(57)【要約】【課題】  色純度を向上させる。【解決手段】  光源装置１０は、表示パネル３０にレーザー光を供給する。光源装置１０は、レーザー光を発光する発光素子１３と、発光素子１３からのレーザー光を側部で受けるように配置され、階段状の底部を有する導光板１６とを含む。導光板１６の底部は、レーザー光が進む第１方向に並んで配置された複数の反射面１６Ｂを有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示パネルにレーザー光を供給する光源装置であって、
レーザー光を発光する発光素子と、
前記発光素子からのレーザー光を側部で受けるように配置され、階段状の底部を有する導光板と
を具備し、
前記導光板の底部は、前記レーザー光が進む第１方向に並んで配置された複数の反射面を有することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記複数の反射面の各々は、前記導光板の上面の垂線に対して前記第１方向に傾いていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記発光素子と前記導光板との間に配置され、前記発光素子からのレーザー光を平行光に変換する光学系をさらに具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記光学系は、前記発光素子からのレーザー光を拡散するロッドレンズと、前記ロッドレンズからのレーザー光を平行光に変換するシリンドリカルレンズとを含むことを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
表示パネルにレーザー光を供給する光源装置であって、
レーザー光を発光する発光素子と、
前記発光素子からのレーザー光を第１側部で受けるように配置され、前記第１側部と反対側に配置されかつフレネルレンズからなる第２側部を有し、階段状の底部を有する導光板と、
前記フレネルレンズを覆うように設けられた反射膜と
を具備し、
前記導光板の底部は、前記レーザー光が進む第１方向に並んで配置された複数の反射面を有することを特徴とする光源装置。
【請求項６】
前記複数の反射面の各々は、前記導光板の上面の垂線に対して前記第１方向と反対の第２方向に傾いていることを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記導光板の前記第１側部に設けられ、前記発光素子からのレーザー光を拡散する拡散部をさらに具備することを特徴とする請求項５又は６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記導光板の底部と向き合うように配置された反射膜をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光源装置。
【請求項９】
前記請求項１乃至８のいずれかに記載の光源装置と、
前記光源装置からのレーザー光を変調する表示パネルと
を具備することを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
前記表示パネルの前記光源装置と反対側に設けられた偏光板をさらに具備することを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記表示パネルの前記光源装置と向き合う側に設けられ、交差する透過軸及び反射軸を有する反射型偏光板をさらに具備し、
前記反射型偏光板の透過軸は、前記光源装置の偏光方向と概略平行であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置及びそれを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネル用のバックライトとして、白色ＬＥＤを光源としたバックライトが知られている。ＬＥＤは、波長帯域に幅があるため、色純度が低下する傾向にある。また、液晶表示パネルに２枚の偏光板を用いるため、液晶表示パネルから出力される光強度は、バックライトの光強度の半分以下になってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−９４５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、色純度を向上させることが可能な光源装置及びそれを備えた表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に係る光源装置は、表示パネルにレーザー光を供給する光源装置であって、レーザー光を発光する発光素子と、前記発光素子からのレーザー光を側部で受けるように配置され、階段状の底部を有する導光板とを具備する。前記導光板の底部は、前記レーザー光が進む第１方向に並んで配置された複数の反射面を有する。
【０００６】
本発明の一態様に係る光源装置は、表示パネルにレーザー光を供給する光源装置であって、レーザー光を発光する発光素子と、前記発光素子からのレーザー光を第１側部で受けるように配置され、前記第１側部と反対側に配置されかつフレネルレンズからなる第２側部を有し、階段状の底部を有する導光板と、前記フレネルレンズを覆うように設けられた反射膜とを具備する。前記導光板の底部は、前記レーザー光が進む第１方向に並んで配置された複数の反射面を有する。
【０００７】
本発明の一態様に係る表示装置は、上記いずれかの光源装置と、前記光源装置からのレーザー光を変調する表示パネルとを具備する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、色純度を向上させることが可能な光源装置及びそれを備えた表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る液晶表示装置の断面図。
【図２】光源装置の斜視図。
【図３】光源装置の平面図。
【図４】導光板の断面図。
【図５】液晶パネルの断面図。
【図６】レーザー光及びカラーフィルターの特性を説明するグラフ。
【図７】光源装置からのレーザー光がカラーフィルターを透過した後の表示光の特性を説明するグラフ。
【図８】第１実施形態の変形例に係る液晶表示装置の断面図。
【図９】第２実施形態に係る光源装置の平面図。
【図１０】第２実施形態に係る導光板の断面図。
【図１１】第３実施形態に係る液晶表示装置の断面図。
【図１２】第４実施形態に係る光源装置の平面図。
【図１３】第４実施形態に係る導光板の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について図面を参照して説明する。ただし、図面は模式的または概念的なものであり、各図面の寸法および比率等は必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、図面の相互間で同じ部分を表す場合においても、互いの寸法の関係や比率が異なって表される場合もある。特に、以下に示す幾つかの実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置および方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置等によって、本発明の技術思想が特定されるものではない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１１】
［１］第１実施形態
［１−１］液晶表示装置の全体の構成
図１は、第１実施形態に係る液晶表示装置１の断面図である。液晶表示装置１は、光源装置（バックライト）１０と、液晶パネル（液晶表示パネル）３０とを備える。
【００１２】
光源装置１０は、液晶パネル３０の裏面側、すなわち、液晶パネル３０の表示面（画像が表示される面）と反対側に、例えば所定の間隔を空けて配置される。光源装置１０と液晶パネル３０との固定方法は任意であり、特別な支持部材やケースなどを用いてもよい。
【００１３】
光源装置１０は、面光源として機能し、面状の照明光を液晶パネル３０に供給する。本実施形態では、光源装置１０は、レーザー光を利用して照明光を生成する。光源装置１０は、レーザーバックライトとも呼ばれる。光源装置１０は、ケース１１、支持部材１２、発光素子（レーザー素子）１３、光学系１４、反射シート１５、及び導光板１６を備える。
【００１４】
ケース１１は、光源装置１０に含まれる複数のモジュールを収容する。ケース１１は、上から見た（平面的な）外形が例えば四角形であり、光源装置１０に含まれる複数のモジュールを収容可能なサイズ及び深さを有する。ケース１１は、例えば金属から構成される。
【００１５】
支持部材１２は、発光素子１３及び光学系１４を所定の位置に保持する機能を有する。支持部材１２は、例えば樹脂から構成される。支持部材１２は、発光素子１３及び光学系１４の形状及び位置に応じて、複雑な形状を取り得る。
【００１６】
発光素子１３は、レーザー光を発光し、また、白色光を発光する。発光素子１３としては、例えば、半導体レーザーが用いられる。白色光は、例えば、光の三原色である赤、緑、及び青のレーザー光を加法混色して生成される。この例の場合、発光素子１３は、赤色レーザー光源、緑色レーザー光源、及び青色レーザー光源を備え、これらが発光する３色の光で白色光を生成する。赤色レーザー光源は、単色光（単一波長の光）を発光し、この単色光は、指向性が強い。緑色レーザー、及び青色レーザーについても同様である。
【００１７】
光学系１４は、発光素子１３からのレーザー光を受ける。光学系１４は、発光素子１３からのレーザー光を、導光板１６のＹ方向（図１の紙面に垂直な方向）における長さと概略同じ幅の平行光に変換する機能を有する。なお、図１では、光学系１４をブロック図で簡略化して示しているが、実際には、後述するように、光学系１４は、複数のレンズを備える。
【００１８】
反射シート１５は、液晶パネル３０に向けて光を反射する。
【００１９】
導光板１６は、光学系１４から入射したレーザー光を液晶パネル３０に向けて出射する。また、導光板１６は、所定方向の直線偏光を液晶パネル３０に向けて出射する。このような機能を実現するための導光板１６の具体的な構成は、後述する。
【００２０】
［１−２］光源装置１０の構成
次に、光源装置１０の具体的な構成について説明する。図２は、光源装置１０の斜視図である。図３は、光源装置１０の平面図である。
【００２１】
光学系１４は、ロッドレンズ１４Ａ、及びシリンドリカルレンズ１４Ｂを備える。ロッドレンズ１４Ａは、ＸＹ平面に垂直方向に伸びる棒状（円柱状）のレンズである。ロッドレンズ１４Ａは、発光素子１３からのレーザー光の光路上に配置され、このレーザー光をその曲面で受けるように配置される。ロッドレンズ１４Ａは、その焦点距離が短く設定され、所定の放射角（広がり角）でレーザー光を出射する。ロッドレンズ１４Ａの直径と屈折率とを適宜設定することで、ロッドレンズ１４Ａから出射されるレーザー光の放射角を適宜設定できる。
【００２２】
シリンドリカルレンズ１４Ｂは、ロッドレンズ１４Ａからのレーザー光を受ける。シリンドリカルレンズ１４Ｂは、円筒形の一部からなる曲面と直線状の平面とを有する平凸シリンドリカルレンズである。シリンドリカルレンズ１４Ｂは、ロッドレンズ１４Ａからのレーザー光を平行光に変換する機能を有する。平行光の幅は、ロッドレンズ１４Ａとシリンドリカルレンズ１４Ｂとの距離に応じて適宜設定できる。
【００２３】
導光板１６は、シリンドリカルレンズ１４Ｂからのレーザー光を受ける。図４は、導光板１６の断面図である。図４には、導光板１６の一部の拡大図及び斜視図を追記している。
【００２４】
導光板１６の底部は、階段状に構成され、複数の段差を有する。各段差は、階段面１６Ａと、これに交差する反射面１６Ｂとからなる。複数の反射面１６Ｂは、Ｘ方向に並んで配置され、複数の反射面１６Ｂの各々は、Ｙ方向に伸びる。複数の反射面１６Ｂはそれぞれ、レーザー光を液晶パネル３０に向けて反射する。複数の反射面１６Ｂはそれぞれ、垂直方向に対して角度θ１だけ傾いている。複数の階段面１６Ａはそれぞれ、水平方向に対して角度θ２だけ傾いている。
【００２５】
発光素子１３は、自身が出射するレーザー光が階段面１６Ａと概略平行になるように、水平方向に対して角度θ１だけ下側に向けてレーザー光を出射する。発光素子１３が角度θ１だけ下側に向くように、図１に示す支持部材１２は、発光素子１３を支持する。また、発光素子１３からのレーザー光がロッドレンズ１４Ａの曲面に概略垂直に入射するように、すなわちロッドレンズ１４Ａを角度θ１だけ下側に傾けるように、支持部材１２は、ロッドレンズ１４Ａを支持する。同様に、ロッドレンズ１４Ａからのレーザー光がシリンドリカルレンズ１４Ｂの入射面に垂直に入射するように、すなわちシリンドリカルレンズ１４Ｂを角度θ１だけ下側に傾けるように、支持部材１２は、シリンドリカルレンズ１４Ｂを支持する。
【００２６】
［１−３］液晶パネル３０の構成
次に、液晶パネル３０の構成の一例について説明する。図５は、液晶パネル３０の断面図である。
【００２７】
液晶パネル３０は、ＴＦＴ及び画素電極等が形成されるＴＦＴ基板３１と、カラーフィルター及び共通電極等が形成されかつＴＦＴ基板３１に対向配置されるカラーフィルター基板（ＣＦ基板）３２と、ＴＦＴ基板３１及びＣＦ基板３２間に挟持された液晶層３３とを備える。ＴＦＴ基板３１及びＣＦ基板３２の各々は、透明基板（例えば、ガラス基板）から構成される。ＴＦＴ基板３１は、例えば、光源装置１０側に配置され、光源装置１０からの照明光は、ＴＦＴ基板３１側から液晶層３３に入射する。液晶パネル３０の２つの主面のうち光源装置１０と反対側の主面が、液晶パネル３０の表示面である。
【００２８】
液晶層３３は、ＴＦＴ基板３１及びＣＦ基板３２間を貼り合わせるシール材３４によって封入された液晶材料により構成される。シール材３４によって囲まれた領域が、液晶パネル３０の表示領域である。液晶材料は、ＴＦＴ基板３１及びＣＦ基板３２間に印加された電界に応じて液晶分子の配向が操作されて光学特性が変化する。
【００２９】
液晶モードとしては、例えばＶＡ（Vertical Alignment）モードが用いられる。しかし、これに限定されず、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、及びホモジニアスモードなど種々の液晶モードを用いることができる。表示モードとしては、ノーマリーブラックモード（オフ状態での光透過率又は輝度が、オン状態でのそれよりも低いモード）を用いてもよいし、ノーマリーホワイトモード（オフ状態での光透過率又は輝度が、オン状態でのそれよりも高いモード）を用いてもよい。表示モードは、偏光板による偏光方向、及び液晶層の位相差を適宜設定することで変更可能である。
【００３０】
シール材３４は、例えば、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂、又は紫外線・熱併用型硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴ基板３１又はＣＦ基板３２に塗布された後、紫外線照射、又は加熱等により硬化させられる。シール材３４の中には、ＴＦＴ基板とＣＦ基板との間隔（即ち、ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。なお、シール材３４にギャップ材を混入させることに加えて若しくは代えて、画像表示領域の周辺に位置する周辺領域にギャップ材を配置するようにしてもよい。
【００３１】
ＴＦＴ基板３１の液晶層３３側には、複数のスイッチング素子（アクティブ素子）３５が設けられる。スイッチング素子３５としては、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）が用いられ、またｎチャネルＴＦＴが用いられる。ＴＦＴ３５は、走査線ＧＬに電気的に接続されるゲート電極と、ゲート電極上に設けられたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に設けられた半導体層（例えばアモルファスシリコン層）と、半導体層に部分的に接しかつ互いに離間して設けられたソース電極及びドレイン電極とを備える。ソース電極は、信号線ＳＬに電気的に接続される。
【００３２】
ＴＦＴ３５上には、絶縁層３６が設けられる。絶縁層３６上には、複数の画素電極３７が設けられる。絶縁層３６内かつＴＦＴ３５のドレイン電極上には、画素電極３７に電気的に接続されたコンタクトプラグ３８が設けられる。
【００３３】
ＣＦ基板３２の液晶層３３側には、カラーフィルター３９が設けられる。カラーフィルター３９は、複数の着色フィルター（着色部材）を備え、具体的には、複数の赤フィルター３９−Ｒ、複数の緑フィルター３９−Ｇ、及び複数の青フィルター３９−Ｂを備える。一般的なカラーフィルターは光の三原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）で構成される。隣接したＲ、Ｇ、Ｂの三色のセットが表示の単位（画素）となっており、１つの画素中のＲ、Ｇ、Ｂのいずれか単色の部分はサブピクセル（サブ画素）と呼ばれる最小駆動単位である。ＴＦＴ３５及び画素電極３７は、サブピクセルごとに設けられる。以下の説明では、画素とサブ画素との区別が特に必要な場合を除き、サブ画素を画素と呼ぶものとする。
【００３４】
赤フィルター３９−Ｒ、緑フィルター３９−Ｇ、及び青フィルター３９−Ｂの境界部分、及び画素（サブピクセル）の境界部分には、遮光用のブラックマトリクス（遮光膜）４０が設けられる。すなわち、ブラックマトリクス４０は、網目状に形成される。ブラックマトリクス４０は、例えば、着色部材間の不要な光を遮蔽し、コントラストを向上させる機能を有する。
【００３５】
カラーフィルター３９及びブラックマトリクス４０上には、共通電極４１が設けられる。共通電極４１は、液晶パネル３０の表示領域全体に平面状に形成される。
【００３６】
ＣＦ基板３２の液晶層３３と反対側には、偏光板（偏光子）４２が設けられる。偏光板４２は、ランダムな方向の振動面を有する光から、透過軸と平行な一方向の振動面を有する光、すなわち直線偏光の偏光状態を有する光を取り出すものである。偏光板４２の透過軸は、光源装置１０から出射されるレーザー光の振動方向（偏光方向、偏光軸ともいう）と概略直交するように設定される。本実施形態では、偏光板は１つのみ必要であり、ＴＦＴ基板３１側には、偏光板が設けられていない。
【００３７】
画素電極３７、コンタクトプラグ３８、及び共通電極４１は、透明電極から構成され、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）が用いられる。絶縁層３６としては、透明な絶縁材料が用いられ、例えば、シリコン窒化物（ＳｉＮ）が用いられる。
【００３８】
［１−４］動作
次に、上記のように構成された液晶表示装置１の動作について説明する。  
図３に示すように、発光素子１３は、水平方向（Ｙ方向）に振動し、かつ指向性の強いレーザー光を発光する。発光素子１３からのレーザー光は、ロッドレンズ１４Ａによって、所定の放射角を持つように拡散される。ロッドレンズ１４Ａからのレーザー光は、シリンドリカルレンズ１４Ｂによって、平行光に変換される。シリンドリカルレンズ１４Ｂからの平行光は、導光板１６にその側部（側面）から入射する。
【００３９】
また、図４に示すように、発光素子１３及び光学系１４（ロッドレンズ１４Ａ及びシリンドリカルレンズ１４Ｂ）は、水平方向に対して角度θ１だけ下側に向けてレーザー光を出射する。よって、シリンドリカルレンズ１４Ｂからの平行光は、水平方向に対して角度θ１だけ下側に進むようにして、導光板１６の側部に入射する。
【００４０】
続いて、導光板１６内のレーザー光は、導光板の底部に到達し、導光板１６の底部に形成された複数の反射面１６Ｂで上側に反射する。また、導光板１６内のレーザー光の進行方向は、導光板１６の底部に形成された複数の階段面１６Ａと概略平行であるため、このレーザー光は、効率よく複数の反射面１６Ｂに入射しかつ反射される。
【００４１】
さらに、図２に示すように、導光板１６の下側には反射シート１５が設けられている。よって、導光板１６の下側に透過及び拡散したレーザー光は、反射シート１５によって反射され、再度、導光板１６に入射する。これにより、レーザー光の利用効率を向上できる。
【００４２】
光源装置１０からのレーザー光は、面光源となり、かつＹ方向に偏光方向を持つ。光源装置１０からのレーザー光は、液晶パネル３０に入射する。導光板１６からのレーザー光の偏光方向は、偏光板４２の透過軸と概略直交する。よって、液晶層３３による光変調に応じて、ノーマリーブラックの表示が実現される。これにより、液晶パネル３０は、所望の画像を表示することができる。
【００４３】
図６は、レーザー光及びカラーフィルター３９の特性を説明するグラフである。図６の横軸が波長（ｎｍ）、図６の縦軸が相対強度（％）を表している。相対強度は、最大値を１００％とした時の強度である。図６には、発光素子１３が発光するレーザー光に含まれる３種類の単色光と、赤フィルター３９−Ｒ、緑フィルター３９−Ｇ、及び青フィルター３９−Ｂの特性とを示している。
【００４４】
図７は、光源装置１０からのレーザー光がカラーフィルター３９を透過した後の表示光の特性を説明するグラフである。光源装置１０からのレーザー光の強度と、カラーフィルター３９の特性とが重なる領域の光が液晶パネル３０の表示光となる。このように、本実施形態では、光源としてレーザー光を用いているため、色純度が高い画像表示を実現できる。
【００４５】
［１−５］変形例
図８は、第１実施形態の変形例に係る液晶表示装置１の断面図である。導光板１６の発光素子１３から遠い側の側部（側面）に、反射膜１７を設けるようにしてもよい。
【００４６】
反射膜１７は、導光板１６の反射膜１７に接する側面から出射する光を再び導光板１６内に反射させる。これにより、レーザー光の利用効率を向上できる。
【００４７】
［１−６］第１実施形態の効果
以上詳述したように第１実施形態では、液晶表示装置１は、液晶パネル３０にレーザー光を供給する光源装置１０を備える。光源装置１０は、レーザー光を発光する発光素子１３と、発光素子１３からのレーザー光を側部で受けるように配置され、階段状の底部を有する導光板１６とを備える。導光板１６の底部は、レーザー光が進む第１方向に並んで配置された複数の反射面１６Ｂを有し、複数の反射面１６Ｂの各々は、導光板１６の上面の垂線に対して前記第１方向に傾いている。
【００４８】
従って第１実施形態によれば、光源として白色ＬＥＤを用いた場合と比べて、色純度を向上させることができ、また光強度を向上させることができる。また、光源としてレーザーを用いることで、高い色再現性を実現できる。
【００４９】
また、光源装置１０は、発光素子１３からのレーザー光を平行光に変換する光学系１４（ロッドレンズ１４Ａ、及びシリンドリカルレンズ１４Ｂ）を備える。これにより、光源装置１０を面光源として機能させることができる。
【００５０】
また、光源装置１０は、所定方向の直線偏光を生成できる。よって、液晶パネル３０は、光源装置１０側に偏光板を備える必要がない。これにより、偏光板による光強度の低下が抑制できるため、液晶表示装置１が表示する画像の光強度が低下するのを抑制できる。
【００５１】
また、偏光板の数を減らせるため、製造コストを低減できる。さらに、バックライト用の光を拡散する拡散シートも不要である。
【００５２】
［２］第２実施形態
第２実施形態は、第１実施形態と異なる偏光方向を持つ光源装置１０の構成例である。図９は、第２実施形態に係る光源装置１０の平面図である。図１０は、第２実施形態に係る導光板１６の断面図である。
【００５３】
図９及び図１０に示すように、発光素子１３は、ＸＹ平面に概略垂直な方向に振動し、かつ指向性の強いレーザー光を発光する。導光板１６は、発光素子１３から光学系１４を介して入射したレーザー光を液晶パネル３０側に反射する。これにより、光源装置１０からのレーザー光は、面光源となり、かつＸ方向に偏光方向を持つ。
【００５４】
液晶パネル３０の偏光板４２は、その透過軸がＹ方向になるように構成される。導光板１６からのレーザー光の偏光方向は、偏光板４２の透過軸と概略直交する。よって、液晶層３３による光変調に応じて、ノーマリーブラックの表示が実現される。これにより、液晶パネル３０は、所望の画像を表示することができる。
【００５５】
このように、第２実施形態では、光源装置１０及び液晶パネル３０の偏光方向を第１実施形態と異なる方向に設定することができる。
【００５６】
［３］第３実施形態
図１１は、第３実施形態に係る液晶表示装置１の断面図である。ＴＦＴ基板３１の液晶層３３と反対側には、反射型偏光板（反射型偏光子）４３が設けられる。図１１には、偏光板４２及び反射型偏光板４３を上から平面で見た場合の透過軸が付記されている。反射型偏光板４３以外の構成は、第１実施形態と同じである。
【００５７】
反射型偏光板４３は、光の進行方向に直交する平面内において、互いに直交する透過軸及び反射軸を有する。反射型偏光板４３は、ランダムな方向の振動面を有する光のうち、透過軸に平行な振動面を有する直線偏光（直線偏光した光成分）を透過し、反射軸に平行な振動面を有する直線偏光（直線偏光した光成分）を反射する。反射型偏光板４３の透過軸は、光源装置１０の偏光方向と平行であり、偏光板４２の透過軸と直交する。
【００５８】
光源装置１０からの直線偏光は、反射型偏光板４３を透過して、液晶層３３に入射する。これにより、十分に偏光されたレーザー光を得ることができる。例えば、光源装置１０のみでは偏光が十分でない場合、反射型偏光板４３を用いることで、より望ましい直線偏光を得ることができる。
【００５９】
さらに、反射型偏光板４３により反射されたレーザー光は、光源装置１０の反射シート１５によって反射されて再利用される。
【００６０】
なお、第３実施形態の反射型偏光板４３を第２実施形態に適用してもよい。この場合、反射型偏光板４３の透過軸は、光源装置１０の偏光方向と平行に設定される。
【００６１】
［４］第４実施形態
第４実施形態は、光源装置１０の他の構成例であり、導光板でのフレネル反射を利用して、レーザー光の面光源を生成するようにしている。
【００６２】
図１２は、第４実施形態に係る光源装置１０の平面図である。図１３は、第４実施形態に係る導光板１６の断面図である。第１実施形態と異なり、発光素子１３は、水平方向にレーザー光を出射する。よって、発光素子１３からのレーザー光は、導光板１６の側面に垂直に入射する。
【００６３】
導光板１６は、発光素子１３側の側面に、光拡散部１６Ｃを備える。光拡散部１６Ｃは、ＸＹ平面に垂直方向に伸びる半円柱状のレンズである。光拡散部１６Ｃは、発光素子１３からのレーザー光の光路上に配置され、このレーザー光をその曲面で受けるように配置される。光拡散部１６Ｃは、その焦点距離が短く設定され、所定の放射角（広がり角）でレーザー光を拡散する。光拡散部１６Ｃの半径と屈折率とを適宜設定することで、光拡散部１６Ｃが拡散するレーザー光の放射角を適宜設定できる。なお、光拡散部１６Ｃに代えて、第１実施形態で示したロッドレンズ１４Ａを用いてもよい。
【００６４】
導光板１６は、光拡散部１６Ｃと反対側の側面にフレネルレンズ１６Ｄを備える。フレネルレンズ１６Ｄは、光拡散部１６Ｃにより拡散されたレーザー光を平行光に変換する機能を有する。フレネルレンズ１６Ｄの側面には、反射膜５０が設けられる。反射膜５０は、導光板１６内を透過したレーザー光を再び導光板１６内に反射する。
【００６５】
フレネルレンズ１６Ｄの側面は、角度θ２だけ下側に傾いている。これにより、フレネルレンズ１６Ｄ及び反射膜５０は、フレネルレンズ１６Ｄに水平方向に入射したレーザー光を、角度θ２だけ下側に向けて反射することができる。
【００６６】
導光板１６の底部は、階段状に構成され、複数の段差を有する。各段差は、階段面１６Ａと、これに交差する反射面１６Ｂとからなる。複数の反射面１６Ｂは、Ｘ方向に並んで配置され、複数の反射面１６Ｂの各々は、Ｙ方向に伸びる。複数の反射面１６Ｂはそれぞれ、フレネルレンズ１６Ｄからのレーザー光を液晶パネル３０に向けて反射する。複数の反射面１６Ｂはそれぞれ、垂直方向に対して角度θ１だけ傾いている。複数の階段面１６Ａはそれぞれ、水平方向に対して角度θ２だけ傾いている。第４実施形態における導光板１６の段差の傾きは、第１実施形態と逆である。これにより、フレネルレンズ１６Ｄからのレーザー光を複数の反射面１６Ｂに効率よく入射させることができる。
【００６７】
なお、第１実施形態と同様に、導光板１６の下側には反射シート１５が設けられている。
【００６８】
（動作）
次に、上記のように構成された液晶表示装置１の動作について説明する。  
図１２及び図１３に示すように、発光素子１３は、水平方向（Ｙ方向）に振動し、かつ指向性の強いレーザー光を発光する。発光素子１３からのレーザー光は、光拡散部１６Ｃによって、所定の放射角を持つように拡散される。光拡散部１６Ｃからのレーザー光は、フレネルレンズ１６Ｄにより、平行光に変換される。この平行光は、反射膜５０によって反射され、導光板１６内を再び透過する。また、フレネルレンズ１６Ｄ及び反射膜５０は、光拡散部１６Ｃからのレーザー光を水平方向に対して角度θ１だけ下側に向けて反射する。
【００６９】
続いて、導光板１６内のレーザー光は、導光板１６の底部に形成された複数の反射面１６Ｂで上側に反射する。また、導光板１６内のレーザー光の進行方向は、導光板１６の底部に形成された複数の階段面１６Ａと概略平行であるため、このレーザー光は、効率よく複数の反射面１６Ｂに入射しかつ反射される。
【００７０】
さらに、第１実施形態と同様に、導光板１６の下側には反射シート１５が設けられている。よって、導光板１６の下側に透過及び拡散したレーザー光は、反射シート１５によって反射され、再度、導光板１６に入射する。これにより、レーザー光の利用効率を向上できる。
【００７１】
光源装置１０からのレーザー光は、面光源となり、かつＹ方向に偏光方向を持つ。光源装置１０からのレーザー光は、液晶パネル３０に入射する。これにより、液晶パネル３０は、所望の画像を表示することができる。
【００７２】
従って、第４実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、光源装置１０のＸ方向にサイズを第１実施形態に比べて小さくすることができる。なお、第４実施形態に、第２及び第３実施形態を適用することも可能である。
【００７３】
なお、上記第１乃至第４実施形態では、表示パネルとして液晶パネルを例に挙げて説明している。表示パネルとしては、液晶パネルに限らず、バックライトを必要とし、バックライトから受けた光を用いて光変調可能な種々の表示パネルを用いることができる。
【００７４】
本明細書において、「平行」とは、完全に平行であることが好ましいが、必ずしも厳密に平行である必要はなく、本発明の効果に鑑みて実質的に平行と同視できるものを含み、また、製造プロセス上発生しうる誤差を含んでいてもよい。また、「垂直」とは、必ずしも厳密に垂直である必要はなく、本発明の効果に鑑みて実質的に垂直と同視できるものを含み、また、製造プロセス上発生しうる誤差を含んでいてもよい。
【００７５】
本明細書において、シート、板、及びフィルムなどは、その部材を例示した表現であり、その構成に限定されるものではない。例えば、偏光板は、板状の部材に限定されるものではなく、明細書で記載した機能を有するフィルムやその他の部材であっても良い。
【００７６】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、構成要素を変形して具体化することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、１つの実施形態に開示される複数の構成要素の適宜な組み合わせ、若しくは異なる実施形態に開示される構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を構成することができる。例えば、実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、これらの構成要素が削除された実施形態が発明として抽出されうる。
【符号の説明】
【００７７】
１…液晶表示装置、１０…光源装置、１１…ケース、１２…支持部材、１３…発光素子、１４…光学系、１４Ａ…ロッドレンズ、１４Ｂ…シリンドリカルレンズ、１５…反射シート、１６…導光板、１６Ａ…階段面、１６Ｂ…反射面、１６Ｃ…光拡散部、１６Ｄ…フレネルレンズ、１７…反射膜、３０…液晶パネル、３１…ＴＦＴ基板、３２…ＣＦ基板、３３…液晶層、３４…シール材、３５…スイッチング素子、３６…絶縁層、３７…画素電極、３８…コンタクトプラグ、３９…カラーフィルター、４０…ブラックマトリクス、４１…共通電極、４２…偏光板、４３…反射型偏光板、５０…反射膜。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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