TWI486648B - Surface light source device and liquid crystal display device - Google Patents

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TWI486648B
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Nami Nakano
Rena Nishitani
Tomohiro Sasagawa
Nobutaka Kobayashi
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

面光源裝置及液晶顯示裝置
本發明係有關於具有面狀發光面的面光源裝置及具有面光源裝置與液晶顯示元件的液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置具備的液晶顯示元件本身不會發光。因此，液晶顯示裝置會在液晶顯示元件的背面配置背光裝置，做為照明液晶顯示元件的光源。背光裝置發出的光入射液晶顯示元件後射出影像光。「影像光」是指具有影像資訊的光。近年來，伴隨著藍色發光二極體(以下，將發光二極體稱為LED(Light Emitting Diode))的性能飛躍性的提昇，使用藍光LED作為光源的背光裝置也被廣泛地採用。
使用藍色LED的光源會具有藍色LED、以及將藍色LED發出的光吸收後發出藍色的補色的光的螢光體。這樣的LED稱之為白色LED。藍色的補色是含有綠色與紅色的顏色，也就是黃色。
白色LED的電光轉換效率高，因此對低耗電相當有幫助。所謂「電光轉換」是指將電轉換為光。然而另一方面，白色LED卻有波長帶域廣，顏色重現的範圍狹窄的問題。液晶顯示裝置在其液晶顯示元件內部具備彩色濾光片。液晶顯示裝置藉由這個彩色濾光片分別取出紅色、綠色與藍色頻譜，呈現 出色彩。若要使用如白色LED一樣波長帶域廣的連續頻譜的光源來擴展顏色呈現的範圍，必須提高彩色濾光片的顯示顏色的顏色純度。也就是說，必須將透過彩色濾光片的波長帶域設定得更狹窄。然而，當透過彩色濾光片的波長帶域設定狹窄，光的利用效率降低。這是因為不用於液晶顯示元件顯示影像的光的光量增加。
為了抑制彩色濾光片造成的光損失在最低限度，並且擴大顏色重現範圍，必須要採用發出波長帶域窄的光的光源。也就是說，必須採用發出顏色純度高的光的光源。
因而，為了實現廣色彩重現範圍及高亮度的影像，近年來，有一種液晶顯示裝置，使用波長帶域窄的單色LED或雷射做為光源的背光單元。「波長帶域窄」也就是指顏色純度高。特別是雷射，具有極佳的單色性。且雷射具有高發光效率。因此，使用雷射的液晶顯示裝置可以提供顏色重現範圍廣且高亮度的影像。另外，也可提供耗電低的液晶顯示裝置。也就是說，特別是雷射具有非常優秀的單色性，所以能夠使顏色重現範圍變廣，並大幅提高液晶顯示裝置的畫質。
背光裝置需要是在平面內以均一的強度照明液晶顯示元件的面光源。「平面內」是指液晶顯示裝置的顯示面的範圍內。而「面光源」是指發出面狀光的光源。雷射是具有非常高指向性的點光源。「點光源」是指從一個點放射光線的光源。在此。「一個點」是指考量產品性能後，在光學的計算上將光源具有的面積視為一點而不會產生問題的情況。因此，使用雷射做為光源的背光裝置需要將點光源的雷射光轉換為面 光源的光學系統。這個面光源是以均一強度照明液晶顯示元件1的光源。
例如，專利文獻1中揭露了使用雷射做為光源並且具備導光板及複數透鏡構成的照明光學系統來實現面光源的技術。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1：特開2008-66162
然而，上述專利文獻1的背光裝置具備複數透鏡構成的照明光學系統，因此光學系統體積龐大。也就是說，專利文獻1的背光裝置要小型化相當困難。近年來，使包圍顯示畫面的框狀殼體的部分變細是比較受歡迎的設計。此框狀殼體的部分稱為「邊框」。專利文獻1中記載的大的光學系統配置於篇框部分，因此縮細邊框是相當困難的。在此，細的邊框也稱為「窄邊框」。
本發明係有鑑於上述問題而完成，在使用雷射光源的情況下也能縮小配置於顯示面的周邊的光學系統，實現面光源裝置及液晶顯示裝置的小型化。
本發明有鑑於上述問題，提出一種面光源裝置，包括：第1光源，發出第1光線；導光棒，為棒形狀，並在該棒形狀的端部具有光入射面，將入射該光入射面的該第1光線轉 換為線狀光；以及反射部，為箱形狀，具有底板部、連接該底板部的側板部、以及面向該底板部的開口部，該底板部及該側板部的內側的面是反射面，其中該導光棒配置在被該反射面所包圍的位置，該導光棒射出的該線狀光在該反射面反射，並從該開口部射出。
本發明即使在使用雷射光源的情況下也能縮小配置於顯示面的周邊的光學系統，實現面光源裝置及液晶顯示裝置的小型化。
100、101‧‧‧液晶顯示裝置
200、201‧‧‧面光源裝置
1‧‧‧液晶顯示元件
1a‧‧‧顯示面
1b‧‧‧背面
2‧‧‧光學膜
3‧‧‧擴散板
4‧‧‧導光棒
41‧‧‧光入射面
42‧‧‧面
5‧‧‧反射端部
6‧‧‧反射部
61‧‧‧底板部
62、63、64、65‧‧‧側板部
66‧‧‧開口部
7‧‧‧雷射光源
17、17R、17G、17B‧‧‧雷射發光元件
71‧‧‧雷射光
8‧‧‧LED光源
81‧‧‧LED
82‧‧‧透鏡
83‧‧‧LED光
10‧‧‧擴散材料
11‧‧‧稜鏡形狀
31‧‧‧控制部
32‧‧‧液晶顯示元件驅動部
33a‧‧‧LED光源驅動部
33b‧‧‧雷射光源驅動部
34‧‧‧影像信號
35‧‧‧液晶元件控制信號
36a‧‧‧LED光源控制信號
36b‧‧‧雷射光源控制信號
91‧‧‧稜鏡膜
92‧‧‧擴散膜
93‧‧‧反射膜
94‧‧‧切口部
95‧‧‧開口
第1圖係概略顯示本發明實施例1的液晶顯示裝置(含面光源裝置)的構造圖。
第2圖係概略顯示本發明實施例1的面光源裝置的構造的立體圖。
第3圖係概略顯示本發明實施例1的導光棒的構造的示意圖。
第4圖係概略顯示本發明實施例1的導光棒的構造的示意圖。
第5圖係概略顯示本發明實施例1的導光棒及雷射光源的配置的示意圖。
第6圖係概略顯示本發明實施例1的液晶顯示裝置(含面光源裝置)的構造的一例的構造圖。
第7圖係概略顯示本發明實施例1的液晶顯示裝置(含面光 源裝置)的構造圖。
第8圖係概略顯示本發明實施例1的液晶顯示裝置(含面光源裝置)的構造圖。
第9圖係概略顯示本發明實施例2的液晶顯示裝置(含面光源裝置)的構造圖。
第10圖係概略顯示本發明實施例2的面光源裝置的構造的示意圖。
第11圖係顯示本發明實施例的液晶顯示元件及光源的驅動方法的方塊圖。
第12圖係概略顯示本發明實施例2的液晶顯示裝置(含面光源裝置)的構造的一例的構造圖。
第13圖係概略顯示本發明實施例2的液晶顯示裝置(含面光源裝置)的構造的一例的構造圖。
第14圖係概略顯示本發明實施例2的液晶顯示裝置(含面光源裝置)的構造的一例的構造圖。
第15圖係概略顯示用以更加提高本發明實施例3的導光棒射出的光的擴散性的構造的示意圖。
第16圖係概略顯示用以更加提高本發明實施例3的導光棒射出的光的擴散性的構造的示意圖。
第17圖是對安裝於本發明實施例3的反射部上的導光棒採用稜鏡膜後的示意圖。
第18圖是對安裝於本發明實施例3的反射部上的導光棒採用擴散膜後的示意圖。
第19圖係概略顯示用以更加提高本發明實施例3的導光棒 射出的光的擴散性的構造的示意圖。
 實施例1
第1圖係概略顯示本發明實施例1的液晶顯示裝置100(含面光源裝置200)的構造圖。在此，為了容易說明，各圖中皆顯示xyz直角座標系的座標軸。以下的說明中，假設液晶顯示元件(液晶面板)1的顯示面1a的短邊方向為x軸方向。x軸方向是第1圖中的左右方向。x軸方向也是液晶顯示裝置100的上下方向。而假設液晶面板1的顯示面1a的長邊方向為y軸方向。Y軸方向是第1圖中的垂直紙面的方向。Y軸方向也是液晶顯示裝置100的左右方向。垂直於x-y平面的方向為z軸方向。x-y平面式包含x軸及y軸的平面。z方向是第1圖中的上下方向。Z方向也是面向顯示面1a時液晶顯示裝置100的前後方向。假設從液晶顯示裝置100的下方往上方的方向是x軸的正方向(+x軸方向)，其相反方向為x軸的負方向(-x軸方向)。又假設從液晶顯示裝置100的左方往右方的方向為y軸的正方向(+y軸方向)，其相反方向為y軸的負方向(-y軸方向)。另外，假設從液晶顯示裝置100的背面1b側朝向顯示面1a側的方向為z軸的正方向(+z軸方向)，其相反方向為z軸的負方向(-z軸方向)。
如第1圖所示，實施例1的液晶顯示裝置100具有透過型的液晶顯示元件1及面光源裝置200。液晶顯示裝置100能夠具有光學膜2。面光源裝置200通過擴散板3照射光至液晶顯示元件1的背面1b。液晶顯示裝置100具有光學膜2的情況下， 面光源裝置200發出的光通過光學膜2照射液晶顯示元件1的背面1b。這些構成要素1、2、200從+z軸方向朝-z軸方向配列。「配列」是指排列。在此，是指層狀地排列板狀的構件。
液晶顯示元件1的顯示面1a是平行x-y平面的面。液晶顯示元件1的液晶層具有平行x-y平面的面狀構造。液晶顯示元件1的顯示面1a通常為矩形。也就是說，顯示面1a鄰接的2邊正交。「顯示面1a鄰接的2邊」是指y軸方向的長邊與x軸方向的短邊。然而，顯示面1a的形狀也可以是其他形狀。
如第1圖所示，面光源裝置200具有導光棒4、反射部6、及雷射光源7。面光源裝置200能具有擴散板3。擴散板3為薄板形狀。反射部6在內面具有反射面。擴散板3配置在比反射部6更接近液晶顯示元件側(+z軸方向側)的位置。擴散板3配置在開口部66的+z軸方向。擴散板3以包覆開口部66的方式配置。
第2圖是說明反射部6的內部的立體圖。反射部6具有底板部61、側板部62、63、64、65及開口部66。反射部6為箱型的形狀。底板部61是平行於x-y平面的板狀的部分。側板部62、63是平行於y-z平面的板狀的部分。側板部62與側板部63相對。側板部64、65是平行於z-x平面的板狀的部分。側板部64與側板部65相對。開口部66是設置於底板部61的法線方向的開口部分。開口部66與底板部61相對。
底板部61是與液晶顯示元件1的顯示面1a相同大小的平面或是比顯示面1a小的平面。側板部62配置在底板部61的+x軸方向的端部。側板部63配置在底板部61的-x軸方向的端 部。側板部64配置在底板部61的+y軸方向的端部。側板部65配置在底板部61的-y軸方向的端部。
反射部6的內側的面是反射面。「內側的面」是指反射部6的箱形狀的內側的面。也就是說，反射面是底板部61的+z軸方向的面、側板部62的-x軸方向的面、側板部63的+x軸方向的面、側板部64的-y軸方向的面、側板部65的+y軸方向的面。此反射面例如是在反射板內面具備以聚對苯二甲酸乙二酯等的樹脂做為基材的光反射膜。而此反射面也可以是在反射部6的內部表面蒸鍍金屬的光反射面。
反射部6的+z軸側配置有擴散板3。擴散板3配置於開口部66的+z軸方向。擴散板3以包覆開口部66的方式配置。反射部6及擴散板3構成由反射面及擴散面組成的中空的箱形狀。
導光棒4在x軸方向貫穿此中空的箱內配置。導光棒4配置於底板部61及側板部62、63、64、65所包圍的部分。也就是說，導光棒4配置於被反射面包圍的部分。具體來說，側板部62、63設置有與導光棒4的x軸方向的端部相同大小的孔。設置於側板部62與側板部63上的導光棒4穿孔的位置在y-z平面上有相同座標位置。導光棒4穿過設置於側板部62與側板部63上的孔而裝於反射部6。導光棒4的光入射面41配置在比側板部63更靠-x軸方向側。光入射面41的相對面42配置在比側板部62更靠+x軸方向側。
雷射光源7配置在側板部63的-x軸方向。雷射光源7面相光入射面41配置。雷射光源7將發光部朝向+x軸方向配 置。也就是說，雷射光源7朝向+x軸方向射出雷射光。雷射光源7具有複數的雷射發光元件17，在y軸方向排成一列。而雷射光源7為了產生白色光，會以射出不同顏色光的複數種類的雷射發光元件17構成。雷射光源7配置在面光源裝置200的下方端。也就是說，雷射光源7配置在液晶顯示裝置100的下方。雷射發光元件17的符號17是概括雷射發光元件17R、17G、17B時使用的寫法。
本實施例1具有發出紅色、綠色、藍色的單色光的雷射發光元件17。雷射發光元件17有紅色的雷射發光元件17R、綠色的雷射發光元件17G、及藍色的雷射發光元件17B。3種雷射發光元件17沿著y軸方向等間隔地配置。3種雷射發光元件17例如各色以紅色、綠色、藍色的順序配置。
如第2圖所示，各個雷射發光元件17R、17G、17B具有專用的導光棒4。雷射發光元件17的發光部面相導光棒4的光入射面41配置。由雷射發光元件17朝向+x軸方向射出的雷射光71從導光棒4的光入射面41入射至導光棒4中。雷射光71一邊在導光棒4與空氣層的界面全反射，一邊朝向+x軸方向傳播。也就是說，雷射光71往導光棒4的內部朝面42前進。面42是相對於光入射面41的面。到達面42的雷射光被反射端部5反射，朝向-x軸方向前進，一邊在導光棒4與空氣層的界面全反射一邊傳播。反射端部5是安裝於面42的反射面。
例如，導光棒4包含擴散材料10。例如導光棒4是5mm角程度的四角柱狀棒。雷射光71一邊在導光棒4與空氣層的界面全反射一邊在導光棒4的內部朝向+x軸方向前進。然 而，當雷射光71入射擴散材料10時，雷射光71被擴散材料10擴散反射而改變行進方向。當雷射光71的行進方向改變，雷射光71中會出現不滿足導光棒4的表面與空氣層間的界面的全反射條件的光線。不滿足全反射條件的雷射光71從導光棒4射出至導光棒4的外部。
導光棒4具有透明材料與比該透明材料折射率高的物質(擴散材料10)。導光棒4是以從導光棒4射出的雷射光會成為在x軸方向的強度分布均一的線狀光的方式設計。也就說，雷射光在導光棒4的長度方向上是強度分布均一的線狀光。
第3圖是概略顯示導光棒4的構造的示意圖。第3(A)圖中，大小相同的擴散材料10均等地配置於導光棒4的內部。第3(B)圖中，大小不同的擴散材料10配置於導光棒4的內部。擴散材料10的大小在光入射面41側小，在面42側大。第3(C)圖中，大小相同的擴散材料10變化每單位體積的數目配置於導光棒4的內部。擴散材料10的單位體積的數目在光入射面41側少，在面42側多。第3(D)圖中，大小相同的擴散材料10均等地配置於導光棒4的內部。但是，第3(D)圖的導光棒4在光入射面41側的剖面面積大，在面42側的剖面面積小。
例如，調整第3(A)圖所示的各個擴散材料10的大小，能夠獲得均一的線狀光。而調整擴散材料10的量也可以獲得均一的線狀光。也就是說，第3(A)圖的情況下，假設每單位體積的導光棒4的擴散材料10的濃度為既定值。在此，「濃度」是指每單位體積下擴散材料10所佔的比例。「濃度高」是指每單位體積下擴散材料10所佔的比例高。「濃度低」是指每 單位體積下擴散材料10所佔的比例低。雷射光71在導光棒4的X軸方向設定為均一的濃度。也就是說，在導光棒4的x軸方向的位置上不需要變化擴散材料10的濃度。例如，若提高擴散材料10的濃度，則雷射光71的光入射面41的附近變亮。相反地，若降低擴散材料10的濃度，則雷射光71的面42的附近變亮。因此，將擴散材料10的濃度設定為既定值，可讓雷射光71在導光棒4的x軸方向上的強度變得均一。
例如第3(B)圖所示，在X軸方向上的位置變化擴散材料10的大小，能夠獲得均一的線狀光。在這個情況下，擴散材料的大小從-x軸方向朝向+x軸方向變大。
又如第3(C)圖所示，在導光棒4的x軸方向的位置變化擴散材料10的量，能夠獲得均一的線狀光。在這個情況下，擴散材料10的量從-x軸方向朝向+x軸方向變多。在此，「量」是指每單位體積的數目。
又如第3(D)圖所示，可將導光棒4做成從光入射面41朝向面42變細的形狀。面42是光入射面41的相對面。第3(D)圖中，相同大小的擴散材料10均等配置，但也可以與第3(B)圖一樣配置大小不同的擴散材料10。另外，也可與第3(C)圖一樣改變每單位體積的數目來配置擴散材料10。
在此，透明材料是使用壓克力樹脂(PMMA)等。另外，例如能夠在導光棒4的x軸方向的位置上變化擴散材料10的種類。在這個情況下，從-x軸方向朝向+x軸方向，擴散材料10從低反射材料變化成高反射材料。也就是說，從光入射面41朝向面42，擴散材料10從低反射材料變化成高反射材料。
在導光棒4內部擴散反射後的雷射光71在反射部6的內部展開。而到達底板部61及側板部62、63、64、65的雷射光71會在底板部61及側板部62、63、64、65的反射面反射。雷射光71一邊改變行進方向一邊在反射部6的內部行進。同樣地，從鄰接的導光棒4射出的雷射光71也在反射部6的內部行進。此時，從各個導光棒4射出的雷射光71在反射部6的內部行進的期間彼此空間上地重疊。而底板部61的反射面及側板部62、63、64、65的反射面可以是鏡面的反射面，但也可以是擴散反射面。是擴散反射面的情形時，雷射光71被反射時向周遭擴散會促進雷射光71在空間上的重疊。
本實施例1中，雷射光源7按照紅色的雷射發光元件17R、綠色的雷射發光元件17G及藍色的雷射發光元件17B的順序排列。各個雷射發光元件17分別設置導光棒4。也就是說，在反射部6的內部從導光棒4射出的雷射光71會分別是紅色的線狀光、綠色的線狀光、藍色的線狀光。各個導光棒4射出的雷射光71在反射部6的內部行進期間彼此空間上地重疊。藉此，紅色光、綠色光及藍色光相互混合。再加上，鐳射光71被反射部6的底板部61及側板部62、63、64、65反射後朝+z軸方向前進並被擴散板3擴散。被擴散板3擴散後從面光源裝置200射出的雷射光71是紅色光、綠色光及藍色光相互混合的白色光。
從擴散板3射出的雷射光71透過光學膜2照射液晶顯示元件1的背面1b。光學膜2具有將雷射光71朝向液晶顯示元件1的背面1b的方向(+z軸方向)的功能。
構成雷射光源7的雷射發光元件17例如使用半導體雷射。半導體雷射根據其構造，具有發散角大的快軸方向與發散角小的慢軸方向。慢軸方向是與快軸方向正交的方向。本實施例1的雷射發光元件17的排列中，快軸方向平行於雷射發光元件17的排列方向(y軸方向)。而慢軸方向平行於反射部6的厚度方向(z軸方向)。
以快軸方向平行於雷射發光元件17的排列方向(y軸方向)的方式來配置雷射發光元件17，能夠使導光棒4射出的雷射光71在y軸方向更加大幅地展開。因此，雷射光71容易在反射部6的內部與鄰接的導光棒4所射出的雷射光71混合。反射部6的厚度方向(z軸方向)也能夠做得更薄。然而，雷射發光元件17的配置方向並不限定於此。
本實施例1的雷射光源7配置於液晶顯示元件1的下側(-x軸方向側)。雷射光源7發光時產生熱。雷射光源7的發光所產生的熱會暖化光源周邊的空氣。而暖化的空氣往液晶顯示元件1的上部方向(+x軸方向)上升。雷射元件17會因為溫度而使得射出的光的光量及光的波長容易變化。因此，將雷射光源7排列在液晶顯示元件的下側，能夠抑制雷射光源7的周邊的溫度上昇。這是因為雷射光源7的周邊暖化的空氣上升並不停留在原地。而溫度低的空氣也會從四周流入雷射光源7的周邊。另外，將雷射光源7在液晶顯示裝置的下側(-x軸方向側)排成一列，能夠防止構成雷射光源7的雷射發光元件17之間產生溫度差。因此，能夠抑制各個雷射發光元件17的溫度上升所導致的發光偏差。
本實施例1中，導光棒4是具有透明材料與擴散材料10的構造，但本實施例並不限定於此。第4圖是概略顯示導光棒4的構造的示意圖。第4圖所示的導光棒4具有稜鏡形狀11。稜鏡形狀11排列於x軸方向。例如，如第4圖所示，能夠在只有透明材料構成的四角柱棒內設置稜鏡形狀11。第4圖中，稜鏡形狀11設置於-z軸方向的面。然而，稜鏡形狀11也可以設置在光入射面41及面42以外的平面。面42是光入射面41的相對面。稜鏡形狀11的間隔在光入射面41側較寬，在面42側較窄。調整稜鏡形狀11的配置密度從-x軸方向朝向+x軸方向由疏轉密，能夠獲得均一的線狀光。
而導光棒4雖設定為光入射面41有5mm角程度的四角柱棒，但並不限定於此。例如，導光棒4也可以是光入射面41為圓形的圓柱形狀。而光入射面41也可以是長方形或橢圓形的棒。不過，當光入射面41是長方形或橢圓形的形狀時，長方形的長邊及橢圓形的長軸最好能與雷射的快軸方向平行地配置。
導光棒4及雷射光源7在y軸方向等間隔地配置，然而，本實施例1並不限定於此。第5圖是概略顯示導光棒4及雷射光源7的配置的示意圖。例如，如第5圖所示，可將顯示面1a的中心部附近的導光棒4及雷射發光元件17配置得比顯示面1a的端部更密集。在第5圖中，「端部」是y軸方向的一端的部分。使用這樣的配置方式，能夠提高液晶顯示裝置100在顯示面1a的中央部分的亮度。
本實施例1中，雷射光源7按照紅色的雷射發光元 件17R、綠色的雷射發光元件17G及藍色的雷射發光元件17B的順序排列。各個雷射發光元件17分別設置導光棒4，但並不限定於此。1個導光棒4也可入射紅色的雷射光、綠色的雷射光及藍色的鐳射光。利用這樣的構造，能夠在導光棒4內傳播時，使各色的鐳射光71混色而獲得線狀的白色光。
也可如第6圖所示，使反射部6的底板部61的x軸方向的長度比開口部66的x軸方向的長度短。第6圖是概略顯示液晶顯示裝置100的構造的一例的構造圖。在這個情況下，側板部62、63為對於x-y平面傾斜的構造。第6圖中，底板部61的x軸方向的長度比開口部66的x軸方向的長度短。側板部62從-y軸方向觀看，有如朝順時鐘方向旋轉般地傾斜。側板部63從-y軸方向觀看，有如朝逆時鐘方向旋轉般地傾斜。利用這樣的構造，入射傾斜的側板部62、63的雷射光會被反射往開口部66的方向(+z軸方向)。
因此，能夠使顯示面1a的周邊部分明亮。而設置傾斜的側板部62、63，也能夠如第6圖所示地將雷射光源7配置在擴散板3的背面側(-z軸方向側)。因此可以窄邊框化。「將雷射光源7配置在擴散板3的背面」是指雷射光源7不超出擴散板3的x軸方向的端面的外側。或者是，雷射光源7只有一部分超出擴散板3的x軸方向的端面的外側。
也可以如第7圖所示，使反射部6的底板部61的y軸方向的長度比開口部66的y軸方向的長度短。第7圖是概略顯示液晶顯示裝置100的構造的一例的構造圖。在這個情況下，側板部64、65為對於x-y平面傾斜的構造。側板部64從-x軸方向觀 看，有如朝順時鐘方向旋轉般地傾斜。側板部65從-x軸方向觀看，有如朝逆時鐘方向旋轉般地傾斜。利用這樣的構造，入射傾斜的側板部64、65的雷射光71會被反射往開口部66的方向(+z軸方向)。因此能夠使顯示面1a的周邊部分變亮，藉此能夠提高液晶顯示元件1的周邊部分的亮度。
本實施例1將雷射光源7配置在液晶顯示元件1的下端部分。「下端部分」是指-x軸方向的端部。然而，如第8圖所示，液晶顯示元件1的下端部及上端部兩邊都可以配置雷射光源7。第8圖是概略顯示液晶顯示裝置100的構造的一例的構造圖。雷射光源7面向導光棒4的光入射面41配置。而因為將面42也做成入射面，所以雷射光源7也面向導光棒4的面42配置。面41、42是平行於y-z平面的平面。藉此，能夠提高液晶顯示元件1的亮度。
本實施例1的面光源裝置200具有將點光源的雷射光轉換為線狀光的導光棒4。因此，面光源裝置200比起具有複數光學構件的習知構造，能夠減低在光入射面或光射出面發生的光的損失，而實現高光利用效率。
根據本實施例1的面光源裝置200，即使採用雷射做為光源，也能夠以簡單的構造獲得光利用效率高、空間光強度分布均一性高的面狀光。具備此面光源裝置200的液晶顯示裝置100能夠提供色彩重現範圍廣且抑制亮度不均的高品質的影像。
本實施例1中，導光棒4配置在反射部6的光射出面(開口部66)的範圍內，藉此能夠實現窄邊框化。導光棒4是 將點光源的雷射光71轉換均一的線狀光的光學構件。反射部6配置在液晶顯示元件1的背面側(-z軸方向側)。
面光源裝置200具備雷射光源7、導光棒4及反射部6。雷射光源7發出雷射光71。導光棒4具有棒形狀，棒形狀的長邊方向的端部具有光入射面41，將入射光入射面41的雷射光71轉換為線狀光。反射部6為箱形狀，具有底板部61、連接底板部61的側板部62、63、64、65及面向底板部61的開口部66。底板部61及側板部62、63、64、65的內側表面為反射面。導光棒4配置於底板部61的反射面及側板部62、63、64、65的反射面所包圍的範圍內。導光棒4射出的線狀光在底板部61的反射面及側板部62、63、64、65的反射面反射後，從開口部66射出。
雷射光源7配置在反射部6的下方端。
實施例2
第9圖係概略顯示本發明實施例2的液晶顯示裝置101(含面光源裝置201)的構造圖。第10圖係說明反射部6的內部的立體圖。本實施例2的面光源裝置201是實施例1的面光源裝置200再加上LED光源8的構造。LED光源8以LED81及透鏡82構成。也就是說，面光源裝置201具有雷射光源7及LED光源8這兩種不同的光源這點與面光源裝置200不同。
與實施例1所示的構成要素相同或對應的構成要素會標示相同符號，兒省略詳細說明。相同或對應的構成要素是指安裝了液晶顯示元件1、光學膜2、擴散板3、導光棒4、反射端部5、雷射光源7及LED光源8這點以外的反射部6的構造。也就是說，實施例1中說明的相同或對應的構成要素也在實施 例2中採用。
現在，液晶顯示裝置的光源會採用白色LED。白色LED會產生具有藍色至紅色的廣頻譜範圍的白色光。此白色LED發光效率高因而有效地降低耗電。因此，會做為液晶顯示裝置的背光單元的光源而被廣泛地採用
液晶顯示裝置的液晶顯示元件具備彩色濾光片。液晶顯示裝置透過此彩色濾光片取出紅色、綠色及藍色各波長範圍的光來呈現顏色。當具有像白色LED一樣波長帶域廣的連續頻譜的光源時，為了擴大顏色重現範圍，需要將透過彩色濾光片的光的透過波長帶域設定狹窄，來提高顯示色的顏色純度。然而，將透過彩色濾光片的光的透過波長帶域設定狹窄會增加不需要的光量。也就是說，在液晶顯示元件中，光的利用效率會極度惡化。這會造成液晶顯示元件的顯示面的亮度下降，並且會造成液晶顯示裝置的耗電大增。
本實施例2能夠獲得兼備廣色彩重現範圍及低耗電的液晶顯示裝置101。因此，光源具有LED光源8及雷射光源7。LED光源8具有藍色LED及螢光體。具體來說，LED光源8是在具備發出藍色光的藍色LED晶片的封裝中填充會吸收藍色光再發出綠色光的綠色螢光體的光源。LED光源8具有發出藍綠色光的LED81與透鏡82。LED81是在具備發出藍色光的藍色LED晶片的封裝內填入會吸收藍色光再發出綠色光的綠色螢光體。透鏡82擴大LED81發出的光的發散角。「發散角」是指光展開的角度。而雷射光源7具有發出紅色光的雷射發光元件17R。
LED81採用藍綠色LED，具備藍色的單色LED以及吸收藍光發出綠光的螢光體。這是因為能夠適用於顯示器的小型的發出綠色光的單色LED或雷射比起藍綠色LED在低耗電與高輸出這兩點上均表現較差。
人類對紅色的色差的感度高。因此紅色的波長帶域的差會被人類視覺感受到顯著的差。在此，波長帶域的差是色純度的差。過去，做為液晶顯示裝置的光源所使用的白色LED特別在600nm至700nm的帶域的紅色頻譜的能量較少。也就是說，若使用波長帶域窄的彩色濾光片，要將顏色純度提高至純粹紅色在630nm至640nm的波長領域的話，透過光量會極度減少，使得光的利用效率降低。因此會發生亮度顯著下降的問題。
另一方面，雷射發光元件17的波長帶域窄，能夠抑制光的損失獲得高顏色純度的光。在3原色當中，特別用單色性高的雷射元件17來發出紅色光的話，對減低耗電化及提昇色純度的效果提高。因此，本實施例2的液晶顯示裝置101中，雷射光源7採用發出紅色光的光源。
如第10圖所示，藍綠色LED光源8在平行於反射部6的x-y平面的底板部61上二維地排列。也就是說，LED光源8配置在反射部6的箱形狀的內側。藍綠色的LED光83與鄰接的LED光83在反射部6的內部空間上地重疊。而LED光83更與導光棒4射出的線狀的雷射光71在反射部6的內部混色。LED光83與線狀的雷射光71混色後產生白色光。此混色的白色光更被擴散板3擴散，在x-y平面上以均一的強度分布的面狀光朝向液晶顯示 元件1的背面1b照射。
藉由個別控制LED光源8的發光量與雷射光源7的發光量，能夠減低耗電。第11圖係顯示液晶顯示元件1、LED光源8及雷射光源7的驅動方法的方塊圖。液晶顯示元件驅動部32驅動液晶顯示元件1。LED光源驅動部33a驅動LED光源8。雷射光源驅動部33b驅動雷射光源7。控制部31控制液晶顯示元件驅動部32、LED光源驅動部33a、雷射光源驅動部33b。控制部31接收影像信號34。然後控制部31傳送液晶顯示元件控制信號35給液晶顯示元件驅動部32。控制部31傳送LED光源控制信號36a給LED光源驅動部33a。控制部31傳送雷射光源控制信號36b給雷射光源驅動部33b。
例如，控制部31個別地控制LED光源驅動部33a及雷射光源驅動部33b。藉此，控制部31能夠提整LED光源8射出的藍綠色光的光量及雷射光源7射出的紅色光的光量的比例。根據影像信號34，需要的各色的光強度的比例不同。控制部31對應影像信號34調整各光源的發光量，藉此能夠實現低耗電化。
與實施例1的第6圖相同地，本實施例2中也可以具有如第12圖所示的反射部6的側板部62、63相對於x-y平面傾斜的構造。第12圖係概略顯示液晶顯示裝置101的構造的一例的構造圖。底板部61的x軸方向的長度比開口部66的x軸方向的長度短。藉此能夠將雷射光源7配置到擴散板3的背面側(-z軸方向側)。因此能夠窄邊框化，並且能夠提高液晶顯示元件1的周邊部分的亮度。「將雷射光源7配置在擴散板3的背面」是指雷 射光源7不超出擴散板3的x軸方向的端面的外側，或者是雷射光源7只有一部分超出擴散板3的x軸方向的端面的外側。
與實施例1的第7圖相同地，本實施例2中也可以具有如第13圖所示的反射部6的側板部64、65相對於x-y平面傾斜的構造。第13圖係概略顯示液晶顯示裝置101的構造的一例的構造圖。底板部61的y軸方向的長度比開口部66的x軸方向的長度短。藉此能夠提高液晶顯示元件1的周邊部分的亮度。在第13圖中，y軸方向上LED光源8配置在導光棒4之間，但是本發明並不限定於此。LED光源8也可以配置在導光棒4的-z軸方向側。也就是說，在y軸方向上導光棒4與LED光源8從+z軸方向觀看可以是重疊配置的。當LED光源8配置在導光棒4的-z軸方向側的情況下，使用後述實施例3中所示的稜鏡膜91或擴散膜92時，能夠更容易地將LED光83與雷射光71混色。
與實施例1的第8圖相同地，本實施例2中也可以具有如第14圖所示將雷射光源7配置在液晶顯示元件1的上端部與下端部。第14圖係概略顯示液晶顯示裝置101的構造的一例的構造圖。雷射光源7面向導光棒4的光入射面41配置。而面42也做為光入射面，因此雷射光源7也面向導光棒4的面42配置。面41、42是平行於y-z平面的面。藉此能夠提高液晶顯示元件1的亮度。利用上述這些構造，能夠獲得同等於實施例1所說明的效果。
本實施例2以發出紅色光的雷射光源7及發出藍綠色光的LED光源8構成，但是本發明並不限定於此。例如，可以是分別發出紅色光及藍色光的雷射元件構成雷射光源7，發 出綠色光的LED元件構成LED光源8。又例如，可以是發出藍色光的雷射元件構成雷射光源7，分別發出紅色光及綠色光的LED元件構成LED光源8。然而，比起僅採用藍色的雷射光源，僅採用紅色的雷射光源能夠呈現出與習知的液晶顯示裝置之間的顯著的差異。這是因為如上所述，人類對紅色的色差的感度較高。
根據本實施例2的面光源裝置201，即使採用雷射做為光源，也能夠以簡單的構造獲得光利用效率高且空間光強度分布均一性高的面狀光。具備此面光源裝置201的液晶顯示裝置101能夠抑提供顏色重現範圍廣且抑制亮度不均的高品質的影像。本實施例2中，導光棒4及LED光源8配置在液晶顯示元件1的背面側(-z軸方向側)的反射部6的內部。因此，可以使邊框窄化(窄邊框化)。再加上，利用雷射元件發射紅色光、LED元件發射藍綠色光的構造，能夠同時達成習知的液晶顯示裝置無法同時達成的廣顏色重現範圍及低耗電，並且提供量產性高的液晶顯示裝置。
面光源裝置201具備雷射光源7、導光棒4及反射部6。雷射光源7發射雷射光71。導光棒4具有棒形狀，棒形狀的長邊方向的端部具有光入射面41，將入射光入射面41的雷射光71轉換為線狀光。反射部6為箱形狀，具有底板部61、連接底板部61的側板部62、63、64、65及面向底板部61的開口部66。底板部61及側板部62、63、64、65的內側表面為反射面。導光棒4配置於底板部61的反射面及側板部62、63、64、65的反射面所包圍的範圍內。導光棒4射出的線狀光在底板部61的反射 面及側板部62、63、64、65的反射面反射後，從開口部66射出。
雷射光源7配置在反射部6的下方端。
面光源裝置201更具備LED光源8，發射出具有比雷射光71更廣的發散角的LED光83。LED光源8配置在底板部61的內側的表面上。從LED光源8射出的LED光83在反射部6內反射後，從開口部66射出。
實施例3
第15圖及第16圖係概略顯示更加提高本發明實施例1及2所示的導光棒4射出的光的擴散性的構造圖。本構造可以追加於實施例1的面光源裝置200及實施例2的面光源裝置201的導光棒4。採用本構造，能夠提高導光棒4射出的光的擴散性。另外，鄰接的導光棒4之間產生的亮度不均也能夠以簡單的構造加以抑制。藉此，面光源裝置200、201容易獲得具有均一強度分布的面狀光。
實施例1或2所示的構成要素會附上相同符號並省略詳細說明。本實施例3所說明的與實施例1或2相同的構成要素是導光棒4及反射部6。而雷射光源7及雷射光源71也與實施例1或2相同。也就是說，在實施例1中所說明的同樣的構成要素也會在實施例3中採用。
而如上所述，本實施例3是在實施例1或2所示的面光源裝置200、201追加稜鏡膜91、擴散膜92或反射膜93，因此能夠適用於實施例1或2所示的全部型態。稜鏡膜91、擴散膜92或反射膜93是光路變更構件。
導光棒4將入射的雷射光轉換為線狀光。然而，根 據導光棒4的配置間隔及導光棒4至擴散板3的距離的不同，鄰接的導光棒之間會產生亮度不均。
具體來說，在擴散板3上，對應導光棒4配置的位置的部分較亮。「對應導光棒4配置的位置的部分」是指導光棒4的+z軸側的部分。而在擴散板3上，對應導光棒4與鄰接的導光棒4之間的部分較暗。因此，面狀光產生了週期性的亮度不均。
此亮度不均可透過縮窄導光棒4配置的間隔來抑制。另外，此亮度不均也可以透過增長導光棒4至擴散板3的距離來抑制。然而，縮窄導光棒4配置的間隔的話，導光棒4的數目及雷射光源的數目增加。因此，零件的數目增加會使得組裝性惡化，並且提高成本。再者，近年來薄型電視普及，增長導光棒4至擴散板3的距離會增加面光源裝置200、201的厚度。因此在液晶顯示裝置的設計上是較不恰當的選擇。在此，「電視」是指液晶顯示裝置的一種型態。
本實施例3中，追加了簡單的構造就能夠改善上述這些問題。第15(A)圖是稜鏡膜91覆蓋導光棒4的開口部66側(擴散板3的方向)的示意圖。第17圖是對安裝於反射部6的導光棒4採用第15(A)圖所示的稜鏡膜91後的立體圖。第17圖是3個導光棒4排列的構造，但並不限定於此。第15(A)圖的稜鏡膜91係將楞鏡面朝向導光棒4側配置。第15(A)圖的稜鏡膜91以稜鏡的稜線延伸於y軸方向的方式配置。
入射導光棒4的雷射光71在導光棒4的內部沿著x軸方向前進並且被擴散材料10擴散。雷射光是直進性高的光。 因此，在擴散材料10或稜鏡形狀11擴散的雷射光71大多從導光棒4射出後仍朝x軸方向前進。這點如後所述地是與冷陰極管不同之處。冷陰極管發光時會產生均一強度的線狀光，並且這個光是擴散的光會往全部的方向行進。另一方面，使用導光棒4的雷射光源7利用擴散材料10或稜鏡形狀11使雷射光71射出至導光棒4的外部。但是，僅用擴散材料10或稜鏡形狀11的話，雷射光71難以向全部的方向射出。因此會需要稜鏡膜91、擴散膜92、及反射膜93等光路變更構件。
導光棒4所射出的雷射光71透過稜鏡膜91往y軸方向折射。在稜鏡膜91折射的雷射光71透過稜鏡膜91行進於反射部6的內部。如此一來，利用稜鏡膜91將行進於x軸方向的雷射光71折射成朝向y軸方向，能夠使導光棒4射出的線狀的光擴散。第15(A)圖所示的稜鏡膜91在導光棒4的中心軸的+z軸方向上以平行x軸的折線彎折。稜鏡膜91的y軸方向的端部比起折疊位置更靠近-z軸方向。第17圖中稜鏡膜91的y軸方向的端部會接觸底板部61的內側的面。這個形狀是以稜鏡膜91覆蓋導光棒4的最簡單的形狀。
第15(B)圖是擴散膜92覆蓋導光棒4的開口部66側(擴散板3的方向)的示意圖。從導光棒4所射出的光透過擴散膜92時被擴散膜92擴散而在x-y平面展開。第15(B)圖所示的擴散膜92在導光棒4的中心軸的+z軸方向上以平行x軸的折線彎折。擴散膜92的y軸方向的端部比起折疊位置更靠近-z軸方向。擴散膜92亦與第17圖所示的稜鏡膜91相同地，y軸方向的端部能夠接觸底板部61的內側的面。這個形狀是以擴散膜92 覆蓋導光棒4的最簡單的形狀。
稜鏡膜91及擴散膜92包圍導光棒4的方式配置是較佳的選擇。藉此，能夠將導光棒4射出的雷射光71的行進方向轉向垂直於導光棒4的軸的方向。而在擴散膜92的情況下，雷射光71的擴散性也提高。然後，此雷射光71在反射部6的內部重複反射，能夠提昇面光源裝置的光的均一性。然而，從開口部66側射出的雷射光71不容易在底板部61的反射面及側板部62、63、64、65的反射面反射，直接從開口部66射出的情況較多。因此，至少將稜鏡膜91及擴散膜92配置於導光棒4的開口部66側是較佳的選擇。將朝向開口部66的雷射光71的行進方向做為垂直於擴散板3的方向(z軸方向)，能夠提昇面狀光的均一性。在擴散膜92的情況下，能夠增加雷射光71的擴散性，來提昇面狀光的均一性。
第16圖是將導光棒4的部分切掉的反射膜93在x軸方向以一定的間隔配置的例子。第18圖是對安裝於反射部6的導光棒4採用第16圖所示的反射膜93後的立體圖。反射膜93平行於y-z平面配置。反射膜93相對於底板部61垂直配置。因為反射膜93相對於底板部61垂直配置，所以反射部6的內部不會產生陰影，使產生均一的面狀光變得簡單。而複數的反射膜93排列於x軸方向配置。反射膜93的-z軸方向的端部具有使導光棒4通過用的切口部94。切口部94形成於y軸方向的中心位置。第16圖及第18圖中，切口部94形成在-z軸方向開口的U字形狀。
在第16圖、第18圖及第19圖中，在反射膜93設置切口部94使導光棒4通過，但也可以在反射膜93設置孔使導光 棒4通過。另外，在第16圖、第18圖及第19圖中，切口部94與導光棒4之間設有間隙，但也可以是沒有間隙的構造。沒有設置間隙的構造能夠直接改變導光棒4射出的雷射光的行進方向。
在第18圖中，各導光棒4的反射膜93與相鄰的導光棒4的反射膜93是個別的構件組成。這是為了使在反射膜93變更行進方向的光在反射部6的內部展開。因此，反射膜93並非一定要以個別的構件組成，只要在具有光能在導光棒2的軸方向行進的開口也能獲得相同的效果。在此，間隙及開口統稱為「開口」。「間隙」是指物與物之間留下間隔的部位。在此，反射膜93以個別構件製作，相鄰的反射膜93之間有空下來的部位。「開口」是指挖洞之意。在此，相鄰的反射膜93以一個構件製作，相鄰的導光棒4之間的位置就會有挖洞。第18圖中虛線表示的開口95就是反射膜93間的間隙。
導光棒4射出的雷射光71朝x軸方向前進，被反射膜93反射。如前所述，雷射光的直進性高，從導光棒4射出的雷射光大多朝x軸方向前進。這些朝x軸方向前進的光被反射膜93反射後朝y軸方向或z軸方向前進。配置這樣的反射膜93，使導光棒4射出的線狀光容易在反射部6的內部均一地展開，能夠緩和鄰接的導光棒4之間的亮暗的差(亮度不均)。也就是說，能夠緩和鄰接的導光棒4之間的亮度不均。「使導光棒4射出的光展開」是指使導光棒4射出的光不偏向單一方向前進。也就是說，使導光棒4射出的光不集中於特定部位而遍及整個反射部6的內部。
另外，也可以如第19圖所示，組合第15(A)圖、第15(B)圖或第16圖中的2個以上的構造。第19圖係概略顯示用以提高導光棒4射出的光的擴散性的構造的示意圖。第19(A)圖顯示組合稜鏡膜91與反射膜93的構造。第19(B)圖顯示組合擴散膜92與反射膜93的構造。如這些構造，將複數的光路變更構件(稜鏡膜91、擴散膜92或反射膜93)組合的構造統稱為光路變更部。當只有1種光路變更構件的情況下，光路變更構件就是光路變更部。
例如，當某道光的行進方向改變時，將光反射比起將光折射有著更大的轉角。也就是說，比起折射，反射的光能夠大幅改變行進方向。因為雷射光的發散角小，所以在導光棒4的光入射面41附近射出的光比較難以展開。
在此，「射出光的展開」是指相對於導光棒4的軸所射出的光的行進方向的角度的意思。當這個角度越大表示展開越大，當這個角度越小表示展開越小。也就是說，這個角度大的情況下容易展開，這個角度小的情況下，不容易展開。
因此，如第19圖所示，在射出的光的展開較小的光入射面41的附近配置反射膜93，將射出的光反射，大幅改變光的行進方向使光展開。也就是說，將反射膜93配置在光入射面41的附近，在較遠離光入射面41的位置配置稜鏡膜91或擴散膜92。
在遠離光入射面41的位置，也就是射出的光的展開相對較大的位置，使用稜鏡膜91或擴散膜92將光展開。也就是說，在遠離光入射面41的位置使用讓射出光產生折射的構 造，可將導光棒4射出的光以均一的強度展開。
另外，第19圖中，反射膜93並沒有平行於y-z平面配置。也就是說，反射膜93相對於底板部6的內側的面(x-y平面)並沒有垂直配置。反射膜93相對於導光棒4的軸也沒有垂直配置。反射膜93倒向+x軸方向配置。也就是說，反射膜93朝向射出光的行進方向傾斜地配置。
如上所述，對於導光棒4的光入射面41的附近射出的光來說，光的行進方向相對於導光棒4的軸的角度小。在這個位置配置平行y-z平面的反射膜93的話，射出的光會往-x軸方向前進，並不會展開。
將反射膜93朝向射出的光線的行進方向傾斜地配置，射出的光線會相對導光棒4的軸以大的角度行進。也就是說，能夠增加射出的光的展開。
另外，也能夠將、反射膜93彎成U字形狀。「彎成U字形狀」能夠以彎折膜片的中心使膜片的兩端部靠近的方式來實現。使反射膜93的y軸方向的兩端部對應U字形狀的開口部分的端部。反射膜93的U字形狀的開口部分配置在+x軸側。也就是說，從+z軸方向觀看，反射膜93的U字形狀的開口部分位於+x軸側。從+z軸方向觀看，反射膜93的U字形狀的彎曲部分位於-x軸側。藉此，對於從導光棒4的y軸方向側射出的雷射光71也能夠獲得與上述反射膜93傾斜一樣的效果。而也能夠將U字形狀的反射膜93如前述般地傾斜。在第19圖中，雖顯示使反射膜93傾斜的構造，但如第18圖所說明的，也能夠是不傾斜的構造。
如上所述，例如冷陰極管這種線光源在發光時是發出均一強度的線狀光。但是雷射是具有發散角的點光源。因此，如實施例1或2所示，使用導光棒4轉換為線狀光。然而，即使使用這樣的架構，從導光棒4射出的光也不會像冷陰極管一樣朝均一方向射出。
因此，菱鏡膜91或擴散膜92不配置在擴散板3的位置而配置在反射部6的內部。藉由這個配置，被稜鏡膜91或擴散膜92變更行進方向的光能夠抑制光線的集中而在反射部6的內部展開。能夠提高入射擴散板3的光的均一性。
而反射膜93具有將被反射膜93改變行進方向的光抑制光線的集中而在反射部6的內部展開的功能。因此，反射膜93僅配置在導光棒4的周邊能夠獲得極高的效果。也就是說，相鄰的導光棒4的反射膜93之間形成有光能夠行進於導光棒4的軸方向(x軸方向)的開口95(間隙或開口)。藉此，被反射膜93變更行進方向的光能夠抑制光線的集中而在反射部6的內部展開。
反射膜93如第19圖所示，能夠朝導光棒4的軸方向傾斜配置。藉此，被反射膜93變更行進方向的光能夠抑制光線的集中而在反射部6的內部展開。
而雷射光因本身的發散角而展開。也就是說，雷射光會隨著傳播距離越長而越展開。因此，能夠改變光入射面41附近的反射膜93以及遠離光入射面41的位置的反射膜93的傾斜角度。能夠增加光入射面41附近的反射膜93的傾斜角度，減少遠離光入射面41的位置的反射膜93的傾斜角度。此傾斜角 度的變化能夠連續地變化，或是此傾斜角度的變化能夠階段地變化。「傾斜角度」是從垂直於x-y平面的狀態傾斜的夾角。也就是說，相對於垂直導光棒4的軸的平面的夾角。
而此傾斜角度的變化也能夠適用於上述的U字形狀的反射膜93。在這種曲面的狀況下，能夠改變光入射面41附近的反射膜93以及遠離光入射面41的位置的反射膜93的展開程度。能夠縮小光入射面41附近的反射膜93的展開程度，增加遠離光入射面41的位置的反射膜93的展開程度。
在此。「展開程度」是例如在圓弧形狀中曲率半徑的大小。曲率半徑小的展開程度小，曲率半徑大的展開程度大。
例如，在通過原點的拋物線(Y=aX2 )的情況下，若使Y值相同，則X值小的「展開程度」小，X值大的「展開程度」大。
也就是說，考慮到位於從導光棒4的軸與反射膜93的曲面相交的位置沿著導光軸4的軸上離開一定的距離的位置處且垂直該軸的平面時，此平面與曲面相交的位置離軸較近者「展開程度」小，離軸較遠者「展開程度」大。
透過上述構造，被反射膜93變更行進方向的光能夠抑制光線的集中而在反射部6的內部展開。
也就是說，在光入射面41附近，從導光棒4射出的光的行進方向與導光棒4的夾角小。因此為了將光反射至垂直於導光棒4的軸的方向，將反射膜93的傾斜角度設定較大，或是將反射膜93的展開程度設定較小。
而在遠離光入射面41的位置，從導光棒4射出的光 的行進方向與導光棒4的夾角大。因此為了將光反射至垂直於導光棒4的軸的方向，將反射膜93的傾斜角度設定較小，或是將反射膜93的展開程度設定較大。
第19圖所示的反射膜93將反射面朝向開口部66側傾斜。這是因為從導光棒4射出的雷射光71在反射膜93反射時，雷射光71的行進方向會朝向開口部66側。然而，也可以將反射面朝向底板部61側傾斜。這是因為即使從導光棒4射出的雷射光71朝底板部61行進，在底板部61反射後也會從開口部66射出。另外，反射膜93也可以將膜片的兩面都做成反射面。將兩面做成反射面可以讓光更加在反射部6內擴散，而更容易獲得均一的面狀光。
面光源裝置200、201能夠更具有改變雷射光71的行進方向的光路變更部91、92、93。光路變更部91、92、93配置在箱形狀6的內側。
光路變更部具備含有光路變更面的光路變更構件91、92。光路變更面配置在導光棒4的開口部66側。而光路變更面在雷射光71透過時變更雷射光71的光路。在此，光路變更面例如是稜鏡面或擴散面。
光路變更部具備含有反射面的反射膜93。反射面具有設置在反射面上的切口或孔，使導光棒4通過切口或孔的方式與導光棒4的軸相交錯地配置。
相鄰的導光棒4的反射膜93的反射面在各反射面之間具有開口。
反射面相對於導光棒4的軸傾斜。
假設相對於垂直導光棒4的軸的平面的角度是傾斜角度，反射面是平面的情況下，反射面的傾斜角度從雷射光源7的位置朝向雷射光71的行進方向，由大角度轉變為小角度。
反射面是曲面的情況下，相對於導光棒4的軸的展開程度從雷射光源7的位置朝向雷射光71的行進方向，由小展開程度轉變為大展開程度。
以上各實施例中，雖說明光入射面41平行於y-z平面。然而，例如也可以平行於x-y平面，採用藉由反射面等將入射的雷射光71折返的構造。而將面42做為光入射面的情況也是相同的。在這個情況下，容易將驅動雷射光源7的基板配置在反射部6的背面側(-z軸側)，使窄邊框化變得容易。
以上雖說明了本發明的實施例，但本發明並不限定於這些實施例。
100‧‧‧液晶顯示裝置
200‧‧‧面光源裝置
1‧‧‧液晶顯示元件
1a‧‧‧顯示面
1b‧‧‧背面
2‧‧‧光學膜
3‧‧‧擴散板
4‧‧‧導光棒
41‧‧‧光入射面
42‧‧‧面
5‧‧‧反射端部
6‧‧‧反射部
61‧‧‧底板部
62、63‧‧‧側板部
66‧‧‧開口部
7‧‧‧雷射光源
71‧‧‧雷射光

Claims (15)

  1. 一種面光源裝置，包括：第1光源，發出第1光線；導光棒，為棒形狀，並在該棒形狀的長度方向的端部具有光入射面，將入射該光入射面的該第1光線轉換為線狀光；第2光源，發射出發散角比該第1光線更廣的第2光線；以及反射部，為箱形狀，具有底板部、連接該底板部的側板部、以及面向該底板部的開口部，該底板部及該側板部的內側的面是反射面，其中該導光棒配置在被該反射面所包圍的位置，該導光棒射出的光在該反射面反射，並從該開口部射出，從該2光源射出且由該底板部側往該反射部的內部展開的該第2光線在該反射部內反射，並從該開口部射出。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之面光源裝置，更包括：光路變更部，變更該導光棒射出的第1光線的行進方向，其中該光路變更部配置在該反射部的箱形狀的內側。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之面光源裝置，其中該光路變更部包括第1光路變更構件，具有第1光路變更面，該第1光路變更面配置於該導光棒的該開口部側，在該導光棒射出的第1光線透過時變更該第1光線的光路。
  4. 如申請專利範圍第2或3項所述之面光源裝置，其中該光路變更部包括第2光路變更構件，具有第2光路變更面，該第2光路變更面具有設置在該第2光路變更面上的切口 或孔，將該導光棒通過該切口或該孔使得該第2光路變更面與該導光棒的軸相交地配置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之面光源裝置，其中相鄰的該導光棒的該第2光路變更面在該相鄰的導光棒之間具有開口。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之面光源裝置，其中該第2光路變更面相對該導光棒的軸傾斜。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之面光源裝置，其中假設相對於垂直該導光棒的軸的平面的夾角是傾斜角度，當該第2光路變更面是平面且該第2光路變更面有複數個的情況下，該複數的第2光路變更面的傾斜角度隨著位於越遠離該第1光源的位置而越小。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之面光源裝置，其中當該第2光路變更面是曲面且該第2光路變更面有複數個的情況下，該複數的第2光路變更面相對於該導光棒的軸的展開程度隨著位於越遠離該第1光源的位置而越大。
  9. 一種面光源裝置，包括：第1光源，發出第1光線；導光棒，為棒形狀，並在該棒形狀的長度方向的端部具有光入射面，將入射該光入射面的該第1光線轉換為線狀光；反射部，為箱形狀，具有底板部、連接該底板部的側板部、以及面向該底板部的開口部，該底板部及該側板部的內側的面是反射面；以及光路變更部，在該反射部的箱形狀的內側變更該導光棒射出的該第1光線的行進方向 其中該導光棒配置在被該反射面所包圍的位置，該光路變更部包括第2光路變更構件，具有第2光路變更面，該第2光路變更面具有設置在該第2光路變更面上的切口或孔，將該導光棒通過該切口或該孔使得該第2光路變更面與該導光棒的軸相交地配置該導光棒射出的光被該反射面或該第2光路變更面變更行進方向，並從該開口部射出。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之面光源裝置，其中相鄰的該導光棒的該第2光路變更面在該相鄰的導光棒之間具有開口。
  11. 如申請專利範圍第9或10項所述之面光源裝置，其中該第2光路變更面相對該導光棒的軸傾斜。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之面光源裝置，其中假設相對於垂直該導光棒的軸的平面的夾角是傾斜角度，當該第2光路變更面是平面且該第2光路變更面有複數個的情況下，該複數的第2光路變更面的傾斜角度隨著位於越遠離該第1光源的位置而越小。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之面光源裝置，其中當該第2光路變更面是曲面且該第2光路變更面有複數個的情況下，該複數的第2光路變更面相對於該導光棒的軸的展開程度隨著位於越遠離該第1光源的位置而越大。
  14. 一種液晶顯示裝置，包括：如申請專利範圍第1至13項任一項所述之面光源裝置；以 及液晶顯示元件，讓該面光源裝置發出的光入射，並射出影像光。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示裝置，其中該第1光源配置在該反射部的下方端。
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