(57)【要約】【課題】液晶表示装置の薄型化を図ることができる液晶表示装置用バックライトシステムを提供することを課題とする。【解決手段】光源としてのレーザダイオード２と、レーザダイオード２から照射される光を伝搬させる導光体５と、レーザダイオード２から入射され導光体５内で伝搬される光を当該導光体５の平面内で均一化する均一化手段３とを備え、レーザダイオード２から出力される光は、均一化手段３に入射され、均一化手段３は、レーザダイオード２からの光を内部で導波しつつ、導波の方向に沿って複数設けられた光取出部３ｂで進路を変えて導光体５に向けて射出させる。【選択図】図１
2008256853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源としてのレーザダイオードと、
前記レーザダイオードから出力される光を伝搬させる導光体と、
前記レーザダイオードから出力され前記導光体内で伝搬される光を当該導光体の平面内で均一化する均一化手段と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置用バックライトシステム。
【請求項２】
前記レーザダイオードから出力される光は、前記均一化手段に入射され、
前記均一化手段は、前記レーザダイオードからの光を内部で導波しつつ、前記導波の方向に沿って複数設けられた光取出部で進路を変えて前記導光体に向けて射出させる光学手段であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用バックライト装置。
【請求項３】
前記レーザダイオードから出力される光は前記導光体の厚さ方向の上面又は底面から当該導光体に入射され、
前記均一化手段は、前記導光体の前記上面側又は前記底面側に頂点が位置するように前記導光体に形成された略円錐状の窪みの側面からなる反射面であり、
前記レーザダイオードからの光は、前記反射面に照射されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用バックライトシステム。
【請求項４】
前記略円錐状の窪みをなす円錐の母線と前記導光体の前記底面又は前記上面とのなす角度が、約４５度であることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置用バックライトシステム。
【請求項５】
前記レーザダイオードから出力される光は、光ファイバを介して前記均一化手段に入射されることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置用バックライトシステム。
【請求項６】
前記レーザダイオードから出力される光は、光ファイバを介して前記導光体に入射されることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置用バックライトシステム。
【請求項７】
前記レーザダイオードは、前記均一化手段に、フェイスダウン実装されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置用バックライトシステム。
【請求項８】
前記レーザダイオードは、前記導光体に、フェイスダウン実装されていることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置用バックライトシステム。
【請求項９】
前記レーザダイオードは、互いに異なる波長の光を出力する複数のレーザダイオードであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の液晶表示装置用バックライトシステム。
【請求項１０】
前記レーザダイオードから照射された光の一部を別の波長の光に変換するための蛍光体を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の液晶表示装置用バックライトシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用バックライトシステムに関し、詳しくは、液晶表示装置を薄型化することができる液晶表示装置用バックライトシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、携帯電話機が非常に普及している。携帯電話機は液晶表示装置を備えており、この液晶表示装置は、電子メールの作成や閲覧、画像の撮影や表示、ホームページの閲覧、ゲームのプレイなどの機能において、文字、画像、及び、映像などを表示するものであり、これらの機能の実現には欠くことのできない重要なものである。この液晶表示装置は、携帯電話機の高機能化などに伴い、表示画面が大きくなる傾向にある。そのため、表示画面の拡大に伴う液晶表示装置の重量化を抑え、引いては携帯電話機の軽量化を実現するために、また、携帯電話機の薄型化を実現するために、液晶表示装置の薄型化がより一層求められるようになってきている。
【０００３】
液晶表示装置の厚みは、バックライトシステムの厚みに因って左右されるところが大きい。バックライトシステムは、一般的に、光源と当該光源からの光を導く導光体とを含んでいる。バックライトシステムを薄くするためには、導光体を薄くする必要があるが、導光体が光源の発光領域よりも薄くなると、光源の光の導光体への入力結合効率が低下するという問題がある。そこで、この問題を解決し、バックライトシステムの薄型化を実現することを目的として、非特許文献１に示すようなバックライトシステム１００が発明されている。非特許文献１のバックライトシステム１００は、図１１に示すように、光源としてのＬＥＤ２００（Light Emitting Diode）とＬＥＤ２００からの光を伝搬する導光体３００を組み合わせたものである。この導光体３００は、ＬＥＤ２００からの光が入射される導入部３１０の入射面をＬＥＤ２００の高さと同程度の厚みとし、徐々に導入部３１０の厚みを薄くして所望の厚みにしたものである。
【非特許文献１】Y.Y. Chang, Y.N. Pao, C. W. Yu and P. H. Yao,”Ultra-thin Backlight Module with Integrated Light Guide Film”, Proc. of 13th International Display Workshops, pp. 961-964, 2006.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このバックライトシステム１００では、入力結合効率は、厚みが徐々に薄くなる導入部３１０の長さｄに依存する。図１２は、光線追跡ソフト「LightToolsTM」（登録商標）を用いてバックライトシステム１００のＬＥＤ２００と導光体３００との入力結合効率を計算した結果である。図１２からわかるように、７０％以上の入力結合効率を得るためには、導入部３１０の長さが１ｍｍ以上必要である。図１１及び図１２は、導光体３００の厚みが０．３６ｍｍの場合の例であるが、導光体３００をさらに薄くすると、導入部３１０の傾斜の角度θがより大きくなる。導入部３１０の傾斜角度θが大きくなると、導入部３１０の斜面３１０ａから導光体３００の外に漏れ出す光が多くなり、入力結合効率が低下する。したがって、導入部３１０の斜面３１０ａの傾斜角度θを大きくせずに導光体３００を薄くするためには、導入部３１０の長さｄを長くしなければならない。そうすると、導光体３００の薄型化のために導入部３１０の長さｄが長くなり、導入部３１０の部分によるデッドスペースが大きくなるという新たな問題が発生する。このため、このようなバックライトシステム１００では、さらなる薄型化が見込めないという問題がある。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、液晶表示装置の薄型化を図ることができる液晶表示装置用バックライトシステム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】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の液晶表示装置用バックライトシステムは、光源としてのレーザダイオードと、前記レーザダイオードから出力される光を伝搬させる導光体と、前記レーザダイオードから出力され前記導光体内で伝搬される光を当該導光体の平面内で均一化する均一化手段と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
この構成によれば、レーザダイオードにより、光源が与えられ、導光体により、レーザダイオードから出力される光が伝搬され、均一化手段により、レーザダイオードから入射されて導光体内で伝搬される光が当該導光体内部で均一化される。
【０００８】
レーザダイオードは、ＬＥＤなどに比べ、光の発光領域が非常に狭いので、導光体を薄くしても高い光の入力結合効率が得られる。したがって、液晶表示装置用バックライトシステムの薄型を図ることができる。また、レーザダイオードから出力される光は、均一化手段によって導光体の内部で均一化されるので、液晶表示装置用バックライトシステムに好適である。
【０００９】
請求項２に記載の液晶表示装置用バックライトシステムは、請求項１に記載の液晶表示装置用バックライトシステムであって、前記レーザダイオードから出力される光は、前記均一化手段に入射され、前記均一化手段は、前記レーザダイオードから入射された光を内部で導波しつつ、前記導波の方向に沿って複数設けられた光取出部で進路を変えて前記導光体に向けて射出させる光学手段であることを特徴としている。
【００１０】
この構成によれば、レーザダイオードから出力される光は、均一化手段に入射される。そして、均一化手段は、レーザダイオードから入射された光を均一化手段の内部で導波しつつ、導波の方向に沿って複数設けられた光取出部で進路を変えて導光体に向けて射出させる光学手段である。したがって、単純な構成によって均一化手段を実現することができる。
【００１１】
請求項３に記載の液晶表示装置用バックライトシステムは、請求項１に記載の液晶表示装置用バックライトシステムであって、前記レーザダイオードから出力される光は前記導光体の厚さ方向の上面又は底面から当該導光体に入射され、前記均一化手段は、前記導光体の前記上面側又は前記底面側に頂点が位置するように前記導光体に形成された略円錐状の窪みの側面からなる反射面であり、前記レーザダイオードからの光は、前記反射面に照射されることを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、レーザダイオードから出力される光は導光体の厚さ方向の上面又は底面から導光体に入射される。そして、均一化手段は、導光体の上面又は底面に頂点が位置するように導光体に形成された略円錐状の窪みの側面からなる反射面であり、レーザダイオードからの光は、窪みの側面からなる反射面に照射される。
【００１３】
したがって、ごく単純な構成によって均一化手段を実現することができる。また、レーザダイオードから出力される光の導光体への入力結合効率が、レーザダイオードの発光領域の大きさや導光体の厚さに影響されないので、導光体の引いては液晶表示装置用バックライトシステムのさらなる薄型化を図ることができる。
【００１４】
請求項４に記載の液晶表示装置用バックライトシステムは、請求項３に記載の液晶表示装置用バックライトシステムであって、前記略円錐状の窪みをなす円錐の母線と前記導光体の前記底面又は前記上面とのなす角度が、約４５度であることを特徴としている。
【００１５】
この構成によれば、略円錐状の窪みをなす円錐の母線、つまり、略円錐状の窪みの側面と導光体の底面又は上面とのなす角度が約４５°である。したがって、均一化手段としての窪みの側面によって、レーザダイオードから入射される光を、効率的に導光体の平面内で光の伝搬の方向に均一化することができる。
【００１６】
請求項５に記載の液晶表示装置用バックライトシステムは、請求項２に記載の液晶表示装置用バックライトシステムであって、前記レーザダイオードから出力される光は、光ファイバを介して前記均一化手段に入射されることを特徴としている。
【００１７】
この構成によれば、レーザダイオードから出力される光は、光ファイバを介して均一化手段に入射される。このように、レーザダイオードと均一化手段とは光ファイバによって接続されるので、レーザダイオードの位置を、均一化手段の近傍だけでなく、所望の位置とすることができる。
【００１８】
請求項６に記載の液晶表示装置用バックライトシステムは、請求項３に記載の液晶表示装置用バックライトシステムであって、前記レーザダイオードから出力される光は、光ファイバを介して前記導光体に入射されることを特徴としている。
【００１９】
この構成によれば、レーザダイオードから出力される光は、光ファイバを介して導光体に入射される。このように、レーザダイオードと導光体とは光ファイバによって接続されるので、レーザダイオードの位置を、導光体の近傍だけでなく、所望の位置とすることができる。
【００２０】
請求項７に記載の液晶表示装置用バックライトシステムは、請求項２に記載の液晶表示装置用バックライトシステムであって、前記レーザダイオードは、前記均一化手段に、フェイスダウン実装されていることを特徴としている。
【００２１】
この構成によれば、レーザダイオードは、均一化手段にいわゆるフェイスダウン実装されており、レーザダイオードと均一化手段とが、光ファイバなどを介さずに直接的に接続されるので、部品数が減り、低コスト化やコンパクト化を図ることができる。
【００２２】
請求項８に記載の液晶表示装置用バックライトシステムは、請求項３に記載の液晶表示装置用バックライトシステムであって、前記レーザダイオードは、前記導光体に、フェイスダウン実装されていることを特徴としている。
【００２３】
この構成によれば、レーザダイオードは、導光体にいわゆるフェイスダウン実装されており、レーザダイオードと導光体とが、光ファイバなどを介さずに直接的に接続されるので、部品数が減り、低コスト化やコンパクト化を図ることができる。
【００２４】
請求項９に記載の液晶表示装置用バックライトシステムは、請求項１乃至８のいずれかに記載の液晶表示装置用バックライトシステムであって、前記レーザダイオードは、互いに異なる波長の光を出力する複数のレーザダイオードであることを特徴としている。
【００２５】
この構成によれば、レーザダイオードは、互いに異なる波長の光を出力する複数のレーザダイオードである。レーザダイオードから出力される光は発光スペクトルの波長幅が狭く色純度が高いので、Ｒ（red），Ｇ（green），Ｂ（blue）の光をそれぞれ出力するレーザダイオードとすれば、例えば、ＣＩＥｘｙ色度座標における再現可能な色域が広くなり、液晶表示装置の色再現領域を広げることができる。
【００２６】
請求項１０に記載の液晶表示装置用バックライトシステムは、請求項１乃至８のいずれか１に記載の液晶表示装置用バックライトシステムであって、前記レーザダイオードから照射された光の一部を別の波長の光に変換するための蛍光体を備えることを特徴としている。
【００２７】
この構成によれば、蛍光体により、レーザダイオードから出力された光の一部が別の波長の光に変換される。したがって、蛍光体を、レーザダイオードから入射された光の一部を発光スペクトルの波長幅が狭く色純度の高い光に変換するものとすれば、液晶表示装置の色再現領域を広げることができる。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１に記載の液晶表示装置用バックライトシステムによれば、レーザダイオードは、ＬＥＤなどに比べ、光の発光領域が非常に狭いので、導光体を薄くしても高い光の入力結合効率が得られる。したがって、液晶表示装置用バックライトシステムの薄型を図ることができるという効果が得られる。また、レーザダイオードから出力される光は、均一化手段によって導光体の内部で均一化されるので、液晶表示装置用バックライトシステムに好適である。
【００２９】
請求項２に記載の液晶表示装置用バックライトシステムによれば、単純な構成によって均一化手段を実現することができるという効果が得られる。
【００３０】
請求項３に記載の液晶表示装置用バックライトシステムによれば、ごく単純な構成によって均一化手段を実現することができるという効果が得られる。また、レーザダイオードからの光の導光体への入力結合効率が、レーザダイオードの発光領域の大きさや導光体の厚さに影響されないので、導光体の引いては液晶表示装置用バックライトシステムのさらなる薄型化を図ることができるという効果が得られる。
【００３１】
請求項４に記載の液晶表示装置用バックライトシステムによれば、均一化手段としての窪みの側面によって、レーザダイオードから入射される光を、効率的に導光体の平面内で光の伝搬の方向に均一化することができるという効果が得られる。
【００３２】
請求項５に記載の液晶表示装置用バックライトシステムによれば、レーザダイオードの位置を、均一化手段の近傍だけでなく、所望の位置とすることができるという効果が得られる。
【００３３】
請求項６に記載の液晶表示装置用バックライトシステムによれば、レーザダイオードの位置を、導光体の近傍だけでなく、所望の位置とすることができるという効果が得られる。
【００３４】
請求項７に記載の液晶表示装置用バックライトシステムによれば、レーザダイオードと均一化手段とが、光ファイバなどを介さずに直接的に接続されるので、部品数が減り、低コスト化やコンパクト化を図ることができるという効果が得られる。
【００３５】
請求項８に記載の液晶表示装置用バックライトシステムによれば、レーザダイオードと導光体とが、光ファイバなどを介さずに直接的に接続されるので、部品数が減り、低コスト化やコンパクト化を図ることができるという効果が得られる。
【００３６】
請求項９に記載の液晶表示装置用バックライトシステムによれば、レーザダイオードから出力される光は発光スペクトルの波長幅が狭く色純度が高いので、Ｒ（red），Ｇ（green），Ｂ（blue）の光をそれぞれ出力するレーザダイオードとすれば、例えば、ＣＩＥｘｙ色度座標における再現可能な色域が広くなり、液晶表示装置の色再現領域を広げることができるという効果が得られる。
【００３７】
請求項１０に記載の液晶表示装置用バックライトシステムによれば、蛍光体を、レーザダイオードから入射された光の一部を発光スペクトルの波長幅が狭く色純度の高い光に変換するものとすれば、液晶表示装置の色再現領域を広げることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の液晶表示装置用バックライトシステムの実施形態の例について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において示す図面は、発明の構成要素を模式的に示したものであり、各構成要素の大きさや構成要素間の相対的な大きさの関係等は、説明の便宜上のものであり、実際の大きさや関係ではなく、図示するものに限定されるものではない。
【００３９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置用バックライトシステム１（以下、「バックライトシステム１」と呼ぶ。）の光源と導光体などを示す模式図である。バックライトシステム１は、図示しない透過型の液晶表示パネルのバックライトとして使用されるものである。図１に示すように、バックライトシステム１は、光源としてのレーザダイオード２と、レーザダイオード２から出力される光を側面３ａから受ける光学手段３と、光学手段３から射出される光の波長を変換する蛍光体４と、蛍光体４から出力される光を内部で反射させながら伝搬する導光体５とを備えている。蛍光体４は導光体５の内部に埋め込まれている。なお、図１においては、導光体５の上部または下部に存在し、導光体５の内部を伝搬される光を垂直方向へ取り出して液晶表示パネルに向けて照射する出力カプラが省略されている。また、図１においては、説明の都合上、レーザダイオード２と光学手段３との位置を離して表記しているが、レーザダイオード２は光学手段３の側面３ａにいわゆるフェイスダウン実装される。なお、レーザダイオード２と光学手段３の側面３ａとの間には、屈折率を一致させるための屈折率が１．５程度のマッチングオイルが介在する。
【００４０】
レーザダイオード２は、例えば、青色レーザダイオードであり、発光領域が、高さ約２０μｍ、横幅約１０μｍである。光学手段３は、例えば、導光体５と同じ屈折率のポリマー材料で形成されている。光学手段３は、図１及び図２に示すように、光学手段３の本体を切り欠いたように形成された楔型形状の斜面からなる光取出部３ｂを光の導波方向に複数備えている。また、光学手段３の厚みは約５０μｍである。蛍光体４は、光学手段３を介したレーザダイオード２の青色（Blue）の光の一部を、発光スペクトルの波長幅が狭く色純度の高い、Ｒ（red），Ｇ（green）の光に波長変換するものである。レーザダイオード２からの青色の光の一部は蛍光体４をそのまま透過するので、蛍光体４は結果として、Ｒ，Ｇ，Ｂの光を放出する。この蛍光体４としては周知のものが適用できる。導光体５は、厚さが１００μｍ程度であり、例えば、ポリマー材料で形成されている。
【００４１】
レーザダイオード２から出力された光は、側面３ａから光学手段３に入射される。光学手段３に入射した光のうち、斜面からなる光取出部３ｂにおいて反射あるいは屈折により進路を変えられて、光学手段３の射出面３ｃに対して大きな入射角度で入射した光は、光学手段３の射出面３ｃで全反射されずに射出面３ｃから射出する。光取出部３ｂは、図１及び図２に示すように、光学手段３の光の導波の方向に沿って複数設けられているので、光学手段３に入射された光は、それぞれの光取出部３ｂにおいて反射あるいは屈折されて光学手段３から射出して、導光体５の平面内で均一化される。なお、射出面３ｃと蛍光体４の間の領域３ｄは屈折率の小さいポリマー材料を用いる。これらの屈折率の異なる誘電体の境界では、スネルの法則に従って光が屈折または反射される。光取出部３ｂの詳細な断面形状とその分布は、これらの領域３ｄの屈折率や入射光強度の角度分布などを勘案して決定される。
【００４２】
光学手段３の射出面３ｃから射出した光は、蛍光体４に入射する。蛍光体４は、入射した光のエネルギーによって励起される。そして、励起された蛍光体４は、発光スペクトルの波長幅が狭く色純度の高いＲ，Ｇの光を放出する。つまり、光学手段３から射出したレーザダイオード２からの光の一部は、蛍光体４によってＲ，Ｇの光に波長が変換され、他の一部はそのまま透過される。したがって、蛍光体４からは、Ｒ、Ｇ，Ｂの光が放出される。そして、蛍光体４から放出されたＲ，Ｇ，Ｂの光は、導光体５に入射し、導光体５の内部を伝搬される。
【００４３】
このように、バックライトシステム１では、ＬＥＤなどに比べ、本質的に発光領域が非常に狭いレーザダイオード２を光源として採用し、このレーザダイオード２から出力された光を、レーザダイオード２の発光領域よりも厚い光学手段３に入射させているので、入力結合効率が高くなるという効果が得られる。また、均一化手段としての光学手段３を備えるので、レーザダイオード２から出力される光を導光体５の平面内で均一化してバックライトシステムに適用させることができる。さらに、光学手段３から射出されるレーザダイオード２からの青色（Ｂ）の光の一部は、蛍光体４によって、発光スペクトルの波長幅が狭く色純度が高いＲ，Ｇの光に波長変換されるので、例えば、ＣＩＥｘｙ色度座標における色域を表現する三角形の面積が広くなり、バックライトシステム１を採用した液晶表示装置の色再現領域を広げることができる。
【００４４】
ところで、光学手段３は、図１及び図２に示したような形状に限らず、レーザダイオード２から出力された光を光取出部で進路を変えて導光体５の平面内で均一化できる形状であればどのようなものでもよい。例えば、光学手段３は図３に示すような光学手段３’であってもよい。図３に示す光学手段３’は、光の射出側に光取出部としての出力カプラ３’ｂを光の導波の方向に沿って複数備えている。側面３’ａから入射した光は、光学手段３’の内部で全反射を繰り返してそれぞれの光カプラ３’ｂに入り込み、出力カプラ３’ｂの内部でさらに全反射して光学手段３’の外部に射出され、導光体５の平面内で均一化される。なお、射出面３’ｂと蛍光体４の間の領域３’ｃは屈折率の小さいポリマー材料を用いる。これらの屈折率の異なる誘電体の境界では、スネルの法則に従って光が屈折または反射される。光取出部３’ｂの詳細な断面形状とその分布は、これらの領域３’ｃの屈折率や入射光強度の角度分布などを勘案して決定される。
【００４５】
また、光学手段３及び光学手段３’は、必ずしも屈折率の小さいポリマー材料からなる領域３ｄ及び３’ｃの内部に埋め込まれたものでなくてもよく、図４及び図５に示すように、光学手段３及び光学手段３’を剥き出しとしてもよい。これは、上述の低屈折率のポリマー材料を空気層で置き換えた構成と等価である。このようにすれば光学手段３及び光学手段３’の部分を低屈折率のポリマー部材からなる領域３ｄ及び３’ｃで覆わない分だけ軽くすることができる。
【００４６】
さらに、光源としてのレーザダイオード２は、１つに限られない。例えば、複数の青色レーザダイオードであってもよいし、Ｒ，Ｇ，Ｂの光をそれぞれ出力する３つ以上のレーザダイオードであってもよい。後者の場合、各レーザダイオードから出力される光は発光スペクトルの波長幅が狭く色純度が高いので、バックライトシステム１を採用した液晶表示装置の色再現領域をより広げることができる。
【００４７】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置用バックライトシステム１０（以下、「バックライトシステム１０」と呼ぶ。）の光源と導光体などを示す模式図である。バックライトシステム１は、図示しない透過型の液晶表示パネルのバックライトとして使用されるものである。図６に示すように、バックライトシステム１０は、レーザダイオード２、光ファイバ１１、導光体１２、蛍光体１３、及び、導光体１４を備えている。そして、図示するように、レーザダイオード２から出力された光は、光ファイバ１１を介して、導光体１２の厚さ方向の上面から導光体１２に入射される。光ファイバ１１の導光部（コア）は、レーザダイオード２の発光領域よりも大きい。なお、図６においては、導光体１４の上部に存在し、導光体１４の内部を伝搬される光を垂直方向へ取り出して液晶表示パネルに向けて照射する出力カプラが省略されている。図７は、図６におけるＡ−Ａ’断線における切断面を示す説明図である。また、図８は、光ファイバ１１の導光体１２への取り付け部分の導光体１２の底面側から見た様子を示す説明図である。図７及び図８に示すように、光ファイバ１１の導光体１２への取り付け部分には、導光体１２の上面に頂点が位置するように円錐状の窪み１５が形成されている。この円錐状の窪み１５の側面１５ａと導光体１２の底面とがなす角度、つまり、窪み１５がなす円錐の母線と導光体１２の底面とがなす角度は約４５°である。この円錐状の窪み１５の側面１５ａは光の反射面となる。
【００４８】
図７及び図８に示すように、光ファイバ１１の導光体１２への取り付け部分は、窪み１５の頂点よりも導光体１２の光の伝搬の方向側に位置しており、光ファイバ１１から射出されて導光体１２に入射した光は、窪み１５の導光体１２の伝搬の方向側の側面１５ａに照射される。窪み１５の側面１５ａに照射された光は、側面１５ａにおいて放射状に反射され、導光体１２の平面内において均一化される。そして、均一化された光は、蛍光体１３に入射する。蛍光体１３は、入射した光のエネルギーによって励起される。励起された蛍光体１３は、発光スペクトルの波長幅が狭く色純度が高いＲ，Ｇの光を放出する。つまり、窪み１５の側面１５ａで反射したレーザダイオード２からの一部の光は、蛍光体１３によってＲ，Ｇの光に波長が変換され、他の一部はそのまま透過される。したがって、蛍光体１３からは、Ｒ，Ｇ，Ｂの光が放出される。そして、蛍光体１３から放出されたＲ，Ｇ，Ｂの光は、導光体１４に入射し、導光体１４の内部を伝搬される。
【００４９】
このように、バックライトシステム１０では、レーザダイオード２からの光を、光ファイバ１１を用いて導光体１２の上面から入射させる。したがって、入力結合効率が、導光体１２の厚みとレーザダイオード２の発光領域の高さとの関係に左右されないので、導光体１２及び導光体１４の厚みをさらに薄くすることが可能となる。また、均一化手段として、円錐状の窪み１５の側面１５ａを備えるので、レーザダイオード２から出力される光を導光体１２及び導光体１４の平面内で均一化してバックライトシステムに適用させることができる。さらに、窪み１５の側面１５ａで反射されるレーザダイオード２からの青色（Ｂ）の光の一部は、蛍光体１３によって、発光スペクトルの波長幅が狭く色純度の高いＲ，Ｇの光に波長変換されるので、例えば、ＣＩＥｘｙ色度座標における色域を表現する三角形の面積が広くなり、バックライトシステム１０を採用した液晶表示装置の色再現領域を広げることができる。
【００５０】
ところで、均一化手段としての円錐状の窪み１５の側面１５ａは、窪み１５のように完全な円錐の側面１５ａでなくてもよく、少なくとも、光ファイバ１１から照射された光を反射して導光体１２及び導光体１４の平面内で均一化するに足りる側面１５ａであればよい。したがって、均一化手段を、例えば、図９及び図１０に示すように、窪み１５の側面１５ａの半分の領域を有する側面１５’ａとすることができる。この側面１５’ａは、窪み１５の円錐の略半分の円錐の窪み１５’の側面である。この場合、略円錐状の窪み１５’を、図９及び図１０に示すように、導光体１２’の端部に形成すれば、導光体１２’の光の伝搬方向と逆側（図面左側）のデッドスペースをなくすことができるという効果が得られる。
【００５１】
また、光ファイバ１１の取り付け部分は、導光体１２又は導光体１２’の上面でなくてもよい。つまり、光ファイバ１１を導光体１２又は導光体１２’の底面に取り付け、底面側から導光体１２又は導光体１２’にレーザダイオード２からの光を入射させるようにしてもよい。なお、この場合は、導光体１２又は導光体１２’に形成する窪み１５及び窪み１５’を上下逆さまとし、窪み１５又は窪み１５’の円錐の頂点が導光体１２又は導光体１２’の底面側に位置するようにする。
【００５２】
さらに、光源としてのレーザダイオード２は、１つに限られない。例えば、複数の青色レーザダイオードであってもよいし、Ｒ，Ｇ，Ｂの光をそれぞれ出力する３つ以上のレーザダイオードであってもよい。この場合、複数のレーザダイオードからの光をそれぞれ光ファイバで導光体１２に入射させ、それぞれの光ファイバの導光体１２への取り付け位置に、均一化手段としての窪み１５の側面１５ａ又は窪み１５’の側面１５’ａを設ける。また、Ｒ，Ｇ，Ｂの光をそれぞれ照射する３つ以上のレーザダイオードを設ける場合には、各レーザダイオードから照射される光は発光スペクトルの波長幅が狭く色純度が高いので、バックライトシステム１０を採用した液晶表示装置の色再現領域をより広げることができる。
【００５３】
なお、本発明の実施の形態は上述の形態に限らず、本発明の技術的思想の範囲内で種々に変更して実施することができる。例えば、第１の実施例においては、レーザダイオード２を光学手段３の側面３ａにフェイスダウン実装することとしたが、レーザダイオード２と光学手段３の側面３ａとを光ファイバで接続し、レーザダイオード２から出力される光を、光ファイバを介して光学手段３の側面３ａから入射させるようにしてもよい。
【００５４】
また、第２の実施の形態においては、レーザダイオード２から出力される光を、光ファイバ１１を介して、導光体１２の上面から入射することとしたが、レーザダイオード２を導光体１２の上面又は底面にフェイスダウンで実装し、レーザダイオード２から出力される光を直接に導光体１２に入射させるようにしてもよい。この場合、レーザダイオード２と導光体１２との間には、屈折率を一致させるための屈折率が１．５程度のマッチングオイルを介在させるようにするとよい。
【００５５】
さらに、第１の実施の形態では、蛍光体４は、レーザダイオード２からの光の進路において、光学手段３の後に配置したが、蛍光体４を光学手段３の手前に配置してもよい。同様に、第２の実施の形態では、蛍光体１３は、レーザダイオード２からの光の進路において、窪み１５（斜面１５ａ）の手前に配置してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、液晶表示装置を薄型化することができる液晶表示装置用バックライトシステムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係るバックライトシステム１の全体構成を示す説明図である。
【図２】光学手段３を示す説明図である。
【図３】光学手段３’を示す説明図である。
【図４】光学手段３の配置の変形例を示す説明図である。
【図５】光学手段３’の配置の変形例を示す説明図である。
【図６】本発明に係るバックライトシステム１０の全体構成を示す説明図である。
【図７】円錐状の窪み１５の側面１５ａを示す説明図である。
【図８】円錐状の窪み１５の側面１５ａを示す説明図である。
【図９】略円錐状の窪み１５’の側面１５’ａを示す説明図である。
【図１０】略円錐状の窪み１５’の側面１５’ａを示す説明図である。
【図１１】従来のバックライトシステムを示す説明図である。
【図１２】従来のバックライトシステムの入力結合効率について示す説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１      バックライトシステム
２      レーザダイオード
３      光学手段（均一化手段）
３ａ    側面
３ｂ    光取出部
３ｃ    射出面
４      蛍光体
５      導光体
１０    バックライトシステム
１１    光ファイバ
１２    導光体
１３    蛍光体
１４    導光体
１５    窪み
１５ａ  側面（均一化手段）
【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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