１９０１，２００１，２１０１，２２０１，２３０１，２４０１  第２光源、  １１０２，１１１２，１９０２  拡散反射部材（光路変更部材）、  １２０２，１３０２，１４０２，１５０２，１５０３，１６０２，１７０２，２００２，２１０２，２２０２，２３０２，２４０２  光反射ミラー（光路変更部材）、  １６１０，１７１０，１８１０，２３１０，２４１０  光源側導光部材（他の光路変更部材）、  ３００１，３０１１，３００２，３００６，３００７，３００８，３００９，３０１３，３０１４  液晶表示装置、  Ｌ１１，Ｌ２１，Ｌ３１，Ｌ４１，Ｌ５１Ｌ６１，Ｌ７１，Ｌ８１，Ｌ９１，Ｌ１０１，Ｌ１１１，Ｌ１２１，Ｌ１３１，Ｌ１４１  第１光線、  Ｌ１２，Ｌ２２，Ｌ３２，Ｌ４２，Ｌ５２，Ｌ６２，Ｌ７２，Ｌ８２，Ｌ９２，Ｌ１０２，Ｌ１１２，Ｌ１２２，Ｌ１３２，Ｌ１４２  第２光線、  Ｌ１３，Ｌ２３，Ｌ６３，Ｌ７３，Ｌ８３，Ｌ９３，Ｌ１３３，Ｌ１４３  混合光線、  Ｌ１４，Ｌ２４，Ｌ６４，Ｌ７４，Ｌ８４，Ｌ９４，Ｌ１３４，Ｌ１４４  照明光、  ６００  拡散素子、  ６０，７０６  導光部材（光路変更部材）、  ６６１ａ，６６１ｂ，６６１ｃ，６６１ｄ，６６１ｅ，７６１ａ，７６１ｂ，７６１ｃ，７６１ｄ，７６１ｅ  端面、  ６６２ａ，７６２ａ  第１の導光部、  ６６２ｂ，７６２ｂ  第２の導光部、  １３０  光源駆動部、  ６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６０ｅ，７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄ，７０６ｅ  導光素子、  ７００，１１２０  拡散素子。
【図１】
2012099099.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年11月21日(2012.11.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面に設けられた入射面からの光を導光して表面から発光させる面発光導光部と、
前記面発光導光部の入射面方向外部に設けられ、ＬＥＤ光線を発するＬＥＤ光源と、
前記面発光導光部の背面方向外部に設けられ、レーザ光線を発するレーザ光源と、
前記レーザ光源から発せられた前記レーザ光線を前記面発光導光部の入射面から入射するよう導光するレーザ光線導光部と、
を備えた面光源装置。
【請求項２】
前記面発光導光部の入射面に、光を拡散させる拡散素子を備えたことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
前記レーザ光線導光部は、前記レーザ光線を出射する出射面に光を拡散させる拡散構造を有することを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項４】
前記レーザ光線導光部は、前記レーザ光線を出射する出射面を有し、
前記出射面に、光を拡散させる拡散素子を備えたこと
を特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項５】
前記面発光導光部の入射面に、光を拡散させる拡散構造を有することを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項６】
前記レーザ光線導光部は、前記レーザ光線の角度強度分布を前記ＬＥＤ光線の角度強度分布に近付ける拡散構造を有することを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項７】
前記レーザ光線導光部は、前記レーザ光線の進行方向を変更させる反射面を有することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一つに記載の面光源装置。
【請求項８】
前記レーザ光線導光部は、前記レーザ光線の光軸に平行な面であって前記面発光導光部の表面に垂直な面で分割されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一つに記載の面光源装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか一つに記載の面光源装置を備えた液晶表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の一形態に係る面光源装置は、側面に設けられた入射面からの光を導光して表面から発光させる面発光導光部と、前記面発光導光部の入射面方向外部に設けられ、ＬＥＤ光線を発するＬＥＤ光源と、前記面発光導光部の背面方向外部に設けられ、レーザ光線を発するレーザ光源と、前記レーザ光源から発せられた前記レーザ光線を前記面発光導光部の入射面から入射するよう導光するレーザ光線導光部とを備えたことを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の一形態に係る液晶表示装置は、上記面光源装置を備えたことを特徴としている。
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月12日(2013.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面に設けられた光入射面からの光を導光して表面から出射させる面発光導光部と、
前記面発光導光部の光入射面方向外部に設けられＬＥＤ光線を発するＬＥＤ光源と、
前記面発光導光部の背面方向外部に設けられレーザ光線を発する複数のレーザ光源と、
前記面発光導光部の背面側に配列され、前記レーザ光源から発せられた前記レーザ光線を、光を入射する端面から入射して、前記ＬＥＤ光源が前記ＬＥＤ光線を発する方向と相反する一つの方向に進行させた後に、光を折返す部分で反射させて前記面発光導光部の光入射面から入射するよう導光するレーザ光線導光部と、
を備え、
前記レーザ光線導光部は、前記光を入射する端面から前記光を折返す部分までの距離が、前記レーザ光線が発散角により広がることで近接するレーザ光線と重なり合い線状の光を生成するための光学距離より長く設定された面光源装置。
【請求項２】
前記面発光導光部の光入射面に、光を拡散させる拡散素子を備えたことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
前記レーザ光線導光部は、前記レーザ光線を出射する出射面に光を拡散させる拡散構造を有することを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項４】
前記レーザ光線導光部は、前記レーザ光線を出射する出射面を有し、
前記出射面に、光を拡散させる拡散素子を備えたこと
を特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項５】
前記面発光導光部の光入射面に、光を拡散させる拡散構造を有することを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項６】
前記レーザ光線導光部は、前記レーザ光線の角度強度分布を前記ＬＥＤ光線の角度強度分布に近付ける拡散構造を有することを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。
【請求項７】
前記レーザ光線導光部は、前記レーザ光線の進行方向を変更させる反射面を有することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一つに記載の面光源装置。
【請求項８】
前記レーザ光線導光部は、前記レーザ光線の光軸に平行な面であって前記面発光導光部の表面に垂直な面で分割されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一つに記載の面光源装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか一つに記載の面光源装置を備えた液晶表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の一形態に係る面光源装置は、側面に設けられた光入射面からの光を導光して表面から出射させる面発光導光部と、前記面発光導光部の光入射面方向外部に設けられＬＥＤ光線を発するＬＥＤ光源と、前記面発光導光部の背面方向外部に設けられレーザ光線を発する複数のレーザ光源と、前記面発光導光部の背面側に配列され、前記レーザ光源から発せられた前記レーザ光線を、光を入射する端面から入射して、前記ＬＥＤ光源が前記ＬＥＤ光線を発する方向と相反する一つの方向に進行させた後に、光を折返す部分で反射させて前記面発光導光部の光入射面から入射するよう導光するレーザ光線導光部とを備え、
前記レーザ光線導光部は、前記光を入射する端面から前記光を折返す部分までの距離が、前記レーザ光線が発散角により広がることで近接するレーザ光線と重なり合い線状の光を生成するための光学距離より長く設定されたことを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係る面光源装置によれば、レーザ発光素子の温度を適温に保ち、レーザ発光素子の出射光量の温度による変化を抑制することができる。また、本発明に係る液晶表示装置によれば、レーザ発光素子の温度を適温に保ち、レーザ発光素子の出射光量の温度による変化を抑制することができる。
【国際調査報告】
2012099099.tif 000053
2012099099.tif 000054
2012099099.tif 000055
2012099099.tif 000056