(57)【要約】【課題】本発明は、広色域で均一性に優れた面光源装置の提供を目的とする。【解決手段】面光源装置２００は、異なる色の光を発する複数のレーザー発光素子８１，８２，８３と、第１の光入射面６１ａと第１の光出射面６１ｂとを有する導光部材６と、第２の光入射面４１ｃと第２の光出射面４１ａとを有する面発光導光板４と、反射膜５と、を備え、導光部材６は、第１の光入射面６１ａから入射する複数のレーザー発光素子８１，８２，８３が発する光を混色して第１の光出射面６１ｂから出射し、反射膜５は、面発光導光板４の第２の光出射面４１ａに接する面に対向して配置され、反射膜５の反射率において、異なる色の光において相対的に波長が小さい光の反射率が、相対的に波長が大きい光の反射率よりも大きい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる色の光を発する複数のレーザー発光素子と、
第１の光入射面と第１の光出射面とを有する導光部材と、
第２の光入射面と第２の光出射面とを有する面発光導光板と、
反射膜と、
を備え、
前記導光部材は、前記第１の光入射面から入射する前記複数のレーザー発光素子が発する光を混色して前記第１の光出射面から出射し、
前記面発光導光板の前記第２の光入射面には、前記第１の光出射面から出射する光が入射され、
前記面発光導光板は、前記第２の光入射面から入射する光を面状光に変換して前記第２の光出射面から出射し、
前記反射膜は、前記面発光導光板の前記第２の光出射面に接する面に対向して配置され、
前記反射膜の反射率において、前記異なる色の光において相対的に波長が小さい光の反射率が、相対的に波長が大きい光の反射率よりも大きい、
面光源装置。
【請求項２】
前記第２の光出射面は、前記面発光導光板の主面であり、
前記第２の光入射面は、前記面発光導光板の前記主面に接する端面であり、
前記反射膜は、前記第２の光入射面に対向する面に対向して配置される、
請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
前記複数のレーザー発光素子は、青色光を発するレーザー発光素子と、緑色光を発するレーザー発光素子と、赤色光を発するレーザー発光素子である、
請求項１又は請求項２に記載の面光源装置。
【請求項４】
前記反射膜は、前記青色光の波長帯域に反射率のピークを有し、前記緑色光の波長帯域の反射率は前記青色光の波長帯域の反射率よりも小さく、前記赤色光の波長帯域の反射率は前記緑色光の波長帯域の反射率よりも小さい、
請求項３に記載の面光源装置。
【請求項５】
前記青色光は４６０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の波長を有する光であり、
前記緑色光は５２５ｎｍ以上５３５ｎｍ以下の波長を有する光であり、
前記赤色光は６３０ｎｍ以上６４０ｎｍ以下の波長を有する光である、
請求項３又は請求項４に記載の面光源装置。
【請求項６】
前記反射膜は、前記面発光導光板とは別の部材として設けられる、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の面光源装置。
【請求項７】
前記反射膜は、前記面発光導光板の前記第２の光出射面に接する面に一体に設けられる、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の面光源装置。
【請求項８】
前記導光部材の前記第１の光入射面は、前記面発光導光板の前記第２の光出射面と対向する面と平面視で重なる、
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の面光源装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の面光源装置と、
前記面光源装置によって照射される光を利用して画像を表示する液晶パネルと、
を備える、
液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は面光源装置および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置が備える液晶表示素子は、自ら発光しない。このため、液晶表示装置は液晶表示素子を照明する光源として、液晶表示素子の背面にバックライト装置（面光源装置とも記載する）を備えている。近年では、青色発光ダイオード（以下、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）と記載する）の性能が飛躍的に向上したことに伴い、光源に青色ＬＥＤを利用した面光源装置が広く採用されている。ここで「背面」とは、液晶表示素子の映像を表示する側の面と反対の面である。
【０００３】
青色ＬＥＤを利用した光源は、青色のＬＥＤ素子及び蛍光体を有している。この蛍光体は、青色ＬＥＤから発される光を吸収し青色の補色となる光を発光する。青色ＬＥＤと蛍光体を組み合わせることで、白色の光を発するＬＥＤ（白色ＬＥＤ）が得られる。ここで「青色の補色」とは、すなわち、緑色と赤色とを含む色で黄色である。
【０００４】
白色ＬＥＤは、電気−光変換効率が高く、低消費電力化に有効である。しかしながら一方で、白色ＬＥＤはその波長帯域幅が広く、色再現範囲が狭いという問題を有する。液晶表示装置は、その液晶表示素子の内部にカラーフィルタを備えている。液晶表示装置は、このカラーフィルタによって赤色、緑色又は青色のスペクトル範囲だけを取り出して、色表現を行っている。白色ＬＥＤのように波長帯域幅の広い連続スペクトルを有する光源は、色再現範囲を広げるために、カラーフィルタの表示色の色純度を高める必要がある。つまり、カラーフィルタを透過する波長帯域は狭く設定される。しかし、カラーフィルタを透過する波長帯域を狭く設定すると、光の利用効率が低下する。なぜなら、液晶表示素子の画像表示に用いられない不要な光の量が多くなるからである。
【０００５】
カラーフィルタによる光損失を最小限に抑制しながらも、色再現範囲を広げるためには、波長帯域幅の狭い光を発する光源を採用する必要がある。すなわち、色純度の高い光を発する光源を採用する必要がある。
【０００６】
レーザー発光素子は、ＬＥＤよりも、波長帯域幅が狭く、色純度の高い光を発する。また、レーザー発光素子を光源として使用すると、赤色、緑色および青色それぞれに独立したスペクトル範囲だけを有する光源を使用することになり色再現性を向上させることが可能である。しかしながら、独立したスペクトル帯域を有する複数の光源を使用した面光源装置を構成するためには、それぞれの光源が発する光を面光源装置内で均一に混ぜ合わせる必要がある。
【０００７】
面光源装置の方式として、光源を面発光導光板の側端面に沿って配置するサイドライト方式が広く採用されている。このようなバックライト装置には、これまで薄型化、高輝度化、および輝度の均一性が要求されてきたが、近年、液晶表示パネルの高精細化にともない、出射光の色調の均一性の向上に対する要求も増大している。
【０００８】
そこで、特許文献１の液晶表示装置では、導光板の側端面から漏れ出る光のうち、青色の成分のみを反射させて再び導光板に入射させることで、入光面と対向する端面側における色むらの発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−９４２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
色再現範囲を広げるために赤色、緑色および青色それぞれに独立したスペクトル帯域を有する光源を使用する場合、上述した特許文献１のように青色成分のみを導光板に戻して再利用するだけでは色むらの補正として、必ずしも十分なものであるとはいえない。
【００１１】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、複数色の独立した狭いスペクトル帯域を有する光源を備える面光源装置であって、広色域で均一性に優れた面光源装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る面光源装置は、異なる色の光を発する複数のレーザー発光素子と、第１の光入射面と第１の光出射面とを有する導光部材と、第２の光入射面と第２の光出射面とを有する面発光導光板と、反射膜と、を備え、導光部材は、第１の光入射面から入射する複数のレーザー発光素子が発する光を混色して前記第１の光出射面から出射し、面発光導光板の前記第２の光入射面には、第１の光出射面から出射する光が入射され、面発光導光板は、第２の光入射面から入射する光を面状光に変換して第２の光出射面から出射し、反射膜は、面発光導光板の第２の光出射面に接する面に対向して配置され、反射膜の反射率において、異なる色の光において相対的に波長が小さい光の反射率が、相対的に波長が大きい光の反射率よりも大きい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る面光源装置においては、面発光導光板の第２の光出射面に接する面に対向するように、内部吸収率の違いを補正する反射率特性を有する反射膜を配置した。ここで、内部吸収率の違いを補正する反射率特性とは、複数色のレーザー光線において相対的に波長が小さい光の反射率が、相対的に波長が大きい光の反射率よりも大きい特性である。これにより、光源として異なる色の光を発する複数のレーザー発光素子を備える場合においても、色ムラが抑制され、広色域で均一性に優れた面状光を出射する面光源装置を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１に係る面光源装置の断面図である。
【図２】実施の形態１に係る面光源装置の分解斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る面光源装置の平面図である。
【図４】実施の形態１に係る面光源装置のブロック図である。
【図５】実施の形態１に係る面光源装置に備わるレーザー発光素子の発光特性を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る面光源装置に備わる端面用反射シートの反射特性を示す図である。
【図７】実施の形態２に係る面光源装置の断面図である。
【図８】実施の形態２に係る面光源装置の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態１に係る面光源装置２００および液晶表示装置１００の断面図である。図２は、面光源装置２００および液晶表示装置１００の分解斜視図である。また、図３は、面光源装置２００を背面側から見た平面図である。
【００１６】
本実施の形態１において、図の説明を容易にするために、ｘｙｚ座標を用いる。ｘ軸は、液晶表示装置１００の表示面側から見て左右方向である。＋ｘ軸方向は右側であり、−ｘ軸方向は左側である。ｙ軸は、液晶表示装置１００の上下方向である。＋ｙ軸方向は上側で、−ｙ軸方向は下側である。ｚ軸は、液晶表示装置１００の表示面側から見て前後方向である。＋ｚ軸方向は手前側で、−ｚ軸方向は奥側である。「手前側」とは、液晶表示装置１００の表示面側である。「奥側」とは、液晶表示装置１００の裏面側（背面側）である。図１において、紙面に垂直な方向はｙ軸方向である。また、図１において、面発光導光板４の光入射面４１ｃからその対向する面（端面４１ｄ）へ向かう方向はｘ軸の正方向（＋ｘ軸方向）である。つまり、図１の紙面の右から左へ向かう方向は、＋ｘ軸方向である。図１の紙面の下から上へ向かう方向は、ｚ軸の正方向である。
【００１７】
＜液晶表示装置１００の構成＞
図１に示すように、液晶表示装置１００は、液晶パネル１および面光源装置２００を備える。液晶パネル１は、液晶表示素子を有し、画像光を形成するパネルである。そして、液晶パネル１は、光を透過する透過型のパネルである。「画像光」とは、画像情報を有する光のことである。また、液晶表示装置１００は、光学シート（第１の光学シート）２を備えてもよい。また、液晶表示装置１００は、光学シート（第２の光学シート）３を備えてもよい。面光源装置２００は、液晶パネル１の背面１ｂ（後述）に光を照射している。図１に示すように、面光源装置２００が発した光は、光学シート３，２を透過して液晶パネル１の背面１ｂに達する。
【００１８】
光学シート２は、透過する照明光Ｌ４４（後述）を液晶パネル１の背面１ｂの方向へ向ける機能を持つ。光学シート３は、照明光Ｌ４４の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。
【００１９】
図１に示すように、液晶表示装置１００は、ｚ軸の正方向から負方向へ順に、液晶パネル１、光学シート２，３および面光源装置２００を備えている。液晶パネル１、光学シート２，３は板形状をしている。また、面光源装置２００を構成する面発光導光板４も板形状をしている。このため、液晶パネル１、光学シート２，３および面光源装置２００は、積層状に配置されている。「積層」とは、層を積み重ねることである。
【００２０】
液晶パネル１は、＋ｚ軸側の面に表示面１ａを有している。また、液晶パネル１は、−ｚ軸側の面に背面１ｂを有している。また、液晶パネル１は、表示面１ａと背面１ｂとの間に液晶層（図示しない）を有している。液晶パネル１の表示面１ａは、ｘ−ｙ平面に平行な面である。液晶パネル１の液晶層は、ｘ−ｙ平面に平行な方向に広がる面状の構造を有する。
【００２１】
液晶パネル１の表示面１ａは、通常、矩形であり、表示面１ａに接して互いに隣接する２辺は、直交する。本実施の形態１では、液晶パネル１の長辺は、ｘ軸に平行である。また、液晶パネル１の短辺は、ｙ軸に平行である。なお、本実施の形態１では、液晶パネル１の表示面１ａは矩形として説明するが、液晶パネル１の表示面１ａの形状はこれに限るものではなく、他の形状であってもよい。
【００２２】
また、図１には図示していないが、液晶表示装置１００は、図４に示すように、制御部３１、液晶表示素子駆動部３２、レーザー光源駆動部３３を備えている。液晶表示素子駆動部３２は、液晶パネル１を駆動する。レーザー光源駆動部３３は、レーザー発光素子８１，８２，８３（後述）を駆動する。
【００２３】
＜面光源装置２００の構成＞
面光源装置２００は、複数のレーザー発光素子８１，８２，８３、導光部材６、面発光導光板４および反射膜５を備える。また、面光源装置２００は、必要に応じて背面用反射シート７を備えてもよい。
【００２４】
複数のレーザー発光素子８１，８２，８３は互いに異なる色の光線Ｌ８１，Ｌ８２，Ｌ８３を発する。導光部材６は、第１の光入射面６１ａと第１の光出射面６１ｂを有する。面発光導光板４は、第２の光入射面４１ｃと第２の光出射面４１ａを有する。
【００２５】
導光部材６は、第１の光入射面６１ａから入射する複数のレーザー発光素子８１，８２，８３が発する光線Ｌ８１，Ｌ８２，Ｌ８３を混色して、混色光Ｌ７０として第１の光出射面６１ｂから出射する。面発光導光板４の第２の光入射面４１ｃには、第１の光出射面６１ｂから出射する光が入射する。面発光導光板４は、第２の光入射面４１ｃから入射する混色光Ｌ７０を面状光（照明光Ｌ４４）に変換して第２の光出射面４１ａから出射する。
【００２６】
反射膜５は、端面用反射シート５０の表面に設けられる。つまり、反射膜５は、面発光導光板４の第２の光出射面４１ａに接する面（即ち端面４１ｄ）に対向して配置される。反射膜５は、相対的に波長が小さい光の反射率が、相対的に波長が大きい光の反射率よりも大きい反射特性を有する。反射膜５は、面発光導光板４の端面４１ｄと同じ矩形形状である。
【００２７】
面光源装置２００には、ｚ軸の正方向から負方向へ順に、面発光導光板４および背面用反射シート７が配置されている。また、面光源装置２００において、面発光導光板４の−ｘ軸側（背面側）にレーザー発光素子８１，８２，８３が配置される。
【００２８】
面発光導光板４は、板形状をしている。面発光導光板４は、第２の光出射面４１ａ、背面４１ｂ、第２の光入射面４１ｃおよび端面４１ｄを有する。面発光導光板４の第２の光入射面４１ｃは、面発光導光板４の１つの端面に形成されている。「端面」とは、厚みのあるものを切断したときにできる切り口の面である。ここでは、板形状をしている面発光導光板４の第２の光出射面４１ａと背面４１ｂとをつなぐ面である。つまり、板形状の側面である。なお、第２の光出射面４１ａおよび背面４１ｂは、ｘ−ｙ平面に平行な面である。第２の光入射面４１ｃから入射した光は、第２の光出射面４１ａから面状光となって出射する。
【００２９】
面発光導光板４の背面４１ｂには、複数の微小光学素子４２が形成されている。第２の光入射面４１ｃから入射した光は、全反射の条件を満たしながらｘ軸方向に進行する。しかし、微小光学素子４２に入射した光の中には、全反射条件を満たさなくなる光がある。全反射条件を満たさなくなる光は、第２の光出射面４１aから出射する。
【００３０】
端面用反射シート５０は、面発光導光板４の第２の光入射面４１ｃと対向する端面４１ｄ側に配置されている。また、端面用反射シート５０の面発光導光板４の端面４１ｄと対向する側の面には、反射膜５が配置されている。
【００３１】
導光部材６において、レーザー発光素子８１，８２，８３のそれぞれから発せられた光線Ｌ８１，Ｌ８２，Ｌ８３は導光部材６の第１の光入射面６１ａに入射して、第１の光出射面６１ｂから出射する。導光部材６の第１の光出射面６１ｂと、面発光導光板４の第２の光入射面４１ｃは対向して配置されている。
【００３２】
背面用反射シート７は、面発光導光板４の背面４１ｂ側に配置されている。また、背面用反射シート７は、背面用反射シート７の表面側（反射面側）を面発光導光板４に向けて配置されている。微小光学素子４２で全反射条件を満たさなくなった光は、背面４１ｂ側からも出射する。背面用光反射シート７は、面発光導光板４の背面４１ｂ側から出射した光を、第２の光出射面４１ａ側（＋ｚ軸方向）に向けて反射する。これにより、面発光導光板４に入射した光を、効率良く液晶パネル１側に出射することができる。
【００３３】
レーザー発光素子８１，８２，８３は、導光部材６の第１の光入射面６１ａに対向して配置されている。導光部材６の第１の光入射面６１ａから入射した光線Ｌ８１，Ｌ８２，Ｌ８３は、全反射の条件を満たしながら導光部材６内部を進行し、第１の光出射面６１ｂに到達する。光線Ｌ８１，Ｌ８２，Ｌ８３は、導光部材６の内部を進行する過程で混色されて混色光Ｌ７０（白色光）となる。導光部材６の第１の光出射面６１ｂから出射した混色光Ｌ７０は、面発光導光板４の第２の光入射面４１ｃに入射する。混色光Ｌ７０は、面発光導光板４内を全反射しながら伝搬するが、伝搬の途中で微小光学素子４２に入射し全反射の条件を満たさなくなった光線は第２の光出射面４１ａから出射する。面発光導光板４の端面４１ｄに到達した光線は、端面用反射シート５０に設けられた反射膜５で拡散反射され、再び面発光導光板４の内部へ戻る。「拡散反射」とは、拡散して反射することである。
【００３４】
＜レーザー発光素子＞
レーザー発光素子８１，８２，８３は、それぞれ赤色、緑色、青色のレーザー光線Ｌ８１，Ｌ８２，Ｌ８３を発する。図３に示すように、面光源装置２００は、レーザー発光素子８１，８２，８３のそれぞれを複数備える構成でもよい。
【００３５】
赤色のレーザー光線Ｌ８１は、例えば波長６３０ｎｍに光強度のピークを有する光である。レーザー光線Ｌ８１の波長幅は、半値全幅で１ｎｍである。つまり、レーザー光線Ｌ８１のスペクトル幅は、単色のＬＥＤ素子から発される光又は蛍光体を使用したＬＥＤ素子から発される光のスペクトル幅に比べて極めて狭い。ここで、「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％になる波長幅をいう。レーザー光のスペクトルの一例を図５に示す。
【００３６】
また、緑色のレーザー光線Ｌ８２は、例えば波長５３０ｎｍに光強度のピークを有する光である。レーザー光線Ｌ８２の波長幅は、半値全幅で１ｎｍである。また、青色のレーザー光線Ｌ８３は、例えば波長４６５ｎｍに光強度のピークを有する光である。レーザー光線Ｌ８３の波長幅は、半値全幅で１ｎｍである。
【００３７】
レーザー発光素子８１，８２，８３の発光部は、導光部材６の第１の光入射面６１ａに対向して配置されている。ここで、発光部とは、各レーザー発光素子８１，８２，８３のレーザー光線Ｌ８１，Ｌ８２，Ｌ８３を出射する面である。
【００３８】
＜導光部材＞
導光部材６は、面発光導光板４の背面４１ｂ側に第１の光入射面６１ａが来るように配置されている。また、面光源装置２００が背面用反射シート７を有する場合には、レーザー導光部材６は、背面用反射シート７の裏面側（−ｚ軸方向側）第１の光入射面６１ａが来るように配置される。
【００３９】
導光部材６は、透明な材料により構成されている。例えば、導光部材６の材料には、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）などが用いられる。図１、２に示すように、導光部材６の第１の光出射面６１ｂは、面発光導光板４の第２の光入射面４１ｃと対向して配置される。また、図３に示すように、図導光部材６の第１の光入射面６１ａは、面発光導光板４の第２の光出射面４１ａと対向する面（背面４１ｂ）と平面視で重なるように配置される。
【００４０】
＜面発光導光板＞
上述のように、面発光導光板４は、第２の光出射面４１ａ、背面４１ｂ、第２の光入射面４１ｃおよび端面４１ｄを有する。第２の光出射面４１ａは、面発光導光板４の液晶パネル１側（＋ｚ軸側）の主面である。背面４１ｂは、面発光導光板４の第２の光出射面４１ａに対向する面である。つまり、背面４１ｂは、面発光導光板４の−ｚ軸側の面である。
【００４１】
面発光導光板４は、透明材料で形成されている。例えば、面発光導光板４の材料は、アクリル樹脂（例えば、ＰＭＭＡ）などである。面発光導光板４は、板形状の部材である。面発光導光板４は、例えば厚み３ｍｍの板形状の部材である。面発光導光板４は、光学シート３と背面用反射シート７との間に積層されて配置されている。「積層」とは、層を積み重ねることである。つまり、シート状の光学シート３、板状の面発光導光板４および背面用反射シート７とが、層を積み重ねるように配置されている。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。つまり、第２の光出射面４１ａは、表示面１ａに対して平行に配置されている。また、背面４１ｂは、表示面１ａに対して平行に配置されている。
【００４２】
第２の光入射面４１ｃは、面発光導光板４の１つの端面に形成されている。また、端面４１ｄは、面発光導光板４の１つの端面に形成されている。第２の光入射面４１ｃは、−ｘ側の端面である。端面４１ｄは、＋ｘ側の端面である。つまり、端面４１ｄは、第２の光入射面４１ｃに対向する面である。導光部材６の第１の光出射面６１ｂから出射されたレーザー光線Ｌ８１，Ｌ８２，Ｌ８３は、面発光導光板４の第２の光入射面４１ｃから入射する。
【００４３】
面発光導光板４の背面４１ｂには、複数の微小光学素子４２が設けられている。微小光学素子４２は、−ｚ軸方向に突出した半球状の凸形状（凸レンズ形状）を有している。つまり、微小光学素子４２は、背面４１ｂから第２の光出射面４１ａと反対側に突出している。また、微小光学素子４２は、面発光導光板４の背面４１ｂ上（ｘ−ｙ平面上）の位置に応じて異なる配置密度で配置されている。ここで、「配置密度」とは、微小光学素子４２の単位面積当たりの数又は微小光学素子４２の大きさなどをいう。つまり、配置密度は、単位面積当たりの微小光学素子４２の占める割合である。
【００４４】
この微小光学素子４２の配置密度の変化により、照明光Ｌ４４（後述）の面内輝度分布を制御することができる。つまり、第２の光出射面４１ａから出射される照明光Ｌ４４の空間強度分布が均一となるように、微小光学素子４２は配置されている。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のことをいう。ここで、「面内」とは液晶パネル１の表示面１ａ内のことをいう。
【００４５】
なお、ここでは微小光学素子４２を凸レンズ形状としたが、これに限るものではない。微小光学素子４２は、照明光Ｌ４４となる混色光Ｌ７０を＋ｚ軸方向に反射して液晶パネル１の背面１ｂに向けて出射する機能を有する形状であれば別の形状であっても良い。例えば、プリズム形状又はランダムな凹凸パターンなどが、微小光学素子４２の別の形状として利用できる。また、例えば、微小光学素子４２は白色ドット印刷としてもよい。
【００４６】
微小光学素子４２の配置密度は、第２の光入射面４１ｃから入射された後の混色光Ｌ７０のもつ角度強度分布に応じて設計される。微小光学素子４２は、第２の光入射面４１ｃから対向する端面４１ｄに向けて粗から密に配置されている。これにより、第２の光出射面４１ａから出射する光の量は、ｘ軸方向で均一となり、均一性の高い面状の光を形成することができる。
【００４７】
＜端面用反射シート＞
端面用反射シート５０は、面発光導光板４の端面４１ｄに対向して配置されている。端面用反射シート５０の面発光導光板４の端面４１ｄ側の面には、反射膜５が設けられている。反射膜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を反射するシートにより形成される。また、反射膜５は例えば端面用反射シート５０の表面に金属材料、誘電体等を単一層又は複数層で蒸着した蒸着膜であってもよい。端面用反射シート５０の反射膜５が設けられている側の面は、透過率の高い両面テープ等の粘着材で面発光導光板４の端面４１ｄに張り付けられる。上述のように、反射膜５は、端面４１ｄから出射した光を光入射面４１ｃ（−ｘ軸方向）に向けて拡散反射する。これにより、面発光導光板４に入射した光を、効率良く液晶パネル１側に出射することができる。
【００４８】
反射膜５の相対分光反射率の一例を図６に示す。図６に示すように、本実施形態における反射膜５は、青成分（波長４６０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下）の帯域に反射率のピーク（最大値）を持つ。また、青成分よりも緑成分（波長５２５ｎｍ以上５３５ｎｍ以下）の反射率が低くなっている。また、緑成分よりも赤成分（波長６３０ｎｍ以上６４０ｎｍ）の反射率が低くなっている。
【００４９】
面発光導光板４の第２の光入射面４１ｃから入射し端面４１ｄから出射される光は、面発光導光板４内部を伝搬中に内部吸収により減衰される。内部吸収率は短波長側の光が高くなるため、端面４１ｄから出射される光は長波長側の光が相対的に高強度となる。レーザー発光素子のように波長帯域の狭い光源を用いた場合は、内部吸収による強度差が顕著になる。そのため、端面４１ｄから、全ての色の光を同じ反射率で拡散反射させて光を再利用すると、面発光導光板４の第２の光出射面４１ａから出射される照明光Ｌ４４の一部（端面４１ｄ付近）に色むらが発生する。
【００５０】
本実施形態では、例えば図６に示す相対分光反射率を有する反射膜５を用いることで、面発光導光板４の内部吸収により発生した青成分、緑成分、赤成分のアンバランスを解消することができる。また、反射膜５を設けることで、端面４１ｄから出射される光を効率よく利用することできる。
【００５１】
＜背面用反射シート＞
背面用反射シート７は、面発光導光板４の背面４１ｂに対向して配置されている。背面用反射シート７は、液晶パネル１の表示面１ａと平行に配置されている。背面用反射シート７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を反射するシートにより形成される。また、背面用反射シート７は、基板の表面に蒸着により金属をコーティングしたシートであってもよい。上述のように、背面用反射シート７は、背面４１ｂ側から出射した光を第２の出射面４１ａ側（＋ｚ軸方向）に向けて反射する。これにより、面発光導光板４に入射した光を、効率良く液晶パネル１側に出射することができる。なお、背面用反射シート７は、背面４１ｂ側から出射した光を第２の光出射面４１ａ側（＋ｚ軸方向）に向けて反射する機能を有すれば、板状であっても構わない。
【００５２】
＜レーザー光線の挙動＞
レーザー発光素子８１，８２，８３から出射されるレーザー光線Ｌ８１，Ｌ８２，Ｌ８３の挙動について説明する。レーザー発光素子８１，８２，８３から出射されたレーザー光線Ｌ８１，Ｌ８２，Ｌ８３は、第１の光入射面６１ａから導光部材６内部に入射する。レーザー光線Ｌ８１，Ｌ８２，Ｌ８３は、導光部材６を伝搬中に内部で複数回反射を繰り返し、第１の光出射面６１ｂに到達するまでに空間的に重なりあって白色の混色光Ｌ７０となる。混色光Ｌ７０は第２の光入射面４１ｃから面発光導光板４に入射する。
【００５３】
面発光導光板４の第２の光入射面４１ｃから入射した混色光Ｌ７０は、面発光導光板４と空気層との界面で全反射を繰り返しながら、＋ｘ軸方向に進む。「面発光導光板４と空気層との界面」とは、第２の光出射面４１ａ側の面又は背面４１ｂ側の面と空気層の界面をいう。また、混色光Ｌ７０の一部は、全反射を繰り返す過程で微小光学素子４２に入射する。そして、微小光学素子４２に入射した混色光Ｌ７０は、微小光学素子４２の曲面で反射する際に進行方向を変える。進行方向が変化した混色光Ｌ７０の中には、面発光導光板４の表面と空気層との界面における全反射条件を満たさなくなる光線が含まれる。全反射条件を満たさなくなった光線（＋ｚ軸方向に進む光線）は、面発光導光板４の第２の光出射面４１ａから液晶パネル１の背面１ｂに向かって、照明光Ｌ４４として出射される。照明光Ｌ４４は、面状の光となって第２の光出射面４１ａから＋ｚ軸方向に出射される。このとき、照明光Ｌ４４は、ｘ−ｙ平面における空間強度分布が均一な面状の光である。照明光Ｌ４４の出射方向は、ｘ−ｙ平面に垂直な方向である。照明光Ｌ４４は、ｘ−ｙ平面において空間強度分布の均一性が高い白色の面状光となる。
【００５４】
ここで、面発光導光板４の内部を進行する混色光Ｌ７０の中には、面発光導光板４の背面４１ｂから出射して−ｚ軸方向に進む光がある。背面４１ｂから出射した光は、背面用反射シート７で反射され、＋ｚ軸方向へ進む光となる。つまり、背面用反射シート７で反射された混色光Ｌ７０は、照明光Ｌ４４となる。そして、背面用反射シート７で反射されて照明光Ｌ４４となった混色光Ｌ７０は、液晶パネル１の背面１ｂを照明する。
【００５５】
また、面発光導光板４の内部を進行する混色光Ｌ７０の中には、面発光導光板４の端面４１ｄから出射して＋ｘ軸方向へ進む光がある。端面４１ｄから出射した光は、端面用反射シート５０に設けられた反射膜５で拡散反射され、−ｘ軸方向へ進む光となる。つまり反射膜５で拡散反射された光は面発光導光板４へ再度入射し、再利用される。
【００５６】
＜液晶表示装置の制御＞
液晶表示装置１００において、液晶パネル１に映像が表示されるまでの動作について説明する。図４は、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４に示すように、液晶表示装置１００に設けられた制御部３１には、映像信号３４が入力される。制御部３１は、液晶表示素子制御信号３５を生成し、液晶表示素子駆動部３２へ送る。また、制御部３１は、レーザー光源制御信号３６を生成し、レーザー光源駆動部３３へ送る。レーザー光源制御信号３６は、制御部３１に入力された映像信号３４の表示に必要とされる各色の光強度の割合に応じて生成される。
【００５７】
液晶表示素子駆動部３２は、液晶表示素子制御信号３５を受け取ると、これに基づいて液晶パネル１を駆動する。つまり、液晶表示素子駆動部３２は、液晶パネル１に電気信号（液晶表示素子制御信号３５）を送り、各画素における光の透過率を変化させる。具体的には、液晶表示素子駆動部３２は、液晶層に印加する電圧を変化させることにより液晶の配向を変え、各画素を透過する光の偏光方向を回転させる。偏光方向が回転した光は、液晶層の後方に備えられる偏光板により透過する光量が制御される。この光の透過率の変化により、画像の明るさや色を変化させる。レーザー光源駆動部３３は、レーザー光源制御信号３６を受け取ると、これに基づいてレーザー発光素子８１，８２，８３のそれぞれを駆動する。
【００５８】
なお、制御部３１、晶表示素子駆動部３２、レーザー光源駆動部３３は、処理回路によって実現される。処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰともいう）であってもよい。
【００５９】
処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。
【００６０】
処理回路がＣＰＵの場合、制御部３１、液晶表示素子駆動部３２、レーザー光源駆動部３３の機能はソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。処理回路は、メモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御部３１、晶表示素子駆動部３２、レーザー光源駆動部３３の機能を実現する。また、このプログラムは、制御部３１、晶表示素子駆動部３２、レーザー光源駆動部３３の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリとは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等が該当する。
【００６１】
なお、制御部３１、液晶表示素子駆動部３２、レーザー光源駆動部３３の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。
【００６２】
＜効果＞
本実施の形態１における面光源装置２００は、異なる色の光を発する複数のレーザー発光素子８１，８２，８３と、第１の光入射面６１ａと第１の光出射面６１ｂとを有する導光部材６と、第２の光入射面４１ｃと第２の光出射面４１ａとを有する面発光導光板４と、反射膜５と、を備え、導光部材６は、第１の光入射面６１ａから入射する複数のレーザー発光素子８１，８２，８３が発する光を混色して第１の光出射面６１ｂから出射し、面発光導光板４の第２の光入射面４１ｃには、第２の光出射面４１ａから出射する光が入射され、面発光導光板４は、第２の光入射面４１ｃから入射する光を面状光（照明光Ｌ４４）に変換して第２の光出射面４１ａから出射し、反射膜５は、面発光導光板４の第２の光出射面４１ａに接する面（即ち端面４１ｄ）に対向して配置され、反射膜５の反射率において、異なる色の光において相対的に波長が小さい光の反射率が、相対的に波長が大きい光の反射率よりも大きい。
【００６３】
面発光導光板４内部を伝搬する複数色のレーザー光線は、内部吸収により減衰される。内部吸収率は短波長側の光が高くなるため、面発光導光板４の端面（第２の光出射面４１ａに接する面）において、面状光に色ムラが発生し易い。本実施の形態１では、面発光導光板４の端面に対向するように、内部吸収率の違いを補正する反射率特性を有する反射膜５を配置した。ここで、内部吸収率の違いを補正する反射率特性とは、異なる色の光（複数色のレーザー光線）において相対的に波長が小さい光の反射率が、相対的に波長が大きい光の反射率よりも大きい特性である。これにより、光源として異なる色の光を発する複数のレーザー発光素子８１，８２，８３を備える場合においても、色ムラが抑制され、広色域で均一性に優れた白色の面状光を出射する面光源装置２００を得ることが可能である。
【００６４】
また、本実施の形態１における面光源装置２００において、第２の光出射面４１ａは、面発光導光板４の主面であり、第２の光入射面４１ｃは、面発光導光板４の主面に接する端面であり、反射膜５は、第２の光入射面４１ｃに対向する面（即ち端面４１ｄ）に対向して配置される。
【００６５】
面発光導光板４において内部吸収率の差による各色光の強度の差が最も大きくなるのは、光入射面（即ち第２の光入射面４１ｃ）と対向する端面（即ち端面４１ｄ）である。よって、端面４１ｄに対向して反射膜５を配置することで、効果的に面状光の色ムラを抑制することが可能となる。
【００６６】
また、本実施の形態１における面光源装置２００において、複数のレーザー発光素子８１，８２，８３は、青色光を発するレーザー発光素子８１と、緑色光を発するレーザー発光素子８２と、赤色光を発するレーザー発光素子８３である。
【００６７】
従って、青色光、緑色光、赤色光のレーザー発光素子８１，８２，８３で光源を構成することにより、これらを混色して白色光を得ることが可能である。
【００６８】
また、本実施の形態１における面光源装置２００において、反射膜５は、青色光の波長帯域に反射率のピークを有し、緑色光の波長帯域の反射率は青色光の波長帯域の反射率よりも小さく、赤色光の波長帯域の反射率は緑色光の波長帯域の反射率よりも小さい。
【００６９】
従って、反射膜５の反射率特性に関して、内部吸収による減衰率が最も大きい青色光の波長帯域に反射率のピークを設定し、内部吸収による減衰率が青色光の次に大きい緑色光の反射率を青色光の反射率よりも小さく設定し、内部吸収による減衰率が緑色光の次に大きい赤色光の反射率を緑色光の反射率よりも小さく設定する。これにより、光源として異なる色の光を発する複数のレーザー発光素子８１，８２，８３を備える場合においても、面発光導光板４の内部吸収による減衰率の差を補正することが可能となる。
【００７０】
また、本実施の形態１における面光源装置２００において、青色光は４６０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の波長を有する光であり、緑色光は５２５ｎｍ以上５３５ｎｍ以下の波長を有する光であり、赤色光は６３０ｎｍ以上６４０ｎｍ以下の波長を有する光である。
【００７１】
従って、反射膜５の反射率特性に関して、４６０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の波長帯域に反射率のピークを設定し、５２５ｎｍ以上５３５ｎｍ以下の波長帯域の反射率を４６０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の波長帯域の反射率よりも小さく設定し、６３０ｎｍ以上６４０ｎｍ以下の波長帯域の反射率を５２５ｎｍ以上５３５ｎｍ以下の波長帯域の反射率よりも小さく設定する。これにより、面発光導光板４の内部吸収による減衰率の差を補正することが可能となる。
【００７２】
また、本実施の形態１における面光源装置２００において、反射膜５は、面発光導光板４とは別の部材として設けられる。
【００７３】
従って、反射膜５を面発光導光板４と別の部材として設けることにより、面発光導光板４に加工を施すことなく、反射膜５を面発光導光板４の端面４ｄに対向するように容易に配置することが可能である。
【００７４】
また、本実施の形態１における面光源装置２００において、導光部材６の第１の光入射面６１ａは、面発光導光板４の第２の光出射面４１ａと対向する面（即ち背面４１ｂ）と平面視で重なる。
【００７５】
従って、導光部材６の第１の光入射面６１ａを面発光導光板４の背面４１ｂ側に配置することにより、複数のレーザー発光素子８１，８２，８３を面発光導光板４の背面４１ｂ側に配置することが可能となる。これにより、第２の光出射面４１ａの周囲に平面視で配置される部材が少なくなるため、面光源装置２００の挟額縁化が可能である。
【００７６】
＜実施の形態２＞
図７は、本実施の形態２に係る面光源装置２０１および液晶表示装置１０１を−ｙ軸側から見た断面図である。図８は、面光源装置２０１および液晶表示装置１０１の分解斜視図である。図の説明を容易にするために、実施の形態１と同様のｘｙｚ座標を用いる。
【００７７】
本実施の形態２における面光源装置２０１は、実施の形態１の端面用反射シート５０を備えず、面発光導光板４の端面４１ｄに反射膜５が一体に設けられる。この点以外は、実施の形態１と同様の構成である。実施の形態１と同一の構成要素は、同一の符号を付し、説明を省略する。実施の形態１と同様の構成要素は、液晶パネル１、光学シート２，３、導光部材６、背面用反射シート７、レーザー発光素子８１，８２，８３である。
【００７８】
＜面発光導光板４の端面４１ｄ＞
面発光導光板４の端面４１ｄについて説明する。面発光導光板４の端面４１ｄには反射膜５がコーティングされている。反射膜５の相対分光反射率の特性は、実施の形態１（図５）と同じである。実施の形態１と同様、面発光導光板４の端面４１ｄに達した混色光Ｌ７０は、青色成分、緑色成分、赤色成分の順に大きい反射率で反射され、再び面発光導光板４に入射する。これにより、面発光導光板４の内部吸収による減衰率の差が補正される。
【００７９】
本実施の形態２は、反射膜５を面発光導光板４の端面４１ｄに一体に配置する点で実施の形態１と異なるが、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００８０】
＜効果＞
本実施の形態における面光源装置２０１において、反射膜５は、面発光導光板４の第２の光出射面４１ａに接する面（即ち端面４１ｄ）に一体に設けられる。
【００８１】
従って、反射膜５を面発光導光板４の端面４１ｄに一体に設けることにより、端面４１ｄに達した光をより効率良く反射することが可能となる。よって、色ムラが抑制された品質の高い白色の面状光を出射する面光源装置２０１を得ることが可能である。
【００８２】
上述した実施の形態１において、液晶表示装置１００は、面光源装置２００と、面光源装置２００によって照射される光を利用して画像を表示する液晶パネル１と、を備える。また、上述した実施の形態２において、液晶表示装置１０１は、面光源装置２０１と、面光源装置２０１によって照射される光を利用して画像を表示する液晶パネル１と、を備える。
【００８３】
従って、実施の形態１、２における液晶表示装置１００，１０１によれば、色ムラが抑制され、広色域で色再現性に優れた画像光を表示することが可能となる。
【００８４】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１  液晶パネル、１ａ  表示面、１ｂ  背面、２  第１の光学シート、３  第２の光学シート、４  面発光導光板、４１ａ  第２の光出射面、４１ｂ  背面、４１ｃ  第２の光入射面、４１ｄ  端面、４２  微小光学素子、５  反射膜、５０  端面用反射シート、６  導光部材、６１ａ  第１の光入射面、６１ｂ  第１の光出射面、７  背面用反射シート、８１，８２，８３  レーザー発光素子、１００，１０１  液晶表示装置、２００，２０１  面光源装置、３１  制御部、３２  液晶表示素子駆動部、３３  レーザー光源駆動部、３４  映像信号、３５  液晶表示素子制御信号、３６  レーザー光源制御信号、Ｌ７０  混色光、Ｌ８１，Ｌ８２，Ｌ８３  光線、Ｌ４４  照明光。
【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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