(57)【要約】【課題】画面輝度の高度化を図るためにカラーフィルタを省略すると共にその製造の容易化も図ったカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットを提供する。【解決手段】この発明のバックライトユニット３は、３原色に対応した光ファイバケーブル１７、１８、１９を、カラー液晶シャッタ２の１画素１３を形成するために並列的に配置された赤色用、緑色用、青色用のサブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂの配置順に従い且つその配列方向に沿って配置されたものとする。そして、各光ファイバケーブル１７、１８、１９は、その軸方向に沿って導かれてきた光をカラー液晶シャッタ２に向けて反射させるための溝孔２３を複数形成する。更に、赤色光用光ファイバケーブル１７の溝孔２３の間隔は、赤色用サブ画素Ｒ同士の間隔と同じとし、緑色光用光ファイバケーブル１８の溝孔２３の間隔は、緑色用サブ画素Ｇ同士の間隔と同じとすると共に、青色光用光ファイバケーブル１９の溝孔２３の間隔は青色用サブ画素Ｂ同士の間隔と同じとする。【選択図】図５
2010272274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色発光体を光源とした光を導く長尺体状の赤色光用導光体と、緑色発光体を光源とした光を導く長尺体状の緑色光用導光体と、青色発光体を光源とした光を導く長尺体状の青色光用導光体とを用いたカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットにおいて、
前記赤色用導光体、緑色光用導光体及び青色光用導光体は、カラー液晶シャッタの１画素を形成するために並列的に配置された赤色用、緑色用、青色用のサブ画素の配置順に従い且つその配置された方向に沿って平面状となるように配置されており、
前記赤色光用導光体には、この赤色光用導光体の長手方向に沿って導かれてきた赤色光を前記カラー液晶シャッタの方向に反射させる光反射手段が複数形成され、
前記緑色光用導光体には、この緑色光用導光体の長手方向に沿って導かれてきた緑色光を前記カラー液晶シャッタの方向に反射させる光反射手段が複数形成され、
更に、前記青色光用導光体には、この青色光用導光体の長手方向に沿って導かれてきた青色光を前記カラー液晶シャッタの方向に反射させる光反射手段が複数形成されていると共に、
前記赤色光用導光体の各光反射手段の間隔を、前記光反射手段で反射された光が前記赤色用サブ画素に入射されるように、前記赤色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法とし、
前記緑色光用導光体の各光反射手段の間隔を、前記光反射手段で反射された光が前記緑色用サブ画素に入射されるように、前記緑色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法とし、
更に、前記青色光用導光体の各光反射手段の間隔を、前記光反射手段で反射された光が前記青色用サブ画素に入射されるように、前記青色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法としたことを特徴としたカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニット。
【請求項２】
前記赤色光用導光体、前記緑色光用導光体及び前記青色光用導光体と前記カラー液晶シャッタとの間に厚みが相対的に薄い光拡散用構造体を介在させており、
この光拡散用構造体は、前記赤色光用導光体の光反射手段と対峙する部位に、前記赤色用サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を少なくとも設け、前記緑色光用導光線の光反射手段と対峙する部位に、前記緑色用サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を少なくとも設けると共に、前記青色光用導光線の光反射手段と対峙する部位に、前記青色用サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニット。
【請求項３】
前記異方性拡散手段は、前記導光体から光の入射される方向と交差する面で且つ前記導光部からの入射光が達する領域を少なくとも加工した高性能拡散レンズフィルムを用いることにより形成されたことを特徴とする請求項２に記載のカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニット。
【請求項４】
前記異方性拡散手段は、前記導光体からの光の入射される方向と交差する面で且つ前記導光部からの入射光が達する部位に凸型半円柱状のレンズを複数配置したレンチキュラーレンズアレイを用いることにより形成されたことを特徴とする請求項２に記載のカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニット。
【請求項５】
赤色発光体を光源とした光を導く長尺体状の赤色光用導光体と、緑色発光体を光源とした光を導く長尺体状の緑色光用導光体と、青色発光体を光源とした光を導く長尺体状の青色光用導光体とを用いたカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットの製造方法において、
前記導光体に対し、前記導光体の長手方向に沿って導かれてきた光を、赤色用、緑色用、青色用のサブ画素を有する画素を複数備えたカラー液晶シャッタに向けて反射させる光反射手段を複数形成し、且つ、前記赤色光用導光体の各光反射手段の間隔を前記赤色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法とし、前記緑色光用導光体の各光反射手段の間隔を前記緑色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法とし、更に、前記青色光用導光体の各光反射手段の間隔を前記青色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法とする工程と、
前記導光体を、前記カラー液晶シャッタの面に沿って、前記サブ画素が配列された方向及び順番に沿って規則的に平面状となるように配列すると共に、前記赤色光用導光体の反射手段をこの光反射手段から出射された光が前記赤色用サブ画素に入射されるように位置させ、前記緑色光用導光体の反射手段をこの光反射手段から出射された光が前記緑色用サブ画素に入射されるように位置させ、更に、前記青色光用導光体の反射手段をこの光反射手段から出射された光が前記青色用サブ画素に入射されるように位置させる工程と、
前記赤色光用導光体、前記緑色光用導光体及び前記青色光用導光体と前記カラー液晶シャッタとの間に、前記サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を設けた光拡散用構造体を介在させる工程と
を含むことを特徴とするカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カラー液晶ディスプレイ装置に用いられるバックライトユニットの構造に関し、特に消費電力量を抑えながら画面輝度の高度化を可能としたバックライトユニットの構造及びこのバックライトユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日において、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置は、テレビ、パソコン、携帯電話等の表示装置として広く用いられているが、この種の液晶ディスプレイ装置でカラー表示を行う手法としては、バックライトユニット(ＢＬＵ）から出射された白色光を液晶セル内の各画素に設けられたカラーフィルタ（ＣＦ）に入射させて、各画素の光の透過率を別々に制御することによって、任意の色を表示させる方法がこれまで一般的であった。
【０００３】
もっとも、このようなカラー表示手法では、カラーフィルタがバックライトユニットにより出射された光を吸収するため液晶画面の輝度が相対的に低下していたことから、この画面輝度を高めるために高輝度のバックライトユニットを必要としていたので、バックライトユニットによる消費電力量が相対的に大きくなるという問題があった。
【０００４】
このため、例えば特許文献１に示されるように、カラーフィルタ自体を省略して、光源から発せられた３原色の光を直接、液晶表示パネルの対応する画素に入射させると共に液晶パネルで光量を制御することによりカラー表示を行う構造とした、カラー液晶表示装置のバックライトユニットが既に発明されて公知となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５６０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
カラー液晶表示装置の画素は、３原色の各色に対応したサブ画素により構成されていると共に、各サブ画素の短手方向に沿った幅は、一般的には約１００マイクロメートルであることから、特許文献１に記載のバックライトでは、約１００マイクロメートルの微細な幅を有する３原色光を帯状に発する構造が要求されることとなる。
【０００７】
この点、特許文献１に記載のバックライトは、このような短手方向に沿った幅が約１００マイクロメートルの幅の導光部について、短手方向に沿った幅が約１５マイクロメートルの区切り部を介在させつつ３組ずつ並べ、各導光部に設けられた遮光膜により、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードの各ダイオードを光源とした光について、３原色に対応した導光部に入射させる構造の導光板を提案している。
【０００８】
そして、特許文献１では、上記導光板を製造するために、金型で溝を形成した後に光の反射又は遮光処理を行うか、導光板にレジストを塗布することにより露光及び現像処理を行い、このレジストパターンをマスクとして導光板をエッチングすることで溝を形成することを提案している。
【０００９】
しかしながら、特許文献１で提案されるように、金型で溝を形成した後に光の反射又は遮光処理を行う場合には、短手方向に沿った幅が約１５マイクロメートルとなる、きわめて狭い溝を高い寸法精度で形成する必要があるので、溝の形成が困難である。しかも、この溝内に反射光や遮光処理を行うために薄い光反射若しくは遮光の性質を有する金属箔膜等の薄い部材を収納する手法を採択したときには、金属箔膜を溝の長手方向に沿って真っ直ぐに延びた状態で溝内に収納することも困難である。
【００１０】
また、特許文献１で提案されるように、導光板にレジストを塗布することにより露光及び現像処理を行い、このレジストパターンをマスクとして導光板をエッチングする場合には、短手方向に沿った幅が約１５マイクロメートルとなるようなきわめて狭い隙間が開くようにレジストを導光板に塗布するのは困難であり、且つ導光板をエッチングする際にも溝の短手方向に沿った幅が上端から下端まで均等に約１５マイクロメートルとなるようにするためには高い寸法精度が要求される。
【００１１】
このため、特許文献１で提案される導光板を製造する手法では、導光板の製造がきわめて困難であり、光の反射又は遮光処理或いはレジストの塗布、エッチング等の加工を要するため導光板の製造工程も複雑化すると共に、これらの加工に時間を要するという不具合を有する。
【００１２】
そこで、本発明は、画面輝度の高度化を図るためにカラーフィルタを省略すると共に製造の容易化も図ったカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニット及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係るカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットは、赤色発光体を光源とした光を導く長尺体状の赤色光用導光体と、緑色発光体を光源とした光を導く長尺体状の緑色光用導光体と、青色発光体を光源とした光を導く長尺体状の青色光用導光体とを用いたカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットにおいて、前記赤色用導光体、緑色光用導光体及び青色光用導光体は、カラー液晶シャッタの１画素を形成するために並列的に配置された赤色用、緑色用、青色用のサブ画素の配置順に従い且つその配置された方向に沿って平面状となるように配置されており、前記赤色光用導光体には、この赤色光用導光体の長手方向に沿って導かれてきた赤色光を前記カラー液晶シャッタの方向に反射させる光反射手段が複数形成され、前記緑色光用導光体には、この緑色光用導光体の長手方向に沿って導かれてきた緑色光を前記カラー液晶シャッタの方向に反射させる光反射手段が複数形成され、更に、前記青色光用導光体には、この青色光用導光体の長手方向に沿って導かれてきた青色光を前記カラー液晶シャッタの方向に反射させる光反射手段が複数形成されていると共に、前記赤色光用導光体の各光反射手段の間隔を、前記光反射手段で反射された光が前記赤色用サブ画素に入射されるように、前記赤色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法とし、前記緑色光用導光体の各光反射手段の間隔を、前記光反射手段で反射された光が前記緑色用サブ画素に入射されるように、前記緑色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法とし、更に、前記青色光用導光体の各光反射手段の間隔を、前記光反射手段で反射された光が前記青色用サブ画素に入射されるように、前記青色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法としたことを特徴としている（請求項１）。ここで、赤色発光体とは、例えば赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）を言い、緑色発光体とは、例えば緑色発光ダイオード（ＬＥＤ）を言い、青色発光体とは、例えば青色発光ダイオード（ＬＥＤ）を言う。また、各導光体は、例えば赤、緑、青のいずれかの色を発する発光体を光源とした光を導くコアとこのコアの周囲を覆うものでこのコアより低屈折率のクラッドとから成る光ファイバケーブルが該当する。また、導光体は、例えば赤、緑、青のいずれかの色を発する発光体を光源とした光を導く略直方体のコアと、これらのコアの周囲についてその一面を除いて覆うもので、一枚の板状を成すと共に前記コアが挿入・係合可能な直線の条状の溝を複数有し、且つ各コアよりも低屈折率であるクラッドとから成る光導波路が該当する。更に、光反射手段とは、例えばレーザー加工等により導光体のうちカラー液晶シャッタとは反対側又はカラー液晶シャッタと同じ側の側面にて三角形に切り欠かれることで形成された溝孔を言う。これは、以下においても同様である。
【００１４】
これにより、各導光体は、サブ画素のうち同じ色用のサブ画素の配列方向に沿って配置する必要がないので、導光体の幅をサブ画素の短手方向寸法以下に設定する必要がなくなる。また、導光体に形成する光反射手段の列は赤色用サブ画素、緑色用サブ画素及び青色用サブ画素の配列方向に沿って並ぶように形成するため、光反射手段と光反射手段との間の間隔は、各サブ画素の短手方向の幅を相対的に狭くしてもそれに応じて定めることができるので、テレビジョン等の同一面積の画面でも画素数を相対的に多くすることが可能となる。
【００１５】
そして、この発明に係るカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットは、前記赤色光用導光体、前記緑色光用導光体及び前記青色光用導光体と前記カラー液晶シャッタとの間に厚みが相対的に薄い光拡散用構造体を介在させており、この光拡散用構造体は、前記赤色光用導光体の光反射手段と対峙する部位に、前記赤色用サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を少なくとも設け、前記緑色光用導光線の光反射手段と対峙する部位に、前記緑色用サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を少なくとも設けると共に、前記青色光用導光線の光反射手段と対峙する部位に、前記青色用サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を設けたことを特徴としている（請求項２）。前記異方性拡散手段は、前記導光体から光の入射される方向と交差する面で且つ前記導光部からの入射光が達する領域を少なくとも加工した高性能拡散レンズフィルムを用いることにより形成されたもの（請求項３）や、前記導光体からの光の入射される方向と交差する面で且つ前記導光部からの入射光が達する部位に凸型半円柱状のレンズを複数配置したレンチキュラーレンズアレイを用いることにより形成されたもの（請求項４）が挙げられる。
【００１６】
これにより、導光体に対し間隔を開けて配置した光反射手段により反射された光をカラー液晶シャッタに向けて出射する構成としても、光拡散用構造体の異方性光拡散手段により、同じ導光体の長手方向に沿った方向では光反射手段で反射されて出射される光同士が相互に且つ略扇状に拡散することにより連続するので、導光体を光の出射方向から見た場合でも光が散点的に出射されてしまうことを回避することができると共に、隣り合うサブ画素には他の導光体からの光が拡散されて来ないので、導光体と導光体との間に遮光手段を用いる必要がない。
【００１７】
また、この発明に係るカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットの製造方法は、赤色発光体を光源とした光を導く長尺体状の赤色光用導光体と、緑色発光体を光源とした光を導く長尺体状の緑色光用導光体と、青色発光体を光源とした光を導く長尺体状の青色光用導光体とを用いたカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットの製造方法において、前記導光体に対し、前記導光体の長手方向に沿って導かれてきた光を、赤色用、緑色用、青色用のサブ画素を有する画素を複数備えたカラー液晶シャッタに向けて反射させる光反射手段を複数形成し、且つ、前記赤色光用導光体の各光反射手段の間隔を前記赤色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法とし、前記緑色光用導光体の各光反射手段の間隔を前記緑色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法とし、更に、前記青色光用導光体の各光反射手段の間隔を前記青色用サブ画素同士の間隔と同じ寸法とする工程と、前記導光体を、前記カラー液晶シャッタの面に沿って、前記サブ画素が配列された方向及び順番に沿って規則的に平面状となるように配列すると共に、前記赤色光用導光体の反射手段をこの光反射手段から出射された光が前記赤色用サブ画素に入射されるように位置させ、前記緑色光用導光体の反射手段をこの光反射手段から出射された光が前記緑色用サブ画素に入射されるように位置させ、更に、前記青色光用導光体の反射手段をこの光反射手段から出射された光が前記青色用サブ画素に入射されるように位置させる工程と、前記赤色光用導光体、前記緑色光用導光体及び前記青色光用導光体と前記カラー液晶シャッタとの間に、前記サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を設けた光拡散用構造体を介在させる工程とを含むことを特徴としている（請求項５）。
【００１８】
これにより、導光体と導光体との間に溝を形成してその溝の内面に光の反射や遮光処理を施したり、遮光性を有した金属箔膜等の部材を配置したりする構成を省略することができ、且つ各工程も相対的に簡易であるので、カラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットの製造時間の短縮化、製造コストの削減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、請求項１に記載の発明によれば、各導光体は、サブ画素のうち同じ色用のサブ画素の配列方向に沿って配置する必要がないので、導光体の幅をサブ画素の短手方向寸法以下に設定する必要がなくなる。また、導光体に形成する光反射手段の列は赤色用サブ画素、緑色用サブ画素及び青色用サブ画素の配列方向に沿って並ぶように形成するため、光反射手段と光反射手段との間の間隔は、各サブ画素の短手方向の幅を相対的に狭くしてもそれに応じて定めることができるので、テレビジョン等の同一面積の画面でも画素数を相対的に多くすることが可能となり、テレビジョン等のカラー液晶ディスプレイ装置のさらなる高画質化を図ることができる。
【００２０】
特に、請求項２に記載の発明によれば、前記赤色光用導光体、前記緑色光用導光体及び前記青色光用導光体と前記カラー液晶シャッタとの間に厚みが相対的に薄い光拡散用構造体を介在させており、この光拡散用構造体は、前記赤色光用導光体の光反射手段と対峙する部位に、前記赤色用サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を少なくとも設け、前記緑色光用導光線の光反射手段と対峙する部位に、前記緑色用サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を少なくとも設けると共に、前記青色光用導光線の光反射手段と対峙する部位に、前記青色用サブ画素の長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制される異方性光拡散手段を設けた出射する構成としても、光拡散用構造体の異方性光拡散手段により、同じ導光体の長手方向に沿った方向では光反射手段で反射されて出射される光同士が相互に且つ略扇状に拡散することにより連続するので、導光体を光の出射方向から見た場合でも光が散点的に出射されてしまうことを回避することができると共に、隣り合うサブ画素には他の導光体からの光が拡散されて来ないので、導光体と導光体との間に遮光手段を配置する必要がないことから、カラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットの製造工数の削減及び製造コストの削減を図ることができる。
【００２１】
そして、請求項５に記載の発明によれば、導光体と導光体との間に溝を形成してその溝の内面に光の反射や遮光処理を施したり、遮光性を有した金属箔膜等の部材を配置したりする構成を省略することができ、且つ各工程も相対的に簡易であるので、カラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットの製造時間の短縮化、製造コストの削減を図ることができる。
【００２２】
さらに、請求項１から請求項５に記載の発明によれば、カラーフィルタを省略しているので、このカラーフィルタがない分、バックライトからカラー液晶シャッタまでの光の吸収率を抑制することが可能となり、これに伴い、バックライトの輝度を相対的に抑制することができるので、カラー液晶ディスプレイ装置の省電力化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、この発明に係るバックライトユニットを用いたカラー液晶ディスプレイ装置の一例の概略図である。
【図２】図２は、同上のカラー液晶ディスプレイ装置のカラー液晶シャッタにおける画素並びに各画素を形成するサブ画素の構成及び配列を示した概略図である。
【図３】図３は、同上のカラー液晶ディスプレイ装置の断面の概略図である。
【図４】図４は、図３の一画素に対応した拡大断面図である。
【図５】図５は、同上のバックライトユニットを構成する光ファイバケーブルにおけるカラー液晶シャッタのサブ画素に対する配列の仕方を示す説明図である。
【図６】図６は、同上のカラー液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットを構成する光ファイバケーブル、特にその反射手段を示した説明図であり、図６（ａ）はカラー液晶シャッタ側から見た状態を示す平面図、図６（ｂ）は当該光ファイバケーブルを軸方向に沿って切断して径方向から見た状態を示す断面図、図６（ｃ）はカラー液晶シャッタとは反対側から見た状態を示す底面図、図６（ｄ）は当該光ファイバケーブルを径方向に沿って切断して軸方向から見た状態を示す断面図である。
【図７】図７は、光ファイバケーブルの軸方向に沿って導かれた光が反射手段により反射されて光拡散用構造体を透過する状態を示した説明図の１つであり、光ファイバケーブルの径方向から見て光が拡散していない状態を示す概略図である。
【図８】図８は、光ファイバケーブルの軸方向に沿って導かれた光が反射手段により反射されて光拡散用構造体を透過する状態を示した説明図の１つであり、光ファイバケーブルの軸向から見て光が拡散した状態を示す概略図である。
【図９】図９は、光ファイバケーブルの軸方向に沿って導かれた光が反射手段により反射されて光拡散用構造体を透過する状態を示した説明図の１つであり、同じサブ画素に出射される光が連続した状態になっていることを示す概略図である。
【図１０】図１０は、バックライトユニットにおいて、光ファイバケーブルの代わりに光導波路を用いた、異なる実施例を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１において、この発明が用いられるカラー液晶ディスプレイ装置１を簡略化した構成が示されており、このカラー液晶ディスプレイ装置１は、カラー液晶シャッタ（カラー液晶パネルとも称する。）２と、このカラー液晶シャッタ２のリア（後面）側に配置されたバックライトユニット３と、これらのカラー液晶シャッタ２の表示駆動制御及びバックライトユニット３の発光制御を行うための駆動制御回路を搭載した駆動制御回路基板（図示せず。）とで基本的に構成されている。
【００２６】
カラー液晶シャッタ２は、透光性を有するもので、図３及び図４に示されるように、対向して配置されたプレート状の偏光フィルム４、５の間においてフロント（前面）側ガラス６、液晶７、及びリア側ガラス８を少なくとも層状に有すると共に、リア側ガラス８と液晶７との境界部位にはＴＦＴアレイ基板１０、フロント側ガラス６と液晶７との境界部位には対向基板９が配置されており、更に、対向基板９にはブラックマトリックス１１が配置されている。
【００２７】
このような構成から成るカラー液晶シャッタ２は、図１に示されるようにカラー液晶シャッタ２を出力表示面１２側から見て、図２に示されるように規則的に並べられた複数の画素１３を有している。各画素１３は、赤色用サブ画素Ｒ、緑色用サブ画素Ｇ、青色用サブ画素Ｂを有しており、これらのサブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂは、所定の長手方向寸法と短手方向寸法とで形成された長方形状をなしているもので、赤色用サブ画素Ｒ、緑色用サブ画素Ｇ、青色用サブ画素Ｂの順で、その短手方向に沿った方向に並ぶように配置することで、例えば図２の破線で囲まれた部位のように一単位の画素１３を構成する。
【００２８】
バックライトユニット３は、図１、図３及び図４に示されるように、赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）１４、緑色発光ダイオード１５、青色発光ダイオード１６と、赤色光を導くための赤色光用光ファイバケーブル１７、緑色光を導くための緑色光用光ファイバケーブル１８、青色光を導くための青色光用光ファイバケーブル１９と、厚みが相対的に薄い光拡散用構造体２０とで基本的に構成されている。
【００２９】
このうち、赤色光用光ファイバケーブル１７は、この実施例では、図１に示されるように、一方側端が赤色発光ダイオード１４に向いていると共にこの一方側端からその軸方向に沿って進むに従って１つずつ分岐してカラー液晶シャッタ２のリア側に延びる構成となっている。また、緑色光用光ファイバケーブル１８は、この実施例では、図１に示されるように、一方側端が緑色発光ダイオード１５に向いていると共にこの一方側端からその軸方向に沿って進むに従って１つずつ分岐してカラー液晶シャッタ２のリア側に延びる構成となっている。更に、青色光用光ファイバケーブル１９は、この実施例では、図１に示されるように、一方側端が青色発光ダイオード１６に向いていると共にこの一方側端からその軸方向に沿って進むに従って１つずつ分岐してカラー液晶シャッタ２のリア側に延びる構成となっている。そして、各光ファイバケーブル１７、１８、１９は、カラー液晶シャッタ２のリア側では、平面状に配列されている。尚、各光ファイバケーブル１７、１８、１９の分岐の仕方はこれに限定されず、一度に複数に分岐する構成であっても良い。
【００３０】
各光ファイバケーブル１７、１８、１９のカラー液晶シャッタ２の後面における延出方向（光ファイバケーブル１７、１８、１９の軸方向に沿った方向）は、図１及び図５に示されるように、各画素１３におけるサブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂの配列された方向と同じ方向となっている。
【００３１】
そして、光ファイバケーブル１７、１８、１９は、図６（特に図６（ｂ）及び図６（ｄ））に示されるように、コア２１と、このコア２１の周面の全周を覆うクラッド２２とで構成されている。コア２１及びクラッド２２は、ともに光に対して透過率の非常に高い石英ガラスやプラスチックで形成されている一方で、コア２１の屈折率がクラッド２２よりも高くなっており、例えばクラッド２２における屈折率が１．４２の数値の場合に、コア２１における屈折率は１．４７の数値となっている。これによって、光ファイバケーブル１７、１８、１９のコア２１内における光の全反射や屈折により、光をコア２１内だけ伝播させることが可能である。
【００３２】
更に、図６に示されるように、発光ダイオード１４、１５、１６から光ファイバケーブル１７、１８、１９の軸方向に沿って導かれてきた光を光ファイバケーブル１７、１８、１９の径方向に沿った方向に反射させるための光反射手段として、光ファイバケーブル１７、１８、１９の側面のうちカラー液晶シャッタ２とは反対側において、クラッド２２からコア２１にまで至る略円錐形状の溝孔２３を複数有している。この溝孔２３の先端の角度は例えば４５°である。もっとも、この溝孔２３の形状や加工寸法は、当該溝孔２３に対して要求される屈折特性に応じて適宜決定されるものである。また、溝孔２３の位置も、光ファイバケーブル１７、１８、１９の側面のうちカラー液晶シャッタ２とは反対側のみに限定されず、光ファイバケーブル１７、１８、１９の側面のうちカラー液晶シャッタ２側としても良い。
【００３３】
同じ光ファイバケーブル１７、１８、１９における溝孔２３の間隔寸法Ｌ１は、図５に示されるように、１の溝孔２３がサブ画素Ｒ、Ｇ，Ｂのうちいずれかのサブ画素の短手方向幅内に位置する場合に、この溝孔２３と隣り合う溝孔２３もサブ画素Ｒ、Ｇ，Ｂのうち隣り合う溝孔２３と同じ色用のサブ画素の短手方向幅内に位置することができる数値（画素ピッチＬ１）に設定されている。
【００３４】
これに伴い、赤色光用光ファイバケーブル１７の溝孔２３の位置と、緑色光用光ファイバケーブル１８の溝孔２３の位置と、青色光用ファイバケーブル１９の溝孔２３の位置とを、並列したサブ画素（サブ画素Ｒの短手方向の中心とサブ画素Ｇの短手方向の中心、サブ画素Ｇの短手方向の中心とサブ画素Ｂの短手方向の中心、及び／又はサブ画素Ｂの短手方向の中心とサブ画素Ｒの短手方向の中心）間の寸法（サブ画素ピッチＬ２）と同じ寸法により１つ毎にずらすことにより、赤色光用光ファイバケーブル１７ではサブ画素Ｒの短手方向幅内に溝孔２３が常に位置し、緑色光用光ファイバケーブル１８ではサブ画素Ｇの短手方向幅内に溝孔２３が常に位置し、更に、青色光用光ファイバケーブル１９ではサブ画素Ｂの短手方向幅内に溝孔２３が常に位置するように位置決めすることが可能である。
【００３５】
これにより、図２、図３及び図４に示されるように、赤色発光ダイオード１４から赤色光用光ファイバケーブル１７の軸方向に沿って導かれてきた赤色光は、溝孔２３によりカラー液晶シャッタ２のうち赤色用サブ画素Ｒに向けて反射され、カラー液晶シャッタ２の偏光フィルム５、リア側ガラス８、液晶７、フロント側ガラス６及び偏光フィルム４を所定条件下で適宜に透過していく。また、緑色発光ダイオード１５から緑色光用光ファイバケーブル１８の軸方向に沿って導かれてきた緑色光も、溝孔２３によりカラー液晶シャッタ２のうち緑色用サブ画素Ｇに向けて反射され、カラー液晶シャッタ２の偏光フィルム５、リア側ガラス８、液晶７、フロント側ガラス６及び偏光フィルム４を所定条件下で適宜に透過していく。更に、青色発光ダイオード１６から青色光用光ファイバケーブル１９の軸方向に沿って導かれてきた青色光も、溝孔２３によりカラー液晶シャッタ２のうち青色用サブ画素Ｂに向けて反射され、カラー液晶シャッタ２の偏光フィルム５、リア側ガラス８、液晶７、フロント側ガラス６及び偏光フィルム４を所定条件下で適宜に透過していく。
【００３６】
従って、このカラー液晶シャッタ２においては、赤色用、緑色用、及び青色用のカラーフィルタを不要とするので、カラー液晶シャッタ２における光の透過率の減衰を抑制することが可能となり、バックライトユニット３の画面輝度を高めることも必要なくなるので、バックライトユニット３の消費電力量の削減を図ることができる。
【００３７】
光拡散用構造体２０は、図３及び図４に示されるように、光ファイバケーブル１７、１８、１９とカラー液晶シャッタ２との間に介在されているもので、光ファイバケーブル１７、１８、１９の溝孔２３で反射して入射されてきた光について、図７及び図８に示されるように、例えば時計の９時から３時の方向では５°等の数度、時計の６時から１２時の方向では３０°等の数十度となるような光屈折又は光拡散を行わせることができる異方性光拡散機能を備えたものとなっている。
【００３８】
より具体的には、光拡散用構造体２０は、光ファイバケーブル１７、１８、１９から光の入射される方向と交差する面で且つ光ファイバケーブル１７、１８、１９からの入射光が達する領域を少なくとも上記異方性光拡散機能を備えるように加工した高性能拡散レンズフィルム（ＬＳＤ）が用いられる。
【００３９】
これにより、光ファイバケーブル１７、１８、１９の溝孔２３で反射した光は、光拡散用構造体２０を透過する際に、サブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂの長手方向に沿って光が拡散するがその短手方向には光の拡散が抑制されるので、従来のカラー液晶表示装置のように導光板と導光板との間に溝を形成してその溝の内面に光の反射や遮光処理を施したり、遮光性を有した金属箔膜等の部材を配置したりする構成を省略することができる。
【００４０】
また、図９に示されるように、同じ光ファイバケーブル１７、１８、１９の隣り合う溝孔２３から出射された光を、光拡散構造体２０を透過することによりサブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂの長手方向に沿って略扇状に拡散するので連続させることができ、複数の溝孔２３から出射されるために光が散点化するのを防止することができる。
【００４１】
尚、光拡散用構造体２０は、例えば時計の９時から３時の方向では５°等の数度、時計の６時から１２時の方向では３０°等の数十度となるような光屈折又は光拡散を行わせることができる異方性光拡散機能を備えたものであれば、高性能拡散レンズフィルムに限定されず、例えば凸型半円柱状のレンズを複数配置したレンチキュラーレンズアレイを用いても良い。
【００４２】
また、各発光ダイオード１４、１５、１６からの光をカラー液晶シャッタ２の背面側に導くために光ファイバケーブル１７、１８、１９をカラー液晶シャッタ２の背面まで延出させる構成としているが必ずしもこれに限定されない。
【００４３】
図１０に示されるように、相対的に厚みの薄く且つ相対的に光屈折率の低い一枚板状のクラッド２２のうちカラー液晶シャッタ２側の面において、カラー液晶シャッタ２側に開放されると共にサブ画素Ｒ、Ｇ，Ｂの配列方向に沿って延びる直線状の窪み２５を形成し、この窪み２５に赤色光用となる直方体状のコア２１ａ、緑色光用となる直方体状のコア２１ｂ、及び青色光用となる直方体状のコア２１ｃを、１の画素１３におけるサブ画素Ｒ、Ｇ、Ｂの配列順に挿入して、これらの窪みを埋めることで構成された光導波路２４としても良い。
【００４４】
更に、この光導波路２４にあっては、溝孔２３と同様に光反射手段となるように、赤色光用となる直方体状のコア２１ａに対しコア２１ａの短手方向から見て略三角柱状に切り欠かれたスリット２６を複数形成し、緑色光用となる直方体状のコア２１ｂに対しコア２１ｂの短手方向から見て略三角柱状に切り欠かれたスリット２６を複数形成し、更に、青色光用となる直方体状のコア２１ｃに対しコア２１ｃの短手方向から見て略三角柱状に切り欠かれたスリット２６を複数形成した構成とする。そして、スリット２６は、コア２１ａ、２１ｂ、２１ｃの短手方向に沿って延びるように且つ前記画素ピッチＬ１と同じ間隔となるように形成する。
【００４５】
これにより、隣り合う赤色光用のコア２１ａと緑色光用のコア２１ｂとでスリット２６が前記サブ画素ピッチＬ２と同じ間隔にてずれ、隣り合う緑色光用のコア２１ｂと青色光用のコア２１ｃとでスリット２６が前記サブ画素ピッチＬ２と同じ間隔にてずれると共に、隣り合う青色光用のコア２１ｃと赤色光用のコア２１ａとでスリット２６が前記サブ画素ピッチＬ２と同じ間隔にてずれるようにすることで、溝孔２３を有する光ファイバケーブル１７、１８、１９を用いる場合と同じような作用効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
この発明は、テレビ、パソコン、携帯電話等のあらゆるカラーの静止画像、動画の表示を必要とする機器や装置で用いられるカラー液晶ディスプレイ装置であって、カラーフィルタを省略したものに利用することが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  カラー液晶表示装置
２  カラー液晶シャッタ
３  バックライトユニット
４  偏光フィルム
５  偏光フィルム
６  フロント側ガラス
７  液晶
８  リア側ガラス
９  対向基板
１０  ＴＦＴアレイ基板
１１  ブラックマトリックス
１２  出力表示面
１３  画素
Ｒ  赤色用サブ画素
Ｇ  緑色用サブ画素
Ｂ  青色用サブ画素
１４  赤色発光ダイオード（赤色発光体）
１５  緑色発光ダイオード（緑色発光体）
１６  青色発光ダイオード（青色発光体）
１７  赤色光用光ファイバケーブル（赤色光用導光体）
１８  緑色光用光ファイバケーブル（緑色光用導光体）
１９  青色光用光ファイバケーブル（青色光用導光体）
２０  光拡散用構造体
２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）  コア
２２  クラッド
２３  溝孔（光反射手段）
２４  光導波路
２５  窪み
２６  スリット
【図１】
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【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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