背光装置和液晶显示装置技术领域
本发明涉及使用激光光源从液晶显示元件的背面对液晶显示元件进行照明的背
光装置和具有所述背光装置的液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置具有的液晶显示元件本身不发光，因此，需要在液晶显示元件的背
面设置背光装置，作为对液晶显示元件进行照明的光源装置。近年来，对液晶显示装
置的薄型化的要求逐渐提高，侧光式背光装置被广泛应用，该侧光式背光装置具有薄
板状的导光板，以与该导光板侧面相对的方式配置光源，从导光板的侧面入射光，由
此形成面状光源。
作为背光装置的光源，以往主要是在玻璃管的内壁涂布荧光体，而可以得到白色
光的冷阴极荧光灯（CCFL（Cold Cathode Fluorescent））。但是，近年来，随着发光二
极管（LED（Light Emitting Diode））的性能飞跃性地提升，对使用LED作为光源的
背光装置的需求也快速提高。
被称为LED的元件大致分为二种。其中一种LED是通过LED直接发光得到红
色、绿色或蓝色等单色光的单色LED。另一种LED是多色LED，其具有单色LED
和荧光体，通过用单色LED的光激发荧光体而得到多种颜色。在多色LED中，例如，
存在具有蓝色的单色LED和荧光体的多色LED，其中，该荧光体吸收蓝色的光，发
出从绿色到红色的光。多色LED能够构成生成具有从蓝色到红色的宽范围光谱的白
色光的白色LED。白色LED的发光效率高，消耗功率低，因此作为背光装置的光源
被广泛应用。
液晶显示装置在其液晶显示元件的内部具有彩色滤光片。液晶显示装置通过该彩
色滤光片，仅取出红色、绿色以及蓝色的波长的光谱范围来表现颜色。在白色LED
那样具有波长带宽较宽的连续光谱的光源的情况下，为了扩大颜色再现范围，液晶显
示装置需要将透射过彩色滤光片的光的波长范围设定得较窄，以提高显示颜色的颜色
纯度。但是，由于较窄地设定透射过彩色滤光片的光的波长范围，不需要的光的量增
多。换言之，在液晶显示元件中，光的利用效率非常不好。由此，造成液晶显示元件
的显示面的亮度下降。此外，如果使亮度升高，则会导致液晶显示装置的消耗功率增
大。
根据荧光体的特性，通常使用的CCFL或白色LED具有在红色波长范围中，在
615[nm]左右的波长（从红色过渡到橙色的波长）处具有峰值的发光光谱。因此，特
别在红色中，当欲在作为纯红而优选的630～640[nm]的波长区域中提高颜色纯度时，
透射光量极度减少，亮度显著下降。此外，CCFL或白色LED，特别是600[nm]到700[nm]
范围的红色的光谱的能量较少，当欲在作为纯红优选的630～640[nm]的波长区域中
提高颜色纯度时，透射光量极度减少，亮度显著下降。
为了将彩色滤光片造成的光损耗抑制在最小限度并且扩大颜色再现范围，需要采
用发出波长带宽较窄的光的光源。即，为了扩大颜色再现范围，需要采用发出颜色纯
度高的光的光源。因此，近年来，提出了使用分别发出红色、绿色以及蓝色这三基色
的光的单色LED的液晶显示装置。或者，提出了使用分别发出三基色的光的单色激
光器的液晶显示装置。在这些液晶显示装置中，将三基色的光混合，生成白色光。
即，近年来，为了扩大颜色再现范围，提出了具有使用波长宽度窄的单色LED
或激光器作为光源的背光单元的液晶显示装置。“波长宽度窄”意味着颜色纯度高。
特别是激光具有非常优异的单色性。此外，激光器具有较高的发光效率。因此，通过
使用LED或激光器，可以提供颜色再现范围较大的高亮度的图像。此外，通过使用
LED或激光器，可以提供消耗功率低的液晶显示装置。特别是激光，由于具有非常
优异的单色性，因此，颜色再现范围大幅扩大，能够大幅提升液晶显示装置的图像质
量。
但是，当将从这些光源射出的光混合而生成白色光时，由于各颜色在液晶显示元
件的显示面上的空间亮度分布的差异，出现色相不均。为了减少该色相不均，要求提
高各颜色在面内的空间亮度分布的均匀性。但是，从发光原理和/或发光元件的材料
特性不同的光源射出的光，其发散角和/或发光效率不同，因此，光源的配置个数和/
或配置方法也不同。由于这些理由，需要设置使各个光源在面内的空间亮度分布均匀
化的最优的手段。
换言之，在采用LED或激光器那样的点光源作为侧光式背光装置的光源的情况
下，光源附近的亮度显著升高。其结果为，在光的入射端附近产生亮度不均。例如能
够通过将大量的点光源以较窄的间隔配置成一列，设为接近线状光源那样的结构，来
改善这种亮度不均。但是，在要求面内的空间亮度分布具有较高均匀性的液晶显示装
置的背光装置中，需要非常大量的光源。因此，导致消耗功率增加、装配性下降、成
本增大等。
此外，在不同颜色的光分别产生不同的亮度不均的情况下，产生色相不均。在液
晶显示装置中，由于亮度不均和色相不均会使图像质量显著下降，因此不优选产生亮
度不均和色相不均。因此，在背光装置中，要求提供各颜色在面内的空间亮度分布的
均匀性较高的面状光。另外，面内的空间亮度分布是指，示出相对于在任意平面内2
维表示的位置的亮度高低分布。
因此，提出了在使用了LED等点光源的情况下，以尽量少的光源数量使面内的
空间亮度分布均匀的技术。例如，在专利文献1的液晶显示装置中，公开了用由折射
率不同的多种材料构成的半球形透光性材料覆盖发光元件的技术。通过折射效果使从
发光元件射出的光扩散，实现使导光板的入光部中的光的分布，接近与光传播方向垂
直的截面形状为线状的光（与从线状光源射出的光同样的光）的分布。另外，线状光
源是发出具有在一维方向上大致均匀的空间亮度分布的光的光源。将来自多个点光源
的光重叠，能够生成与光传播方向垂直的截面形状为线状的光（与从线状光源射出的
光同样的光）。
此外，例如，专利文献2的面光源装置在导光板的背面设置有光扩散面，该光扩
散面用于将来自点光源的光转换为与光传播方向垂直截面形状为线状的光（与从线状
光源射出的光同样的光）。此外，面光源装置具有光扩散面，该光扩散面用于使背光
装置的面内的空间亮度分布均匀。在用于将来自点光源的光转换为与光传播方向垂直
的截面形状为线状的光（与从线状光源射出的光同样的光）的扩散面中，将点光源亮
度较高的部分的扩散物质的覆盖率设为较低。另一方面，将点光源亮度较低的部分的
扩散物质的覆盖率设为较高。由此，可以将来自点光源的光转换为与光传播方向垂直
的截面形状为线状的光（与从线状光源射出的光同样的光）。
此外，为了抑制色相不均，提出了对特性不同的各光源设有专用导光板的背光单
元。例如，在专利文献3中，提出了对各颜色的光源设有专用导光板的平面显示面板
用背光单元。该平面显示面板用背光单元具有各颜色不同的光源和分别对应各颜色的
光源的导光板，采用将它们层叠的结构。在该背光单元中，将从各导光板射出的单色
的面状的光相加，由此生成白色的照明光。根据该结构，各导光板的结构可以针对与
该导光板对应的1种光源的特性而被优化。因此，根据该结构，能够提高各颜色在面
内的空间亮度分布的均匀性，能够抑制色相不均。另外，面内的空间亮度分布是指，
示出针对在任意的平面内二维表示的位置的亮度高低分布。
根据上述专利文献1和专利文献2的技术，追加将来自点光源的光转换为与光传
播方向垂直的截面形状为线状的光（与从线状光源射出的光同样的光）的光学元件。
由此，能够从导光板的侧面入射在一维方向上具有大致均匀的空间亮度分布的光。而
且，可以得到面内的空间亮度分布的均匀性较高的面光源。但是，这种光学元件需要
复杂的结构。此外，在采用了激光器那样指向性高的点光源作为光源的情况下，需要
扩散性更高的更复杂的光学元件。而且，这种光学元件为了将来自点光源的光转换为
与光传播方向垂直的截面形状为线状的光（与从线状光源射出的光同样的光），需要
的光学距离变长，因此装置大型化。因此，在使用激光光源的情况下，这种光学元件
不是最适合的。
此外，专利文献3的技术的背光单元对应于特性不同的每个光源具有导光板。由
此，可以抑制色相不均，可以得到具有均匀性较高的面内的空间亮度分布的面状光源。
但是，在上述结构中，需要将多个导光板层叠，背光单元特别在装置的厚度方向上大
型化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-269289号公报
专利文献2：日本特许第2917866号公报
专利文献3：日本特开平6-138459号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，如上述专利文献1或2那样，当使用白色LED作为液晶显示装置的光源
时，存在红色的色域变窄这样的问题。此外，在使用单色的红色LED作为液晶显示
装置的光源的情况下，也存在红色的色域变窄这样的问题。此外，如专利文献3那样，
当使用CCFL作为液晶显示装置的光源时，存在红色的色域变窄这样的问题。
这是因为，被广泛应用于现有背光装置中的CCFL和白色LED具有在红色波长
范围中，在615[nm]左右的过渡到橙色的波长处具有峰值的发光光谱。换言之，红色
域的光的能量较少。这是因为特别是红色域的光中作为纯红优选的630～640[nm]的
光的比例非常少。
因此，特别在红色中当要在作为纯红优选的630～640[nm]的波长区域中提高颜
色纯度时，存在透射光量极度下降，亮度显著下降这样的问题。此外，在单色的红色
LED中，由于波长带宽为几十nm，当使用波长范围窄的滤光片时，存在亮度下降这
样的问题。
另一方面，如果使用激光器作为三基色的光源，虽然能够提高颜色纯度，但是，
相比于使用荧光体的多色LED，在低消耗功率方面处于劣势。
本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，得到一种能够抑制光的利用效
率的降低，并扩大了颜色再现范围的背光装置和液晶显示装置。
用于解决问题的手段
为了解决上述课题并达到上述目的，本发明的背光装置具有：第1光源，其发出
红色激光即第1光；以及第2光源，其发出与所述激光为互补色关系的蓝绿色光即第
2光，所述第2光源具有发出蓝色光的发光二极管和吸收所述蓝色光而发出绿色光的
荧光体。
发明的效果
根据本发明的背光装置和液晶显示装置，能够抑制消耗功率的上升，同时得到扩
大了颜色再现范围的良好的图像质量。
附图说明
图1是示意地示出实施方式1的液晶显示装置的结构的图。
图2是概略地示出实施方式1的液晶显示装置的结构的框图。
图3（A）、（B）是概略地示出构成实施方式1的第1背光单元的面状激光光源
的结构的一例的图。
图4是概略地示出由在导光板内传播的多个激光形成的、与光传播方向垂直的截
面形状为线状的光（与从线状光源射出的光同样的光）在Y轴方向的一维空间亮度
分布的图。
图5是示出从第1背光单元放射的照明光在X轴方向的一维空间亮度分布的仿
真的计算结果的曲线图。
图6是示出从第1背光单元放射的照明光在X轴方向的一维空间亮度分布的实
际测量结果的曲线图。
图7是示意地示出实施方式2的液晶显示装置的结构的图。
图8是示意地示出实施方式3的液晶显示装置的结构的图。
图9是概念性示出光传播部的激光光路的图。
图10是示出透射过光传播部后的激光在Y轴方向的一维空间亮度分布的曲线
图。
图11是示意地示出实施方式4的液晶显示装置的结构的图。
图12是示意地示出实施方式4的液晶显示装置的结构的图。
图13是示出实施方式4的液晶显示装置的结构的框图。
图14是示意地示出实施方式4的导光元件的结构的图。
图15是示意地示出实施方式4的导光板中设置的微小光学元件的配置结构的图。
图16是示意地示出实施方式4的液晶显示装置的结构的一例的图。
图17是示意地示出实施方式5的液晶显示装置的结构的图。
图18是示意地示出实施方式5的导光元件的结构的图。
图19是示意地示出实施方式6的液晶显示装置的结构的图。
图20是示意地示出实施方式6的导光板中设置的微小光学元件的配置结构的图。
具体实施方式
以下，根据附图详细地对本发明的实施方式的液晶显示装置和背光装置进行说
明。另外，本发明的液晶显示装置和背光装置不限于以下的实施方式。
实施方式1．
图1是示意地示出本发明的实施方式1的透射型显示装置即液晶显示装置100
的结构的图。实施方式1的背光装置具有第1背光单元2和第2背光单元3。为了便
于理解，将液晶光学元件1的短边方向设为Y轴方向，将液晶光学元件1的长边方
向（与Y轴垂直的方向）设为X轴方向，将与X-Y平面垂直的方向设为Z轴方向。
此外，将液晶显示元件1的显示面1a侧设为+Z轴方向，将液晶显示装置的上方向（将
液晶显示装置100的画面朝向水平方向设置时的上方向）设为+Y轴方向，将后述第
1光源20a的光射出方向设为+X轴方向。
如图1所示，液晶显示装置100具有透射型液晶显示元件1、第1光学片31、第
2光学片32、第1背光单元2、第2背光单元3以及光反射片15。这些构成要素1、
31、32、2、3、15在Z轴方向上重叠配列。液晶显示元件1具有与X-Y平面平行的
显示面1a。
液晶显示装置100具有图2所示的液晶显示元件驱动部52，该液晶显示元件驱
动部52作为驱动部，根据输入的视频信号驱动液晶显示元件1。此外，液晶显示装
置100具有作为包含于第1背光单元2的第1光源20的光源20a、20b，以及用于驱
动光源20a、20b的光源驱动部53a。在实施方式1中，第1光源20是对光源20a与
光源20b的总称。此外，液晶显示装置100具有包含于第2背光单元3的作为第2
光源的光源10，以及用于驱动该光源10的光源驱动部53b。通过控制部51来控制液
晶显示元件驱动部52和光源驱动部53a、53b的动作。
控制部51对从未图示的信号源提供的视频信号54实施图像处理并生成控制信号
（例如，液晶显示元件控制信号55和光源控制信号56a、56b），将这些控制信号提
供给液晶显示元件驱动部52和光源驱动部53a、53b。光源驱动部53a、53b分别根
据来自控制部51的光源控制信号56a、56b，驱动光源20a、20b、10，使光从光源
20a、20b、10射出。控制部51能够对光源驱动部53a进行控制，从而调整从光源20a、
20b射出的第1光即光22a、22b的亮度与从光源10射出的第2光即光13的亮度的
比例。
第1背光单元2将从光源20a、20b射出的红色的光22a、22b转换为朝向+Z轴
方向的照明光33a、33b，并朝向液晶显示元件1的背面1b放射。该照明光33a、33b
透射第2光学片32和第1光学片31，照射到液晶显示元件1的背面1b。第2背光单
元3将从光源10射出的光13（这是在蓝色和绿色具有峰值亮度的蓝绿色（青绿色）
的光。）转换为朝向液晶显示元件1的背面1b的照明光14并进行放射。该照明光14
透射第1背光单元2、第2光学片32以及第1光学片31，照射到液晶显示元件1的
背面1b。此处，第1光学片31是具有使从背光单元放射的光在液晶显示装置100的
画面的法线方向上会聚的作用的片。此外，第2光学片32是具有抑制细小的照明不
均等光学影响的功能的片。
在紧邻第2背光单元3的下方（图1中，为-Z轴方向，是液晶显示装置100的
背面侧。）设置有光反射片15。从第1背光单元2和第2背光单元3放射到其背面侧
（-Z轴方向）的光被光反射片15反射，作为照射液晶显示元件1的背面1b的照明
光而被利用。作为光反射片15，可以使用例如以聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等树
脂为基本材料的光反射片、或在基板的表面蒸镀金属的光反射片。
液晶显示元件1具有与X-Y平面平行的液晶层。液晶显示元件1的显示面1a为
矩形。图1所示的X轴方向和Y轴方向是分别沿着该显示面1a的相互垂直的两条边
的方向。液晶显示元件驱动部52根据从控制部51提供的液晶显示元件控制信号55
使液晶层的光透射率以像素为单位进行变化。各像素由3个副像素构成，这些副像素
具有仅使各个红色的光、绿色的光以及蓝色的光透射的彩色滤光片。液晶显示元件驱
动部52通过控制各副像素的透射率，在显示面显示彩色图像。由此，液晶显示元件
1对从第1背光单元2和第2背光单元3入射的照明光进行空间调制，生成图像光。
并且，液晶显示元件1将该图像光从显示面1a射出。另外，图像光是指具有图像信
息的光。根据实施方式1，例如，可以通过控制部51单独对各光源驱动部53a、53b
进行控制，调整从第1背光单元2放射的红色的照明光33a、33b的亮度与从第2背
光单元3放射的蓝绿色的照明光14的亮度的比例。根据视频信号54所需的各颜色亮
度的比例来调整各光源的发光量，由此可以实现低消耗功率化。
第1背光单元2由第1面状激光光源部200a和第2面状激光光源部200b构成。
第1面状激光光源部200a由光源20a和与液晶显示元件1的显示面1a平行配置的导
光板21a构成。第2面状激光光源部200b由光源20b和与液晶显示元件1的显示面
1a平行配置的导光板21b构成。图3（A）示出在+Z轴方向上观察到的第1面状激光
光源部200a（从图1的下侧观察）的概略图。图3（B）示出在+Z轴方向上观察到的
第2面状激光光源部200b（从图1的下侧观察）的概略图。
第1面状激光光源部200a中包含的光源20a与端面23a相对配置，该端面23a
是第1导光板即导光板21a的-X轴方向的光入射端面。例如，光源20a是由多个激
光发光元件在Y轴方向上以等间隔排列而构成。此外，第1面状激光光源部200a中
包含的导光板21a由透明材料构成。此外，导光板21a是板状构件。导光板21a在与
其液晶显示元件1相反的一侧的面即背面24a上具有光学元件部即微小光学元件25a。
从光源20a发出的光（射出光）22a从导光板21a的端面23a入射到导光板21a内，
在导光板21a内全反射并进行传播。同样，在第2面状激光光源部200b内，光源20b
与端面23b相对配置，该端面23b是第1导光板即导光板21b的X轴方向的光入射
端面。例如，光源20b是由多个激光发光元件在Y轴方向上以等间隔排列而构成。
此外，第2面状激光光源部200b中包含的导光板21b由透明材料构成。此外，导光
板21b是板状构件。导光板21b在其背面24b具有微小光学元件25b。从光源20b发
出的光（射出光）22b从导光板21b的端面23b入射到导光板21b内，在导光板21b
内全反射并进行传播。
优选第1面状激光光源部200a中包含的光源20a与第2面状激光光源部200b中
包含的光源20b采用具有彼此相同特性的激光发光元件。此外，优选激光发光元件的
配置间隔和相对于导光板21a、21b的端面23a、23b的位置、角度等也彼此相同。此
外，优选第1面状激光光源部200a中包含的导光板21a与第2面状激光光源部200b
中包含的导光板21b具有相同的结构。即，优选第1面状激光光源部200a与第2面
状激光光源部200b具有相同的特性。
第1背光单元2具有第1面状激光光源部200a和第2面状激光光源部200b，第
1面状激光光源部200a和第2面状激光光源部200b具有相同的特性。第1面状激光
光源部200a与第2面状激光光源部200b具有以液晶显示元件1的显示面1a的法线
（图1中的Z轴方向的线）为中心轴180度旋转对称的位置关系。导光板21a和导光
板21b层叠配置，以使得导光板21a的4个侧面与导光板21b的4个侧面彼此均在同
一平面上。即，第1面状激光光源部200a中包含的光源20a与第2面状激光光源部
200b中包含的光源20b配置成朝向相对。而且，光源20a朝向+X轴方向射出光。另
一方面，光源20b朝向-X轴方向射出光。因此，从各光源20a、20b射出的光（光22a、
22b）的行进方向为相反方向。但是，从第1面状激光光源部200a放射的照明光33a
和从第2面状激光光源部200b放射的照明光33b都是朝向液晶显示元件1的背面1b
放射。
如上所述，实施方式1中的第1背光单元2采取在两个面状激光光源部200a、
200b放射照明光的方向（+Z轴方向）上层叠配置的结构。照明光33a、33b是使第1
背光单元2中包含的光源20a、20b亮灯时得到的、从第1背光单元2放射的照明光。
从两个面状激光光源部200a、200b放射的照明光33a、33b被相加。因此，从第1背
光单元2放射的照明光在X-Y平面的空间亮度分布是两个面状激光光源部200a、200b
在X-Y平面的空间亮度分布之和。
导光板21a、21b由丙烯树脂（PMMA）等透明构件形成。导光板21a、21b是例
如厚度为2[mm]的板状构件。从导光板21a、21b的端面23a、23b入射的光（激光）
22a、22b在导光板21a、21b与空气层的界面的全反射，由此，在导光板21a、21b
内反复反射，并且在X轴方向上行进。如图1、图3所示，导光板21a、21b具有光
传播部26a、26b，该光传播部26a、26b将从光源20a、20b射出的光22a、22b封闭
在导光板21a、21b内进行传播。光传播部26a、26b是具有将点状的空间亮度分布转
换为线状的空间亮度分布的功能的第1空间亮度分布转换部。此外，导光板21a、21b
具有光学元件部27a、27b，该光学元件部27a、27b将经由光传播部26a、26b在X
轴方向上行进的光22a、22b的行进方向转换到Z轴方向。
导光板21a、21b中包含的光传播部26a、26b位于端面23a、23b附近。从光源
20a、20b射出的光22a、22b从端面23a、23b入射到导光板21a、21b内。然后，光
22a、22b在光传播部26a、26b中沿X轴方向传播。在光传播部26a、26b中，光22a、
22b入射的导光板21a、21b的表面（液晶显示元件1侧的面）和背面24a、24b（与
液晶显示元件1相反的一侧的面）是平面，没有特别的突起等结构。因此，在该光传
播部26a、26b中传播的光22a、22b保持自身的发散角和行进方向进行传播。从光源
20a、20b射出的光22a、22b在光传播部26a、26b中传播，由此，通过自身的发散角
在空间扩展。
导光板21a、21b在与光传播部26a、26b不同的部分处具有光学元件部27a、27b。
光学元件部27a、27b具有将具有线状空间亮度分布的光转换为具有面状空间亮度分
布的光的功能。此外，光学元件部27a、27b具有将具有该线状空间亮度分布的光朝
向液晶显示元件1放射的功能。光学元件部27a、27b是第2空间亮度分布转换部。
光学元件部27a、27b在其背面24a、24b（与液晶显示元件1相反的一侧的面），分
别具有微小光学元件25a、25b。微小光学元件25a、25b将在导光板21a、21b内传播
的光22a、22b转换为朝向液晶显示元件1的背面1b方向（+Z轴方向）放射的光（照
明光33a、33b）。微小光学元件25a、25b为半球状的凸形状（例如，凸透镜形状）。
当从光传播部26a、26b在X轴方向上传播的光22a、22b在光学元件部27a、27b中
入射到微小光学元件25a、25b时，被其曲面折射。于是，在导光板21a、21b内传播
的光22a、22b中，产生不满足导光板21a、21b的表面（液晶显示元件1侧的面）与
空气层的界面处的全反射条件的光。不满足全反射条件的光从导光板21a的表面放
射，朝向液晶显示元件1的背面1b行进，此外，还从导光板21b的表面放射，通过
导光板21a，朝向液晶显示元件1的背面1b行进。
配置在导光板21a、21b的光学元件部27a、27b上的微小光学元件25a、25b，根
据其在导光板21a、21b上的X-Y平面内的位置，来改变其配置密度。由此，可以控
制从导光板21a、21b朝向液晶显示元件1放射的照明光33a、33b在面内的空间亮度
分布。配置密度是指每单位面积中微小光学元件25a、25b占有的面积的比例。如图
3（A）、（B）所示，可以通过改变每单位面积中微小光学元件25a、25b的个数来调
整配置密度。此外，如图1所示，也可以通过改变每单位面积中微小光学元件25a、
25b的大小（1个微小光学元件的面积）来调整配置密度。在实施方式1中，如图3
所示，微小光学元件25a、25b的配置密度对应于激光22a、22b的行进方向（图3中
的±X轴方向）的位置而发生变化。具体而言，在导光板21a、21b的端面23a、23b
附近，不具有微小光学元件25a、25b。在从导光板21a、21b的X轴方向的中心位置
的附近到与端面23a、23b相对的一侧的端面位置的区域中，设置有微小光学元件25a、
25b。其配置密度构成为，随着从中心位置的附近朝向导光板21a、21b的端面方向，
从稀疏向密集阶段性地或者连续性地发生变化。
可以采用例如表面曲率约为0.15[mm]、最大高度约为0.005[mm]、折射率约为
1.49的凸透镜形状的微小光学元件，作为微小光学元件25a、25b。另外，导光板21a、
21b和微小光学元件25a、25b的材质可以是丙烯树脂。但是，微小光学元件25a、25b
的材质不限于丙烯树脂。只要是光透射率高、成形加工性优异的材质即可，微小光学
元件25a、25b的材质也可以使用聚碳酸酯树脂等其他树脂材料或玻璃材料来代替丙
烯树脂。
另外，在实施方式1中，将微小光学元件25a、25b设为凸透镜形状，但是，微
小光学元件25a、25b的形状不限于此。只要具有使在导光板内在X轴方向传播的激
光折射而朝向液晶显示元件1的背面1b放射的结构，微小光学元件25a、25b的形状
也可以是其他的形状。微小光学元件25a、25b的形状可以是例如棱镜形状或由随机
的凹凸形态构成的形状。
此外，在实施方式1中，将导光板的厚度设为了2[mm]，但是，导光板的厚度不
限于此。从液晶显示装置的薄型化、轻量化，以及通过多次反射次数的增加来提高光
的利用效率这点来看，优选采用厚度小的导光板。激光光源是发光面的面积较小的光
源，并且是指向性高的光源，因此，即便对厚度小的导光板也能得到较高的光耦合效
率。但是，此时，还需要考虑将导光板的厚度薄型化而引起的刚性下降的问题等。
优选使用射出以波长640[nm]为峰值、具有波长宽度的半峰全宽为1[nm]的单色
性极高的光谱的激光的光源，作为光源20a、20b。此外，其发散角在半峰全宽快轴
方向为40度，在半峰全宽慢轴方向为10度。在实施方式1中，配置激光发光元件，
使其快轴方向与导光板的侧端面的短边方向平行。以发散角大的快轴方向与导光板的
侧端面的短边方向，即与导光板的相对的面和面之间的间隔最窄的方向（图1中的Z
轴方向）平行的方式进行配置。由此，激光在导光板内的反射次数增多，入射到导光
板21a、21b中设置的微小光学元件25a、25b的光线增多。因此，可以提高微小光学
元件25a、25b的光取出效率E。此处，光取出效率E由下式定义。
E=（朝向液晶显示元件放射的光量）/（在导光板内传播的光量）
根据实施方式1，从光源20a、20b射出的激光的光径相比于端面23a、23b的Y
轴方向的大小是极小的点状，光源20a、20b可以视为点光源。但是，光（激光）22a、
22b在设置在导光板21a、21b的光入射端面附近的光传播部26a、26b中，能够在足
够的光学距离中全反射并进行传播。因此，光22a、22b通过自身的发散角扩展，来
自邻接的其他的激光发光元件的光22a、22b之间彼此重合，由此，在Y轴方向上的
空间亮度分布成为均匀的光，即，成为与光传播方向垂直的截面形状为线状的光（与
从线状光源射出的光同样的光）。即，光22a、22b成为与光传播方向垂直的截面形状
为线状的光（与从线状光源射出的光同样的光）。
图4是用于说明从邻接的两个激光光源射出的激光在一定的光学距离进行传播，
由此成为与光传播方向垂直的截面形状为线状的光（与从线状光源射出的光同样的
光）的图。如图4所示，空间亮度分布40是与从X轴方向的任意位置处的单一的激
光光源射出的激光在Y轴方向的位置对应的亮度分布。该亮度分布为激光本来具有
的大致高斯形状的角度亮度分布。即，角度亮度分布具有中心亮度较高，随着远离中
心亮度急剧下降那样的形状。因此，当单一的激光入射到微小光学构造（微小光学元
件25a、25b）时，激光的角度亮度分布反映到从导光板放射的照明光在面内的空间
亮度分布，产生亮度不均。然而，当将从接近Y轴方向配置的激光光源射出的多个
激光在空间上重合时，它们的分布被平均化。例如，当将具有图4的空间亮度分布
40的单一的激光与具有空间亮度分布41的单一的激光重合时，它们的空间亮度分布
之和成为平均化后的分布，即，成为空间亮度分布42那样的均匀的空间亮度分布。
由此，以在光源的排列方向（Y轴方向）具有均匀的空间亮度分布的方式排列激光发
光元件，由此能够形成与光传播方向垂直的截面形状为线状的光。因此，即便是具有
单一但不均匀的分布的光，通过将多个光重合，也能够使它们的空间亮度分布之和成
为平均化后的亮度分布。因此，可以形成在光源的排列方向上空间亮度分布均匀的、
即与光传播方向垂直的截面形状为线状的光。
由此，为了使邻近的激光发光元件的光重合，需要使激光在由激光的发散角和激
光光源的配置间隔决定的一定以上的光学距离进行传播。但是，实施方式1的面状激
光光源部200a、200b中包含的导光板21a、21b在激光入射到微小光学元件25a、25b
之前，具有光传播部26a、26b。为了使激光以自身的发散角在激光发光元件的排列
方向上充分地进行空间传播，光传播部26a、26b具有必要的光学传播距离。因此，
激光可以在成为均匀性高的光，即与光传播方向垂直的截面形状为线状的光（与从线
状光源射出的光同样的光）后，入射到微小光学元件25a、25b。
此外，在实施方式1中，光源20a、20b构成为将具有相等的发散角和角度亮度
分布的多个激光发光元件以等间隔进行配置。因此，可以得到空间亮度分布的均匀性
更高的线状的激光光源。
如上所述，成为与光传播方向垂直的截面形状为线状的光（与从线状光源射出的
光同样的光），并入射到光学元件部27a、27b具有的微小光学元件25a、25b的光（光
22a、22b），光的一部分被折射，作为照明光33a、33b从导光板21a、21b的表面朝
向液晶显示元件1的背面1b放射。微小光学元件25a、25b分别在导光板21a、21b
的背面24a、24b形成。此时，入射到微小光学元件25a、25b的光（光22a、22b），
是在激光光源（光源20a、20b）的排列方向（Y轴方向）上具有均匀的空间亮度分
布的光，即与光传播方向垂直的截面形状为线状的光（与从线状光源射出的光同样的
光）。因此，不会因光源的空间亮度分布的差而产生亮度不均，能够作为均匀的照明
光33a、33b对液晶显示元件1进行照明。
另一方面，面状激光光源部200a、200b在光行进方向（X轴方向）上，分别具
有不放射照明光的区域（光传播部26a、26b）。所设置的光传播部26a、26b用于将
来自激光光源（点状光源）的光转换为与光传播方向垂直的截面形状为线状的光（与
从线状光源射出的光同样的光）。但是，在实施方式1中，上述面状激光光源部200a、
200b以彼此补充不发出照明光的区域的方式层叠配置。即，对面状激光光源部200a
不发光的区域与面状激光光源部200b发光的区域（图3中的从X轴的中心位置附近
朝向-X轴方向的区域），以在Z轴方向层叠的方式进行配置。此外，对面状激光光源
部200b不发光的区域与面状激光光源部200a发光的区域（图3中的从X轴的中心
位置附近朝向+X轴方向的区域），以在Z轴方向上层叠的方式进行配置。因此，由
面状激光光源部200a和面状激光光源部200b构成的第1背光单元2可以从整个面放
射照明光。
此外，在实施方式1中，将决定各个空间亮度分布的微小光学元件25a、25b在
X轴方向的配置密度优化，以使将面状激光光源部200a与面状激光光源部200b在X
轴方向的空间亮度分布相加得到的空间亮度分布均匀。
图5是示出从第1背光单元2放射的照明光33a、33b在X轴方向的一维空间亮
度分布的仿真的计算结果的曲线图。空间亮度分布43是第1面状激光光源部200a在
X轴方向的一维空间亮度分布。空间亮度分布44是第2面状激光光源部200b在X
轴方向的一维空间亮度分布。空间亮度分布45是将空间亮度分布43与空间亮度分布
44相加得到的第1背光单元2在X轴方向的一维空间亮度分布。
由图5可知，在从第1面状激光光源部200a放射的照明光33a的一维空间亮度
分布43中，从-X轴方向即端面23a侧到导光板21a的X轴方向中心位置的附近，不
放射光。此外，在一维空间亮度分布43中，从导光板21a的X轴方向的中心位置附
近朝向+X轴方向亮度逐渐升高，并在+X轴方向上与端面23a相对的端面侧附近，保
持一定的亮度。另一方面，从第2面状激光光源部200b放射的照明光33b的一维空
间亮度分布44具有与第1面状激光光源部200a相反的空间亮度分布。在一维空间亮
度分布44中，从+X轴方向即端面23b侧到导光板21b的X轴方向中心位置附近，
不放射光。此外，在一维空间亮度分布44中，从导光板21b的X轴方向的中心位置
附近朝向-X轴方向亮度逐渐升高，并在-X轴方向上与端面23b相对的端面侧附近，
保持一定的亮度。
从第1背光单元2放射的照明光的面内的空间亮度分布45，由从第1面状激光
光源部200a放射的照明光33a与从第2面状激光光源部200b放射的照明光33b相加
而生成。因此，从第1背光单元2放射的照明光的面内的空间亮度分布45在X轴方
向上为均匀的分布。图6示出对从根据实施方式1的结构试制的第1背光单元2放射
的照明光的面内的空间亮度分布的实际计测结果。由图6可知，在将两个面状激光光
源部200a、200b在Z轴方向上层叠得到的第1背光单元2中，可以得到在激光行进
方向（X轴方向）上均匀性优异的照明光。
在实施方式1中，在有效图像显示区域内设置有光传播部26a、26b，该光传播
部26a、26b用于将来自多个作为点光源的激光光源的光转换为与光传播方向垂直的
截面形状为线状的光（与从线状光源射出的光同样的光）。因此，在确保激光传播的
足够的光学距离的同时，能够抑制图像显示平面（X-Y平面）上的背光装置的面积与
液晶显示装置的面积的比率。因此，能够在提供图像质量良好的图像的同时，实现具
有漂亮的外观（窄边框的液晶显示元件1）的液晶显示装置。另外，边框是包围液晶
面板的框（外壳（cabinet））。
第2背光单元3具有光源10和导光板11。光源10是具有广发散角，在Y轴方
向上具有线状的空间亮度分布的光源，例如，使用了LED的光源。导光板11相对于
液晶显示元件1的显示面1a平行地配置。在导光板11的背面（与液晶显示元件1相
反一侧的面）具有光扩散反射部12。光源10在导光板11的X轴方向的两个端面（光
入射端面）上相对配置，光（入射光13）从导光板两个端面朝向中心方向入射。该
入射光13在第2导光板即导光板11的内部全反射并进行传播。入射光13通过扩散
反射构造部即背面的光扩散反射部12，传播光的一部分被扩散反射，作为照明光14
从导光板11的前表面（液晶显示元件1侧的面）放射。从第2背光单元3放射的照
明光14透射第1背光单元2、第2光学片32以及第1光学片31，对液晶显示元件1
进行照明。
如前面所述，在第2背光单元3的上方（+Z轴方向）层叠的第1背光单元2的
导光板21a、21b由透明构件形成。此外，导光板21a、21b是板状构件。导光板21a、
21b是在背面具有由相同的透明构件形成的光学微小元件25a、25b的构造。导光板
21a、21b对透射它们的照明光14进行吸收，带来的反射等光学影响较少。此处，照
明光14是从第2背光单元3放射的照明光。因此，照明光14产生的光的损耗较小，
能够高效率地作为对液晶显示元件1进行照明的照明光进行利用。
光源10是例如射出绿色和蓝色的入射光13的光源。从光源10射出的光与从第
1背光单元2放射的红色的照明光33a、33b混合，由此成为白色光。光源10是例如
在具有蓝色的单色LED的外壳中填充吸收该蓝色光并发出绿色光的绿色荧光体的装
置。光源10将多个蓝绿色LED在Y轴方向上密集地排列。由蓝绿色LED构成的光
源10放射出蓝绿色的光，该蓝绿色的光在450[nm]附近和530[nm]附近具有峰值，在
420[nm]到580[nm]的频带具有连续的光谱。此外，例如能够采用通过激发光源与荧
光体的组合发出蓝色和绿色的光的光源，作为这样的光源10。或者，还可以采用使
用蓝色光来激发绿色的荧光体来发出蓝色光和绿色光的结构的荧光灯或LED等，作
为光源10。
导光板11是由透明构件形成的例如厚度为4[mm]的板状构件。导光板11在其背
面具有光扩散反射部12。光扩散反射部12是用于将从光源10放射的光朝向液晶显
示元件1的背面1b放射的扩散反射构造部。光扩散反射部12例如可以通过将扩散反
射材料以点状涂布在导光板11的背面而构成。此时，被涂布成点状的扩散反射材料
的密度以如下方式分布，在来自光源10的光入射端的附近稀疏，随着远离光源10
而变密集，在导光板11的X轴方向的中心最密集。由此，可以使从导光板11放射
的照明光14的X-Y平面的面内空间亮度分布均匀。
激光光源为点光源且指向性高。因此，以往存在面内的亮度不均问题。如上所述，
根据实施方式1的液晶显示装置100，在采用了激光光源（光源20a、20b）的情况下，
也能生成面内的空间亮度分布均匀的照明光。这是因为设置了足够的光学传播距离，
以便激光以自身具有的发散角与邻近的其他的激光在空间上重合，成为与光传播方向
垂直的截面形状为线状的光（与从线状光源射出的光同样的光）。因此，能够提供可
以显示抑制了亮度不均的良好的图像的液晶显示装置。此外，在实施方式1中，通过
对液晶显示装置的有效图像显示区域进行有效地利用，使上述结构成为简单的结构。
因此，可以对液晶显示装置的有效图像显示区域实现背光装置而无需大型化。
在实施方式1中，采用了激光光源作为第1背光单元7的光源，但是，该光源不
限于激光光源，对于像激光光源那样发光面积小且具有发散角的其他光源也是有效
的。通过应用于那样的光源，与激光光源同样可以产生面内的空间亮度分布的均匀性
高的面状光源。例如，通过对LED光源进行应用，也能得到较高的效果。但是，采
用激光可以得到后述效果。
实施方式1的液晶显示装置100具有红色的激光器和蓝绿色LED。蓝绿色LED
由蓝色的单色LED和吸收蓝色的光并发出绿色的光的绿色荧光体构成。采用单色性
优异的激光器作为背光单元2的光源20a、20b，由此，与采用单色LED或多色LED
的情况相比，能够提高显示颜色的颜色纯度。因此，采用了激光器作为光源20a、20b
的液晶显示装置100，与采用了其他的光源的液晶显示装置相比，更能表现鲜艳的色
彩。此外，激光器与单色LED相比，高输出且高电流注入时的电光转换效率较高，
因此，可以实现小型、高输出且低消耗功率。
以下是实施方式1的液晶显示装置100采用红色激光的理由。
在广泛应用于现有的背光装置的白色LED的情况下，红色域的光的能量较少。
特别是红色域的光中作为纯红优选的波长630～640[nm]的范围内的光的比例非常少。
因此，当要在该波长区域中提高颜色纯度时，透射光量极度下降，发生亮度显著下降
这样的问题。此外，红色是人对色差的敏感度较高的颜色。例如，与白色LED相比，
波长带宽较窄的红色的单色LED的波长带宽为几十nm左右。与此相对，红色的激
光的波长带宽仅为几nm左右。在人的视觉中，更能感觉到红色下的该波长带宽的显
著的差异。此处，波长带宽是颜色纯度的差。
因此，在三基色中，特别将红色的光置换为激光非常有助于低消耗功率化和颜色
纯度提高的效果。根据这些理由，在实施方式1的液晶显示装置100中，将激光器应
用于红色的光源。此处，红色的激光是例如以波长630～650[nm]的波长范围内的任
意波长为主波长的光，更优选的是，以波长630～640[nm]的波长范围的内任意波长
为主波长的光。
此外，以往，使用了具有从蓝色到红色的连续光谱的白色LED或波长带宽较宽
的红色的单色LED。该情况下，红色光的一部分透射光谱邻接的绿色的滤光片，由
此，也使绿色的颜色纯度下降。然而，在实施方式1的液晶显示装置100中，由于红
色的颜色纯度增加，因此，透射绿色滤光片的红色的光量降低，能够提高绿色的颜色
纯度。
此外，在液晶显示装置100中，通过具有蓝色的单色LED和吸收蓝色的光并发
出绿色的光的荧光体的蓝绿色LED，生成蓝色的光和绿色的光。关于绿色，也考虑
采用发出绿色光的单色LED或单色激光器。但是，在可以应用于显示器的简单且小
型的装置中，这些单色LED或单色激光器与使用了荧光体的多色LED相比，在低消
耗功率和高输出方面处于劣势。因此，为了装置的简单化、小型化以及低消耗功率化，
实施方式1的液晶显示装置100构成为，绿色的光使用荧光体，而不是单色LED或
单色激光器等发光元件。
在实施方式1中，采用蓝色的单色LED作为发出蓝色的光并激发绿色荧光体的
光源。为了进一步扩大颜色再现范围，采用蓝色的激光器来代替蓝色的单色LED也
是有效的。然而，如实施方式1的光源10那样，在构成为通过蓝色的发光元件激发
荧光体而得到其他颜色的光的情况下，相比于激光器更优选采用LED。
理由如下。相对于低电流驱动且低输出的LED，激光器是高电流驱动且高输出。
因此，驱动时来自激光器的发热量非常大。此外，从LED射出的光具有较宽的发散
角，与此相对，从激光器射出的光具有非常窄的发散角。因此，在激光器的情况下，
入射到荧光体的激发光的强度密度（入射到荧光体的每单位体积的光的强度）非常高。
入射到荧光体并被吸收的光中，一部分被转换为其他波长并发射到外部，其他光主要
变为热能。通常，荧光体的内部转换效率（被转换为其他波长的光的光量与被吸收的
光量之比）为40％到80％左右。即，同时产生的热能达到入射光能的20％到60％。
因此，在入射了高输出且光强度密度高的激光的情况下，荧光体的发热量变得非常大。
当具有荧光体的激光器自身的发热量增加时，荧光体的温度上升。此外，即便荧
光体自身的发热量增加，荧光体的温度也上升。当荧光体的温度上升时，荧光体的内
部转换效率大幅降低，导致亮度降低和消耗功率增加。因此，实施方式1中的光源
10采用蓝绿色LED，该蓝绿色LED具有蓝色的LED和由该蓝色光激发而发出绿色
光的荧光体，由此射出蓝绿色的光。
如上所述，在实施方式1的液晶显示装置100中，在三基色中仅红色采用激光，
蓝色和绿色采用蓝绿色LED。蓝绿色LED具有蓝色的单色LED和吸收该蓝色的光并
发出绿色的光的荧光体。由此，与以往采用了白色LED、三基色的单色LED或三基
色的单色激光器的液晶显示装置相比，结构简单且廉价，由此，可以提供以低消耗功
率实现较大颜色再现范围的液晶显示装置。
另外，在实施方式1中，第1背光单元的光源采用了在640[nm]具有峰值波长的
红色激光光源，但是，第1背光单元的光源不限于此。也可以采用例如波长不同的红
色激光器作为第1背光单元的光源。此外，例如，采用发出单色性比较优异的单色光
的LED作为第1背光单元2的光源20a、20b也是有效的。但是，为了得到更大的颜
色再现区域，尽量采用波长宽度窄的激光光源，对颜色再现区域的扩大有好的效果。
另外，波长宽度窄的激光光源是单色性优异的激光光源。另外，在实施方式1中，第
2背光单元3的光源10需要采用相对于作为第1背光单元2的光源所采用的单色光
源20a、20b发射出补色的光的光源，以便产生白色的光。
在采用白色LED等具有连续光谱的光源，并将液晶显示元件具有的彩色滤光片
的透射波长设定为较窄以提高颜色纯度的情况下，彩色滤光片引起的光损耗（光损）
增加，图像的亮度下降。另一方面，在实施方式1中，提高光源的单色性以提高颜色
纯度。因此，光损耗（光损）减少，能够减少图像亮度的下降。此外，能够以低消耗
功率提高颜色纯度。
此外，相比于单色的LED光源，单色激光光源的单色性优异，可以实现低消耗
功率驱动。此外，单色激光光源的指向性高，因此具有提高了向导光板的耦合效率这
样的优点。
在实施方式1中，多个面状光源层叠构成的第1背光单元2，其导光板21a、21b
和该导光板中设置的微小光学元件25a、25b均由透明构件形成。此外，多个背光单
元2、3层叠构成的背光装置300，其+Z轴侧（上层）具有的导光板和该导光板中设
置的微小光学元件均由透明构件形成。因此，可以抑制从配置于-Z轴侧（下层）的
背光单元射出的光的损耗，得到较高的光利用效率。这是因为，+Z轴侧（上层）具
有的导光板和微小光学元件均由透明构件形成。
在实施方式1中，采用具有同样特性的光源作为第1背光单元2中包含的多个面
状激光光源部200a、200b，但是，本发明不限于此。如上前述那样，在实施方式1
中，在X-Y平面方向中将从多个面状激光光源部放射的照明光相加。由此，生成面
内的空间亮度分布均匀的第1背光单元。将该照明光在X-Y平面方向中相加的结构
是发明的要素之一。只要实现该要素，从多个面状激光光源部放射的照明光的面内的
空间亮度分布也可以不同。
此外，在实施方式1中，采用了将具有光源20a、20b的2片（2片为1组）面
状激光光源部200a、200b层叠的结构，但是，也可以采用其他的结构。与上述理由
同样，只要是将各面状激光光源部放射的照明光在X-Y平面中相加，由此生成均匀
地对液晶显示元件整体进行照明的照明光的结构即可，也可以是由1片面状激光光源
部构成的结构，或者将3片以上的面状激光光源部层叠而成的结构。
如上所述，将从多个面状激光光源部放射的照明光在X-Y平面方向中相加。由
此，生成面内的空间亮度分布均匀的第1背光单元。只要是该结构，各面状激光光源
部的面内的空间亮度分布是任意的分别均可。此外，面状激光光源部可以为由任意片
数层叠的结构。但是，优选此时各面状激光光源部中包含的导光板在激光光源的入射
端的附近设置光传播部。光传播部具有必要的光学传播距离，以便从激光发光元件射
出的光与从邻接的其他激光发光元件射出的光在空间上重合，使激光发光元件的排列
方向的空间亮度分布均匀。而且，光传播部不具有微小光学元件。通过设置光传播部，
入射到光学元件部的激光成为与光传播方向垂直的截面形状为线状的光（与从线状光
源射出的光同样的光）。由此，被微小光学元件折射并从导光板前表面朝向液晶显示
元件1的背面1b放射的照明光没有亮度分布不均。因此，可以提供抑制了显示不均
（亮度不均和色相不均）的高图像质量的液晶显示装置100。
只要能够达成上述结构，则不限制激光光源的配置间隔和相对于激光光源的导光
板的入射端面的配置方向和角度等激光光源的配置方法。此外，可以是将激光光源与
导光板的4个边任意一个端面相对配置的结构。此时，将激光光源的入射端面设为液
晶显示装置的短边侧端面，由此，可以高效地延长激光的光学传播距离。因此，可以
得到面内的空间亮度分布的均匀性更优异的照明光。
此外，根据实施方式1，首先，激光光源在导光板内的足够长的光学传播距离上
多次反射并进行传播。接着，使多个激光在空间上重合。由此，可以得到降低了以往
使用相干性高的激光光源的图像显示装置中的光斑噪声（speckle noise）这样的效果。
实施方式2．
图7是示意地示出本发明的实施方式2的液晶显示装置（透射型液晶显示装置）
600的结构的图。实施方式2的背光装置具有第1背光单元2和第2背光单元4。实
施方式2的液晶显示装置600与实施方式1的液晶显示装置100的不同点在于，设置
具有不同结构的第2背光单元4，来代替实施方式1的液晶显示装置100的第2背光
单元3。除这点外，实施方式2的液晶显示装置600基本上与实施方式1的液晶显示
装置100相同。在图7中，对与在实施方式1（图1）中说明的液晶显示装置100的
结果要素相同或对应的结构要素标注相同的标号。
第2背光单元4与实施方式1的第2背光单元3中安装的光源10同样，安装有
多个发散角大的射出蓝绿色的光的光源。多个光源10在紧邻第1背光单元2的下方
（-Z轴方向）的X-Y平面上2维排列。第2背光单元4是紧邻光源之下型的背光单
元。此处，射出发散角大的蓝绿色的光的光源是例如蓝绿色LED。从光源10射出的
光在扩散板60被扩散后，透射第1背光单元2、第1光学片32以及第2光学片31，
对液晶显示元件1的背面1b进行照明。
设置扩散板60用于使从第2背光单元4的2维排列的光源10射出的光扩散透射。
扩散板60由光扩散能力（扩散度）高的材料构成，以便由来自光源10的照明光14
生成面内均匀性高的光。
第2背光单元4在要求大发光量的情况下是有效的。要求大发光量的情况是指，
例如液晶显示装置600被大画面化的情况，或将液晶显示元件1的彩色滤光片的蓝色
或绿色的透射频带变窄以扩大颜色再现范围的情况等。即便在这些情况下，通过使用
紧邻光源之下型的第2背光单元4，也能确保足够的亮度。
实施方式3．
图8是示意地示出本发明的实施方式3的液晶显示装置（透射型液晶显示装置）
700的结构的图。实施方式3的背光装置具有第1背光单元7和第2背光单元3。实
施方式3的液晶显示装置700是比实施方式1的液晶显示装置100更合适的方式。在
实施方式3的液晶显示装置700中，更详细地讨论并改进光传播部的条件。另外，在
图8中，对具有与在实施方式1（图1）中使用的结构要素相同或对应的功能的结构
要素标注相同的标号。但是，对于在实施方式3中详细地说明的结构要素，标注新的
标号，与有别于实施方式1的结构要素进行说明。
在实施方式3的液晶显示装置700中，第1背光单元7将从作为第1光源的光源
70a、70b射出的、作为第1光的红色光（射出光）72a、72b转换为朝向+Z轴方向的
照明光37a、37b，并朝向液晶显示元件1的背面1b放射。该照明光37a、37b透射
第2光学片32和第1光学片31，照射到液晶显示元件1的背面1b。
第1背光单元7具有第1面状激光光源部77a和第2面状激光光源部77b。第1
面状激光光源部77a具有光源70a和导光板71a。优选导光板71a相对于液晶显示元
件1的显示面1a平行地配置。第2面状激光光源部77b具有光源70b和导光板71b。
优选导光板71b相对于液晶显示元件1的显示面1a平行地配置。
第1面状激光光源部77a中包含的光源70a与导光板71a的-X轴方向的端面73a
相对地配置。导光板71a是第1导光板。此外，端面73a是光入射端面。例如，光源
70a由多个激光发光元件在Y轴方向以等间隔排列而构成。此外，第1面状激光光源
部77a中包含的导光板71a由透明材料构成。而且，导光板71a是板状构件。如图9
所示，在导光板71a的背面74a具有光学元件部即微小光学元件75a。背面74a是导
光板71a的与液晶显示元件1相反一侧（-Z轴方向侧）的面。从光源70a发出的光从
导光板71a的端面73a入射到导光板71a内，在导光板71a内全反射并进行传播。
同样，第2面状激光光源部77b中包含的光源70b与导光板71b的X轴方向的
端面73b相对配置。导光板71b是第1导光板。此外，端面73b是光入射端面。例如，
光源70b是由多个激光发光元件在Y轴方向以等间隔排列而构成。此外，第2面状
激光光源部77b中包含的导光板71b由透明材料构成。而且，导光板71b是板状构件。
导光板71b的背面74b具有光学元件部即微小光学元件75b。背面74b是导光板71b
中的与液晶显示元件1相反一侧（-Z轴方向侧）的面。从光源70b发出的光从导光
板71b的端面73b入射到导光板71b内，在导光板71b内全反射并进行传播。
优选第1面状激光光源部77a中包含的光源70a和第2面状激光光源部77b中包
含的光源70b采用彼此具有相同特性的激光发光元件。此外，优选将光源70a中的激
光发光元件的配置间隔与光源70b中的激光发光元件的配置间隔设为相同，并且将激
光发光元件和导光板71a的端面73a的位置关系（距离和角度等）与激光发光元件和
导光板71b的端面73b的位置关系（距离和角度等）设为同样。此外，优选第1面状
激光光源部77a与第2面状激光光源部77b中包含的导光板71a、71b具有相同的构
造。即，优选第1面状激光光源部77a与第2面状激光光源部77b具有相同的特性。
在第1背光单元7中，具有彼此相同的特性的第1面状激光光源部77a与第2面
状激光光源部77b，处于在液晶显示元件1的显示面1a的中心位置处以显示面1a的
法线（图8中的Z轴方向的法线）为中心轴彼此180度旋转对称的位置关系。此外，
导光板71a与导光板71b层叠配置，以使得导光板71a的侧面（端面）与导光板71b
的侧面（端面）彼此在同一平面上。即，光源70a与光源70b配置成朝向相对。此处，
光源70a是第1面状激光光源部77a中包含的光源。此外，光源70b是第2面状激光
光源部77b中包含的光源。光源70a朝向+X轴方向射出光（射出光）72a。另一方面，
光源70b朝向-X轴方向射出光（射出光）72b。因此，从各个光源70a、70b射出的
光72a、72b的行进方向为相反的方向。但是，从面状激光光源部77a、77b放射的照
明光37a、37b均朝向液晶显示元件1的背面1b放射。
如上所述，实施方式3中的第1背光单元7构成为，两个面状激光光源部77a、
77b在照明光放射的方向（+Z轴方向）上层叠配置。因此，从第1背光单元7放射
的照明光为从两个面状激光光源部77a、77b放射的照明光37a、37b相加后的光。从
第1背光单元7放射的照明光33a、33b是使第1背光单元7中包含的光源70a、70b
点亮时得到的照明光。因此，从第1背光单元7放射的照明光的X-Y平面中的空间
亮度分布为两个面状激光光源部77a、77b的X-Y平面中的空间亮度分布之和。
导光板71a、71b由丙烯树脂（PMMA）等透明构件形成。导光板71a、71b是例
如厚度为2[mm]的板状构件。从导光板71a、71b的端面73a、73b入射的光（激光）
72a、72b在导光板71a、71b与空气层的界面处全反射，由此在导光板71a、71b内反
复反射并在X轴方向行进。导光板71a、71b具有第1空间亮度分布转换部即光传播
部76a、76b和第2空间亮度分布转换部即光学元件部78a，78b。光传播部76a、76b
是使从光源70a、70b射出的光72a、72b封闭在导光板71a、71b内并进行传播的部
分。微小光学元件75a、75b将经由光传播部76a、76b在X轴方向上行进的光72a、
72b的行进方向主要转换到Z轴方向（朝向液晶显示元件1的方向）。
导光板71a、71b中包含的光传播部76a、76b配置在端面73a、73b附近。从光
源70a、70b射出的光72a、72b从端面73a、73b入射到导光板71a、71b内。然后，
光72a、72b在光传播部76a、76b内在X轴方向上传播。在光传播部76a、76b中，
导光板71a、71b的表面（液晶显示元件1侧的面）和背面（与液晶显示元件1相反
一侧的面）是平面，没有特别的突起等构造。光72a入射到导光板71a。光72b入射
到导光板71b。因此，在该光传播部76a、76b传播的光72a、72b保持自身的发散角
和行进方向进行传播。从光源70a、70b射出的光72a、72b在光传播部76a、76b中
传播，由此，通过自身的发散角在空间扩散。
如图9所示，实施方式3的第1导光板71a、71b具有的光传播部76a、76b特别
使将激光80p、81p相加而得到的Y轴方向的一维空间亮度分布更加均匀。激光80p、
81p从相邻的激光发光元件80、81射出。因此，光传播部76a、76b在X轴方向上需
要一定的光学距离X。
导光板71a、71b中包含的光学元件部78a、78b在导光板71a、71b的背面74a、
74b（与液晶显示元件1相反一侧的面）具有半球状的凸形状（以下称作凸透镜形状。）
的微小光学元件75a、75b。该凸透镜形状（微小光学元件75a、75b）将在导光板71a、
71b内朝向X轴方向传播光72a、72b转换为朝向液晶显示元件1的背面1b方向（+Z
轴方向）放射的光（照明光37a、37b）。光72a、72b从端面73a、73b入射到导光板
71a、71b内。光72a、72b在光传播部76a、76b内传播后，保持行进方向在X轴方
向而入射到微小光学元件75a、75b。入射到微小光学元件75a、75b的光72a、72b
由于凸透镜形状的曲面而被折射，产生在导光板71a、71b的表面（液晶显示元件1
侧的面）与空气层的界面处不满足全反射条件的光。该不满足全反射条件的光从导光
板71a、71b的表面朝向液晶显示元件1的背面1b放射。
从作为点光源的光源70a、70b射出的光72a、72b通过在光传播部76a、76b进
行传播，以自身的发散角进行扩散。该以自身的发散角扩散的光（光72a、72b）与
邻近的其他激光（光72a、72b）在空间上重合，成为激光发光元件80、81的排列方
向（Y轴方向）的空间亮度分布均匀的光，即，成为与光传播方向垂直的截面形状为
线状的光（与从线状光源射出的光同样的光）。该与光传播方向垂直的截面形状为线
状的光入射到微小光学元件75a、75b，成为朝向液晶显示元件1的背面1b放射的均
匀的照明光37a、37b。
以下，举出光源70a中包含的激光发光元件80和与其在Y轴方向邻接的激光发
光元件81为例，详细地对实施方式3的第1导光板71a、71b具有的光传播部76a、
76b进行说明。
图9是概念性地示出激光80p、81p的光路的图。激光80p、81p从激光发光元件
80、81射出，从端面73a入射到导光板71a内。图10是示出一维空间亮度分布80q、
81q和将它们相加而生成的与光传播方向垂直的截面形状为线状的光的一维空间亮
度分布82q的曲线图。一维空间亮度分布80q、81q是在X轴方向的光学距离为X的
光传播部76a中传播的激光80p、81p的Y轴方向的空间亮度分布。
如图9所示，激光发光元件80、81在Y轴方向上隔开距离d而邻接。激光发光
元件80、81分别与导光板71a的端面73a相对配置。将激光发光元件80、81的发光
面与端面73a的间隔设定为距离f。激光发光元件80、81具有同样的特性。从激光发
光元件80、81射出的激光80p、81p的X-Y平面的半值角α的大致高斯形状的角度
亮度分布具有同样的形状。另外，半值角是指，在角度亮度分布中以亮度最高的角度
为中心（0度），其最高的亮度的一半的亮度的角度。
从激光发光元件80、81射出的激光80p、81p从端面73a入射到导光板70a内，
在光传播部76a中传播。此时，光传播部76a具有的X轴方向的光学距离X由式（1）
定义。此处，d是激光发光元件80、81的发光点间距离。f是激光发光元件80、81
的出射面与端面73a的距离。α是从激光发光元件80、81射出的光在X-Y平面的发
散角的半值角。β是在导光板71a内传播的激光80p、81p在X-Y平面的发散角的半
值角。
[式1]
X = d - 2 · f · tan α 2 · tan β · · · ( 1 ) ]]>
其中，导光板71a内的半值角β由式（2）定义。此处，将从激光发光元件80、
81射出的激光80p、81p在入射到导光板71a内之前传播的层的折射率设为n1。将导
光板71a的折射率设为n2。
[式2]
β = Sin - 1 ( n 1 n 2 · sin α ) · · · ( 2 ) ]]>
此处，激光发光元件80、81的发光面积相对于激光发光元件80、81的发光点间
的距离d足够小，因此忽略其大小。
上述式（1）和式（2）用于决定必要的光学距离X，该光学距离X用于使激光
80p和激光81p在Y轴方向的空间亮度分布中，在各自的光轴上存在的峰值亮度的一
半亮度的位置处具有交点。
激光80p、81p具有同样的角度亮度分布，分别具有与自身的光轴对称的角度亮
度分布。因此，如图10所示，当激光80p、81p传播由式（1）和式（2）决定的光学
距离X时，激光80p、81p分别在具有峰值亮度L的点（Y=y0，y1）的中间点（Y=y2）
中，具有亮度L/2。由于这些激光80p、81p重合，因此中间点（Y=y2）的亮度为L。
以往，相对于激光80p、81p的光轴上存在的明亮的部分即明部，在它们中间存在暗
的部分即暗部，由此产生了亮度不均。但是，通过设置由式（1）和式（2）定义的光
学距离X，在激光80p、81p的明部（Y=y0，y1）之间，可以插补与它们具有相等亮
度的明部（Y=y2）。此外，同时，由于这些明部（Y=y0，y1）间的空间亮度分布被平
均化，因此，可以生产与光传播方向垂直的截面形状为线状的光（与来自在亮度分布
中具有高均匀性的线状光源的光同样的光）。
如上所述，激光80p、81p在具有由式（1）和式（2）定义的光学距离X的光传
播部76a中传播。由此，可以将光传播部76a的大小抑制在最小限度内，并且，生成
Y轴方向的空间亮度分布均匀的、与光传播方向垂直的截面形状为线状的光。
微小光学元件75a设置在从光传播部76a的+X轴方向的端部到导光板71a的+X
轴方向的端部的区域内。其配置密度以朝向+X轴方向从稀疏到密集连续地变化的方
式配置。微小光学元件75a的构造和特性与实施方式1所示的构造和特性同样。
光72a（激光）从光源70a射出，在将X轴方向的长度作为光学距离X的光传播
部76a中传播。该激光72a在成为在光源70a的排列方向（Y轴方向）上具有均匀的
空间亮度分布的光，即，成为与光传播方向垂直的截面形状为线状的光（与从线状光
源射出的光同样的光）之后，入射到光学元件部75a内，成为面内的空间亮度分布的
均匀的面光源，对液晶显示元件1进行照明。
此处，对第1面状激光光源部77a进行了记述，第2面状激光光源部77b也同样
4具有满足式（1）和式（2）的光传播部76b。光72b（激光）成为具有高均匀性的光，
即，成为与光传播方向垂直的截面形状为线状的光（与从线状光源射出的光同样的
光），入射到微小光学元件75b，成为面内的空间亮度分布的均匀的面光源，对液晶
显示元件1进行照明。
这样的第1面状激光光源部77a和第2面状激光光源部77b被相加，第1背光单
元7成为面内分布均匀性高的面状光源。照明光的面内的空间亮度分布不均得到抑
制。因此，可以提供抑制了显示不均的高图像质量的液晶显示装置700。
在实施方式3中，将光传播部76a、76b的X轴方向的长度设为由式（1）和（2）
定义的光学距离X。由此，可以形成具有高均匀性的面状激光光源部77a、77b。另
外，将该光学距离设为比由式（1）和（2）定义的X长，由此，可以进一步提高面
状激光光源部77a、77b的面内的空间亮度分布的均匀性。
实施方式4．
图11是示意性地示出本发明的实施方式4的透射型显示装置即液晶显示装置800
的结构的图。为了便于理解，将液晶光学元件1的短边方向设为Y轴方向，将液晶
光学元件1的长边方向（与Y轴垂直的方向）设为X轴方向，将与X-Y平面垂直的
方向设为Z轴方向。此外，将液晶显示元件1的显示面1a侧设为+Z轴方向，将液晶
显示装置的上方向（将液晶显示装置100的画面朝向水平方向设置时的上方向）设为
+Y轴方向，将后述的第2光源10的光的射出方向设为+X轴方向。
如图11所示，液晶显示装置800具有透射型液晶显示元件1、光学片31、光学
片32、背光装置303以及光反射片15。这些结构要素1、31、32、303、15在Z轴方
向上重叠排列。液晶显示元件1具有与包含X轴和Y轴的X-Y平面平行的显示面1a。
此外，光学片31是第1光学片。光学片32是第2光学片。
图12是示出从-Z轴方向观察图11所示的液晶显示装置800的情况的图。如图
11和图12所示，背光装置303具有导光板811、光扩散反射部812、导光元件5、光
源6以及光源10。另外，光源6是第1光源，光源10是第2光源。
导光板811和光扩散反射部812构成第2空间亮度分布转换部，该第2空间亮度
分布转换部将具有线状的空间亮度分布的光转换为具有面状的空间亮度分布的光，并
将具有该面状的空间亮度分布的光朝向液晶显示元件1放射。光扩散反射部812以与
导光板811的-Z轴方向的面相接的方式配置。导光元件5具有将点状的空间亮度分
布转换为线状的空间亮度分布的功能。导光元件5构成第1空间亮度分布转换部。导
光元件5为大致四棱柱的形状，并且以具有长边作为一条边的长度方向的一个侧面与
导光板811的侧面相对的方式配置。即，导光元件5的一个长边以朝向Y轴方向的
方式配置，导光元件5的两个短边分别以朝向X轴方向和Z轴方向的方式配置。导
光元件5的1个短边与X轴平行，导光元件5的另一个短边与Z轴平行。导光元件5
的与导光板811的侧面相对的侧面是导光元件5的光出射面5c。导光板811的与导
光元件5的侧面相对的侧面是导光板811的光入射面811a。导光元件5的光出射面
5c构成为在Z轴方向的厚度比光入射面811a小。此外，优选导光元件5的厚度方向
（Z轴方向）的中心位置与导光板811的厚度方向（Z轴方向）的中心位置配置成一
致。在导光元件5的光出射面5c上形成例如仅在X-Z截面中具有曲率的凹形状的微
小光学元件850。微小光学元件850是在Y轴方向具有中心轴的圆筒面，是在X-Z
截面中具有曲率（为曲线），但在与其垂直的方向（Y轴方向）中不具有曲率（为直
线）的面。在导光元件5的光出射面5c中，多个微小光学元件850在Z轴方向上排
列。通过该微小光学元件850，能够将从导光元件5的光出射面5c朝向导光板811
射出的光线61在X-Z平面上的发散角增大。
光源6射出红色的光线61。光线61从由导光元件5的两个短边构成的光入射面
5a入射，在导光元件5中在+Y轴方向上传播。从光源10射出的光线871向+X轴方
向射出，从导光元件5的光入射面5b入射到导光元件5内。光入射面5b是与导光元
件5的光出射面5c相对的面，该光出射面5c是与导光板811相对的面。光源10具
有将多个发光元件10a、10b、10c、10d在Y轴方向上与光入射面5b相对配置的结构。
另外，光源6是例如激光光源那样发散角小且指向性高的发光元件。此外，光源10
由发散角大的多个发光元件构成。换言之，光源6是例如与实施方式1的光源20a、
20b相同的激光光源。此外，光源10是例如与实施方式1的光源10相同的作为多个
发光元件的LED光源。此外，光入射面5a是第1光入射面，光入射面5b是第2光
入射面。光线61是第1光，光线871是第2光。
与实施方式1同样，液晶显示装置800具有控制部51、液晶显示元件驱动部52
以及光源驱动部53a、53b。图13是概略地示出液晶显示装置800的结构的框图。使
用图13对液晶显示装置800的动作进行说明。液晶显示装置800具有驱动液晶显示
元件1的液晶显示元件驱动部52、驱动光源6的光源驱动部53a以及驱动多个光源
10的光源驱动部53b。液晶显示元件驱动部52和光源驱动部53a、53b的动作通过控
制部51控制。
控制部51对从未图示的信号源提供的视频信号54实施图像处理，生成控制信号，
并将这些控制信号提供给液晶显示元件驱动部52和光源驱动部53a、53b。液晶显示
元件控制信号55是从控制部51发送到液晶显示元件驱动部52的控制信号。光源控
制信号56a是从控制部51发送到光源驱动部53a的控制信号。光源控制信号56b是
从控制部51发送到光源驱动部53b的控制信号。光源驱动部53a、53b分别根据来自
控制部51的光源控制信号56a、56b对光源6、10进行驱动，使光线从这些光源6、
10射出。
图14是示意地示出实施方式4的导光元件5的构造的图。图14从-X轴方向观
察导光元件5的图。换言之，图14是观察导光元件5的光入射面5b侧的图。导光元
件5的光入射面5b是与导光板811相对的光出射面5c的相反一侧的面。在实施方式
4中，导光元件5由透明材料构成，是四棱柱的棒状构件。在实施方式4中，导光元
件5在光入射面5b具有多个光学元件即微小光学元件17。从光源6射出的光线61
从导光元件5的光入射面5a入射到导光元件5内，在导光元件5内全反射并进行传
播。从构成光源10的多个发光元件（例如，10a～10d）射出的光线871从光入射面
5b入射到导光元件5内。光线871在透射微小光学元件17时分散。光线871在导光
元件5内，与从光源6入射的光线61混合。然后，光线871从导光元件5的光出射
面5c朝向导光板811射出。
如上所述，光源6是激光光源那样发散角小且指向性高的光源。为从该指向性高
的光源生成具有线状的空间亮度分布的光，使激光即光线61从截面积较小的光入射
面5a入射到导光元件5内。光入射面5a是与光线61的光的行进方向（图12中Y
轴方向）垂直的面（与图12的X-Z平面平行的面）。因此，即便是指向性高、发散
角小的激光，也能够增加在导光元件5内的反射次数。只要通过微小光学元件17每
次取出一定量，并使该反射光从光出射面5c射出，则能够容易地生成具有线状的空
间亮度分布的光（即，用与光传播方向垂直的平面切割的光线的截面形状为直线状的
光）。该情况下，光线61最初入射到微小光学元件17为止的光学距离较短，因此，
导光元件5能够将不必要的空间抑制在最小限度内。其结果为，能够将背光装置303
小型化。
导光板811与液晶显示元件1的显示面1a平行地配置。导光板811在背面具有
光扩散反射部812。导光板811的背面是与导光板811的液晶显示元件1相反的一侧，
是-Z轴方向侧的面。导光元件5与光入射面811a相对配置。光入射面811a是导光板
811的-X轴方向的端面。从导光元件5射出的光线809从导光板811的光入射面811a
朝向导光板811的中心方向行进。另外，光线809是照明光62与光线871混合的光。
从导光元件5射出的光线809在导光板811的内部全反射并进行传播。并且，光
线809的一部分因在背面侧配置的光扩散反射部812而分散并反射。背面侧是-Z轴
方向侧。该散射光作为照明光810从导光板811的前表面射出。导光板811的前表面
是导光板811的液晶显示元件1侧、+Z轴方向侧的面。从导光板811射出的照明光
810透射光学片32和光学片31，对液晶显示元件1进行照明。
光学片31具有使从背光装置303射出的照明光810朝向液晶显示元件100的显
示面1a的法线方向的作用。此外，光学片32具有抑制细小的照明不均等光学影响的
功能。
在背光装置303的-Z轴方向上配置有光反射片15。从背光装置303向背面侧射
出的光线被光反射片15反射，作为对液晶显示元件1的背面1b进行照明的照明光被
利用。背面侧是-Z轴方向侧。可以使用以例如聚对苯二甲酸乙二醇酯等树脂作为基
本材料的光反射片，作为光反射片15。此外，也可以使用例如在基板的表面蒸镀金
属的光反射片等那样的其他光反射片，作为光反射片15。
液晶显示元件1具有与X-Y平面平行的液晶层，该X-Y平面与Z轴方向垂直。
液晶显示元件1的显示面1a为矩形形状。图11所示的X轴方向和Y轴方向是分别
沿着该显示面1a的互相垂直的2边的方向。液晶显示元件驱动部52根据从控制部
51提供的液晶显示元件控制信号55，使液晶层的光透射率以像素为单位进行变化。
各像素由3个副像素构成，副像素具有仅使各红色、绿色以及蓝色的光透射的彩色滤
光片。液晶显示元件驱动部52通过控制各副像素的透射率生成彩色图像。由此，液
晶显示元件1对从背光装置303入射的照明光在空间上进行调制，生成图像光。液晶
显示元件1能够使该图像光从显示面1a射出。另外，液晶显示元件1的彩色滤光片
示出光的三基色即红色、绿色以及蓝色，但是，为了扩大颜色再现范围，可以追加光
的三基色以外的色。
接着，对实施方式4的各结构要素详细地进行说明。光源6是例如以640[nm]为
峰值，具有波长宽度的半峰全宽为1[nm]的单色性极高的光谱的激光光源。此外，来
自光源6的光的发散角，在快轴方向中半峰全宽为40度，在慢轴方向中半峰全宽为
10度。在实施方式4中，光源6具有的激光发光元件，以半峰全宽较大的快轴方向
在导光元件5的光入射端面5b和光出射端面5c反射的方式配置。即，激光发光元件
的快轴方向成为图11中的X轴方向。光入射面811a的短边是与Z轴平行的边。光
源6是第1光源。
换言之，构成为激光发光元件的光线61中发散角较大的快轴方向的光线在导光
元件5的光入射面5b与光出射面5c之间反射。通过该结构，激光在导光元件5内的
反射次数增加，入射到设置于导光元件5的微小光学元件17中的光线61增多。结果，
该结构可以提高微小光学元件17的光的取出效率F。此处，
F=（从导光元件射出的朝向导光板的光量）/（在导光元件内传播的光量）。
导光元件5由丙烯树脂（PMMA）等透明构件形成，是例如厚度为2[mm]×2[mm]
的棒状构件。如图12和图14所示，在该光入射面5b（与导光板81相反一侧的面）
中，形成有半球状的凸形状（以下称作凸透镜形状。）的微小光学元件17，该微小光
学元件17用于使在导光元件5内传播的光线61朝向光出射面5c的方向（+X轴方向）
射出。
从导光元件5的光入射面5a入射到光线61在导光元件5与空气层的界面处全反
射，由此在导光元件5内反复反射并在Y轴方向行进。当光线61入射到微小光学元
件17时，由于该曲面，光线61的行进方向发生变化，产生不满足导光元件5的光出
射面5c（导光板811侧的面）与空气层的界面处的全反射条件的情况。不满足该全
反射条件的光线61作为照明光62，从导光元件5的光出射面5c朝向导光板811的
光入射面811a射出。
配置密度是每单位面积中微小光学元件17占有的面积的比例。可以通过改变每
单位面积中微小光学元件17的个数来调整配置密度。此外，也可以通过改变每单位
面积中微小光学元件17的大小（1个微小光学元件的面积）来调整配置密度。由此，
可以控制从导光元件5射出的照明光62的Y轴方向的空间亮度分布。
作为微小光学元件17的具体例，可以采用例如其表面的曲率约为0.15[mm]、最
大高度约为0.005[mm]、折射率约为1.49的凸透镜形状的微小光学元件17。另外，
导光元件5和微小光学元件17的材质可以是丙烯树脂。但是，导光元件5和微小光
学元件17的材质不限定于丙烯树脂。只要是光的透射率好的、成形加工性优异的材
质，导光元件5和微小光学元件17的材质也可以使用聚碳酸酯树脂等其他树脂材料
来代替丙烯树脂。或者，导光元件5和微小光学元件17的材质也可以使用玻璃材料
来代替丙烯树脂。
导光元件5具有微小光学元件17的配置密度相对于光线61的行进方向（图12
中的+Y轴方向）的位置而变化的构造。微小光学元件17设置在导光元件5的光入射
面5b的上方。光入射面5b的上方是指从导光元件5的光入射面5a的附近到与光入
射面5a相对的一侧的端面位置为止的区域。微小光学元件17的配置密度构成为从光
入射面5a从稀疏向密集连续地变化。即，微小光学元件17的配置密度构成为，从光
入射面5a朝向与光入射面5a相对一侧的端面方向，从稀疏向密集逐渐地或者连续地
变化。
从光入射面5a入射到导光元件5内的光线61通过微小光学元件17逐渐向导光
板811的方向射出。因此，光线61随着在Y轴方向上前进，导光元件5内的光量减
少。但是，如图14所示，微小光学元件17的配置密度随着在Y轴方向上前进，变
得密集。因此，相对于在导光元件5内传播的光线61的光量，入射到微小光学元件
17的光量的比例增加。结果，从导光元件5的光出射面5c朝向导光板811射出的照
明光62成为在Y轴方向的空间亮度分布均匀、与光传播方向垂直的截面形状为线状
的光（与从线状光源射出的光同样的光）。光出射面5c是与导光板811相对的面。
从微小光学元件17射出的照明光62的慢轴方向的发散角较小。慢轴方向是Z
轴方向的轴。这是因为，从光源6射出的发散角较小的光线61在导光元件5内反射
并前进，因此，维持了射出光源6时的发散角。此外，还因为，入射到微小光学元件
17的光虽然改变行进方向，但其发散角基本不发生变化。由此，当发散角较小的照
明光62入射到导光板811内时，入射到设置于导光板811的背面的光扩散反射部812
的光的比例变少。因此，导光板811对照明光62的光取出效率降低。此外，照明光
62入射到光扩散反射部812的位置在空间上不均匀。因此，产生从导光板811射出
的光的X-Y平面的空间亮度分布变得不均匀这样的问题。此外，在实施方式4中，
是多个光源6、10共用导光板811的结构。因此，入射到导光板811内的光的特性几
乎相同，由此，可以抑制色相不均。即，优选照明光62的发散角较大。
在实施方式4中，从导光元件5射出的照明光62透射在导光元件5的光出射面
5c上设置的微小光学元件850。由此，照明光62的导光板811的厚度方向（慢轴方
向）的发散角变大。发散角变大的照明光62从光出射面5c朝向导光板811的光入射
面811a射出。微小光学元件850在X-Z平面中具有曲率，照明光62的X-Z平面上
的发散角变大。由此，导光板811对照明光62的光取出效率提高。而且，由此，得
到背光单元100的高亮度化的效果。此外，可以得到低消耗功率化的效果。此外，还
可以消除从导光板811朝向液晶显示元件1射出的照明光810的面内的空间亮度分布
的均匀化的问题。此外，还消除了光源6的光与光源10的光的混色产生的色相不均
的问题。
在实施方式4中，微小光学元件850仅在X-Z平面内具有曲率，并构造为多个
微小光学元件850在Z轴方向上排列。但是，本发明不限于此。只要同时满足以下两
个条件，也可以采用其他的构造作为微小光学元件850的构造。第1条件是从微小光
学元件17射出的光的发散角增大这一条件。第1条件与向导光板811入射的光的入
射角度增大是同等的。第2条件是相对于在导光板811内传播的照明光62的光行进
方向（X轴方向），将光线转换为在导光板811的厚度方向（Z轴方向）对称的角度
亮度分布这一条件。例如，可以是在导光元件5的X-Z截面中，在Z轴方向排列多
个具有斜面部的三角形状的棱镜的构造。此外，不限于仅在1维方向（Z轴方向）上
排列微小光学元件（例如，微小光学元件850）的构造，也可以构成为具有在2维方
向（Z轴方向和Y轴方向）上排列微小光学元件的构造。但是，在照明光62中，光
在导光板811的厚度方向上扩散的效果是占主导地位的，因此，具有仅在1维方向（Z
轴方向）上排列微小光学元件的构造，能够以简单的构造高效地得到效果。
此外，在实施方式4中，在光出射面5c上具有微小光学元件850。但是，本发
明不限于此。出于扩大从光源6射出的光线61的发散角的目的，微小光学元件850
也可以具有光线61或照明光62在入射到导光板811内之前透射的其他的面。在实施
方式4中，例如，也可以采用在导光元件5的光入射面5a或在导光板811的光入射
面811a具有微小光学元件850的结构。
另一方面，光源10射出绿色和蓝色（以下，称作蓝绿色。）的光线871，以便通
过与从光源6射出的红色的照明光62的混色生成白色。具体而言，构成光源10的发
光元件10a、10b、10c、10d是在具有蓝色的单色LED的外壳中填充吸收该蓝色光并
发出绿色光的绿色荧光体。光源10是将这些多个蓝绿色LED在Y轴方向上密集地
排列而构成的。由蓝绿色LED构成的发光元件10a、10b、10c、10d在450[nm]附近
与530[nm]附近具有峰值。而且，发光元件10a、10b、10c、10d射出在从420[nm]到
580[nm]的频带具有连续光谱的蓝绿色的光线871。即，可以采用例如通过激发光源
与荧光体的组合来发出蓝绿色光的光源，作为构成光源10的发光元件。在构成光源
10的发光元件中，除使用蓝色光激发上述绿色荧光体从而发出蓝绿色光的结构外，
也可以采用使用紫外光激发蓝色和绿色的荧光体从而发出蓝绿色光的结构。此外，在
构成光源10的发光元件中，除上述LED以外，还可以采用荧光灯。另外，光源6是
第1光源，光源10是第2光源。
在实施方式4的光源10中使用的LED光源具有较大的发散角。因此，如实施方
式4的光源10那样，从在1维（Y轴方向）排列的多个光源射出的光线871在透射
导光元件5时，因自身的发散角与从邻近的光源射出的光线871在空间上重合。此外，
由于在导光元件5上设置的微小光学元件17具有曲率，因此，入射到微小光学元件
17的光线871通过光扩散作用，得到在空间上被均匀化的效果。
当从邻近配置的光源射出的多个光线在空间上重合时，它们的分布被平均化，成
为在光源的排列方向上均匀的空间亮度分布。因此，即便是具有单一但不均匀的空间
亮度分布的光线，通过使多个光重合，也可以使它们的分布平均化，产生在光源的排
列方向上空间亮度分布均匀的、与光传播方向垂直的截面形状为线状的光（与从线状
光源射出的光同样的光）。
导光元件5与导光板811的光入射面811a相对配置。从光源6射出的红色的照
明光62和从光源10射出的蓝绿色的光线871分别从导光元件5的光出射面5c朝向
导光板811射出，成为与光传播方向垂直的截面形状为线状的光（与从线状光源射出
的光同样的光）。由此，通过控制部51单独对各光源驱动部53a、53b进行控制（光
源控制信号56a、56b），调整从光源6射出的红色的照明光62的亮度与从光源10射
出的蓝绿色的光线871的亮度的比例。由此，导光元件5作为白色的线状光源发挥作
用。光入射面811a是导光板811的X轴方向的面。
在实施方式4中，将导光元件5设为端面的2条边的长度为2[mm]×2[mm]的四
边形，为棒状构件。但是，本发明不限于此。根据与导光板811的光耦合效率的方面，
要求导光元件5的Z轴方向的厚度至少比导光板811的厚度薄。此外，从液晶显示装
置的薄型化和轻量化，以及多次反射次数的增加产生的光（光线61）的利用效率提
高这点来看，优选采用X轴方向的厚度小的导光元件5。特别地，因为激光光源是发
光面面积小且指向性高的光源，所以，即便对厚度小的导光元件5也能得到较高的光
耦合效率。但是，此时，还需要考虑使导光元件5的厚度薄型化导致的刚性下降的问
题等。
导光板811由例如透明构件形成。此外，导光板811是例如厚度为4[mm]的板状
构件。导光板811在背面具有用于使从导光元件5射出的照明光62和光线871朝向
液晶显示元件1的背面1b射出的光扩散反射部812。光扩散反射部812可以通过例
如将白色墨水等光扩散反射材料以点状印刷在导光板811的背面而构成。此时，将以
点状印刷的光扩散反射材的密度设为在导光元件5的光入射面811a附近稀疏，随着
远离导光元件5而变得密集的分布。由此，可以使从导光板811射出的照明光810的
X-Y平面的空间亮度分布均匀。
另外，从导光板811朝向液晶显示元件1射出的照明光810，存在由于之后的光
学片31、32等而向-Z轴方向反射的情况。为了实现高亮度化和低消耗功率化，需要
再次将这些光作为液晶显示元件1的照明光进行利用。为此，背光装置303在-Z轴
方向侧具有光反射片15。
此外，针对实施方式4的导光板811的光扩散反射部812，以反射上述那样的光
线的点状的印刷作为具体例进行了示出。但是，不限于扩散型反射构造，例如，透镜
形状的凹凸形状或波型形状的折射型反射构造也可以得到同样的效果。因此，光扩散
反射部812不仅包含扩散型反射构造，还包含折射型反射构造。
此外，在实施方式4中，采用激光光源作为光源6，但本发明不限于此。本发明
对激光光源的那样发光面积小、具有发散角，并且从每单位发光面积输出的光量较大
的任何光源都是有效的。例如，通过将从每单位面积输出的光量较大的单色的LED
光源应用于光源6，也能得到以紧凑的结构获得具有均匀的空间亮度分布的、与光传
播方向垂直的截面形状为线状的光（与从线状光源射出的光同样的光）这样的效果。
另一方面，光源10是发散角大，并且从每单位面积输出的光量比光源6小的光源。
通过应用实施方式4，即便同时使用具有上述不同特性的光源6和光源10，也可以产
生没有色相不均的面状光源。
实施方式4的液晶显示装置800具有红色的激光和蓝绿色LED。蓝绿色LED由
蓝色的单色LED和吸收蓝色光而发出绿色光的绿色荧光体构成。采用单色性优异的
激光作为背光装置的光源，由此，相比于采用了单色LED或多色LED的情况，能够
提高显示颜色的颜色纯度。因此，采用激光作为光源的液晶显示装置800相比于采用
其他光源的液晶显示装置，可以表现鲜艳的色彩。此外，激光与单色LED相比是高
输出。此外，激光在流过高电流时的电光转换效率较高。因此，液晶显示装置800
可以实现小型、高输出以及低消耗功率。
特别地，实施方式4的液晶显示装置800中红色采用激光。理由如下。
第1理由是，在广泛用于现有的背光装置中的白色LED的情况下，红色域的光
的能量较少。特别地，红色域的光中作为纯红优选的630～640[nm]的光的比例非常
少。因此，当要在该波长区域中提高颜色纯度时，滤色片的透射光量极度下降，发生
亮度显著下降这样的问题。这是因为，为了提高颜色纯度，使液晶显示元件1具有的
滤色片的波长宽度变窄。即，这是因为，透射滤色片的光的波长宽度变窄，由此光量
减少。
第2理由是红色是人对色差的感度较高的色。例如，与白色LED相比，波长带
宽窄的红色的单色LED的波长带宽为几十nm左右。与此相对，红色的激光的波长
带宽仅为数nm左右。在人的视觉中，更能感觉到红色下的该波长带宽的显著的差。
波长带宽的差是颜色纯度的差。
因此，将三基色中的红色的光置换为激光，对低消耗功率化很有效，此外，对提
高颜色纯度也很有效。根据这些理由，在实施方式4的液晶显示装置800中，对红色
的光源应用激光。
此外，以往，在使用了白色LED或波长带宽较宽的红色的单色LED的情况下，
红色光的一部分通过光谱邻接的绿色滤色片，由此，也使绿色的颜色纯度下降。此处，
白色LED是具有从蓝色到红色的连续光谱的LED。然而，在实施方式4的液晶显示
装置800中，由于红色的颜色纯度增加，因此透射绿色滤光片的红色的光量减少。因
此，液晶显示装置800可以提高绿色的颜色纯度。
此外，在液晶显示装置800中，通过蓝绿色LED生成蓝色光和绿色光，其中，
该蓝绿色LED具有蓝色的单色LED和吸收蓝色光而发出绿色光的荧光体。关于绿色，
也考虑采用发出绿色光的单色LED或单色激光器。但是，这些LED或激光器在可以
应用于显示器的简单小型的光源中，与使用了荧光体的多色LED相比，在低消耗功
率和高输出化的方面处于劣势。此处，为了装置的简单化、小型化以及低消耗功率化，
实施方式4的液晶显示装置800构成为，绿色光使用荧光体而不是LED或激光器等
发光元件。
在实施方式4中，蓝色的单色LED发出蓝色光，并且，激发绿色荧光体。为了
进一步扩大颜色再现范围，采用蓝色的激光器来代替蓝色的单色LED也是有效的。
然而，如实施方式4的光源10那样，构成为通过蓝色的发光元件来激发荧光体从而
得到其他颜色的光。在这种结构中，相比于激光更优选采用LED作为蓝色的发光元
件。下面叙述理由。
LED是低电流驱动且低输出，与此相对，激光器是高电流驱动且高输出。因此，
来自驱动时的激光器的发热量非常大。此外，从LED射出的光具有较大的发散角，
与此相对，从激光器射出的光具有非常窄的发散角。因此，激光的情况下，入射到荧
光体的激发光的强度密度（入射到荧光体的每单位体积的光的强度）非常高。入射到
荧光体并被吸收的光，一部分被转换为其他波长并放射到外部。而其他的光主要变为
热能。通常，荧光体的内部转换效率（被转换为其他波长的光的光量与被吸收的光量
之比）为40％到80％左右。即，同时产生的热能达到入射的光能量的20％到60％。
因此，在入射了高输出且光强度密度高的激光的情况下，荧光体的发热量变得非常大。
当具有荧光体的激光器的发热量增加时，荧光体的温度上升。此外，当吸收蓝色
光的荧光体自身的发热量增加时，荧光体的温度上升。当荧光体的温度上升时，荧光
体的内部转换效率大幅下降。因此，发生亮度下降和消耗功率增加这样的问题。因此，
优选实施方式4中的光源10采用蓝绿色LED，该蓝绿色LED具有蓝色的LED和吸
收该蓝色光被激发发出从而发出绿色光的荧光体。
如上所述，实施方式4的液晶显示装置800构成为，以低消耗功率高效地扩大颜
色再现范围。即，三基色的光源中仅红色采用激光器。蓝色和绿色采用蓝绿色LED。
蓝绿色LED具有蓝色的单色LED和吸收该蓝色光而发出绿色光的荧光体。由此，与
以往的液晶显示装置相比，能够提供以简单且廉价的结构，以低消耗功率实现较大颜
色再现范围的液晶显示装置。以往的液晶显示装置是采用了白色LED的液晶显示装
置，是采用了三基色的单色LED的液晶显示装置和采用了三基色的单色激光的液晶
显示装置等。
如实施方式4的液晶显示装置800那样，采用单色性优异的激光光源作为背光单
元的光源，由此能够提高显示颜色的颜色纯度。结果，可以得到相比于采用了以往广
泛使用的荧光灯或LED作为光源的情况更能表现鲜艳的色彩的液晶显示装置。
在实施方式4的液晶显示装置800中构成为，在光源6中应用单色的红色激光光
源，在光源10中应用发出蓝色和绿色的混色的光的光源。如前述那样，在利用了黄
色荧光体的白色LED中，尤其红色域的发光光谱的能量较少。此外，红色是人对色
差的感度较高的颜色。
另外，在实施方式4中，采用在640[nm]中具有峰值波长的红色激光光源作为光
源6。但是，本发明不限于此。例如，也可以采用出射波长不同的红色的光线的激光
光源。或者，也可以采用射出蓝色或绿色的光线的可视单色光的激光光源。例如，采
用发出单色性比较优异的单色光的LED作为光源6也是有效的。但是，为了得到更
大的颜色再现区域，优选尽量采用波长宽度短的激光光源，以对颜色再现区域的扩大
有好的效果。波长宽度短的激光光源是单色性优异的激光光源。另外，在实施方式4
中，采用单色光源作为光源6，采用对光源6出射补色的光的光源10。即，通过光源
6和光源10产生白色的光。此处，光源6是第1光源。并且，光源10是第2光源。
一般而言，在光源6中可以使用荧光灯或LED。但是，在将液晶显示元件1具
有的彩色滤光片的透射波长范围设定为较窄从而提高颜色纯度的情况下，彩色滤光片
导致的光损耗增加，图像的亮度下降。另一方面，在实施方式4中，提高光源6的单
色性从而提高颜色纯度，因此，彩色滤光片的光损耗减少。即，能够抑制图像的亮度
的下降。而且，液晶显示装置800可以实现低消耗功率。此外，能够提高图像的颜色
纯度。
此外，也可以考虑采用红色的单色LED作为光源6。但是，相比于单色的LED
光源，激光光源的单色性优异。因此，显示装置800能够提供更鲜艳的图像。此外，
激光光源可以低消耗功率驱动。而且，由于其指向性高，可以提高向导光元件5的耦
合效率。因此，液晶显示装置800具有实现了低消耗功率化这样的优点。此外，液晶
显示装置800具有实现了高亮度化这样的优点。
此外，根据实施方式4，例如，控制部51单独对各光源驱动部53a、53b进行控
制，可以调整从第1光源6射出的红色的照明光62的亮度与从光源10射出的蓝绿色
的光线871的亮度的比例。因此，控制部51可以根据各视频信号54所需要的各颜色
的亮度的比例来调整各光源的发光量。由此，液晶显示装置800可以实现低消耗功率
化。
实施方式4的背光装置303具有发散角和发光量不同的多个种类的光源。即便在
这种情况下，通过在导光板811的侧面具有导光元件5的简单且小型的结构，也能够
将从各光源射出的光的亮度分布均匀化，高效地混合多个种类的光。因此，即便在多
个种类的光源射出彼此不同的颜色的光的情况下，也能够提供可以显示抑制了色相不
均的良好图像的液晶显示装置。此外，根据实施方式4，由于可以采用激光等单色光
源作为光源，因此，可以提供能够显示颜色再现范围较大的鲜艳的图像的液晶显示装
置。
在实施方式4中，对导光元件5配置在Y轴方向即导光板811的长边方向的结
构进行了说明。但是，不限于此。通过设计在导光板811的背面配置的光扩散反射部
812，即便配置在导光板811的短边侧也能得到同样的效果。
此外，在实施方式4中，以从光入射面5a向Y轴方向射出光线61的方式配置
光源6。光入射面5a是由导光元件5的两个短边构成的端面。但是，如图16所示，
可以将光源6与光源10在Y轴方向排列设置。使用棱镜851等具有使光折射的效果
的光学元件，将从光源6向+X方向射出的光线61导入到导光元件5的光入射面5a。
此外，也可以构成为，对导光元件5的端面进行加工，形成反射面等，将从光源6
射出的光线61的行进方向变更为Y轴方向。
此外，在实施方式4中，将微小光学元件17设为凸透镜形状。但是，本发明不
限于此。只要具有将在导光元件5内向Y轴方向行进的光线61向X轴方向折射，并
朝向导光板811的光入射面811a射出的构造，也可以是其他的形状。例如，也可以
采用由棱镜形状构成微小光学元件。此外，也可以采用由随机的凹凸形态构成的微小
光学元件。
但是，凸透镜形状为透明的构造，可以折射光线。此外，与棱镜等构造相比是简
单的形状。因此，凸透镜形状具有容易制作这样的优点。此外，凸透镜形状即便在导
光元件5变长的情况下，也可以通过印刷而制作，因此，能够容易地对应。此外，喷
砂等产生的随机的凹凸形状也可以使光线向Z轴方向折射。但是，凸透镜形状的情况
下，可以是凸形状的设计。因此，具有作为线状光源的均匀的空间亮度分布的设计容
易这样的优点。
此外，根据实施方式4，激光光线（光线61）在导光元件5内和导光板811内多
次反射并进行传播。由此，可以得到降低了以往使用相干性高的激光光源的图像显示
装置中的光斑噪声这样的效果。
实施方式5．
图17是示意地示出本发明的实施方式5的液晶显示装置（透射型液晶显示装置）
801的结构的图。实施方式5的液晶显示装置801与实施方式4的液晶显示装置800
的不同点在于，有两个第1光源即光源6，并与由导光元件85的两个短边构成的两
个端面相对地配置。另外，导光板811在液晶显示元件1的-Z轴方向上配置。除上
述不同点外，实施方式5的液晶显示装置801基本上与实施方式4的液晶显示装置
800相同。在图17中，对与在实施方式4中说明的液晶显示装置800的结构要素相
同或对应的结构要素标注相同的标号。
图18是示意地示出本发明的实施方式5的导光元件85的结构的图，是从光入射
面85b侧观察导光元件85的图。光入射面85b是来自光源10的光线871入射的一侧
的第2光入射面。导光元件85与实施方式4所示的导光元件5同样，由透明材料构
成。此外，导光元件85与实施方式4所示的导光元件5同样，是棒状构件。在光入
射面85b上具有光学元件即微小光学元件17。光入射面85b是与导光板811相对地
光出射面85c的相反一侧的面。光入射面85b是第2光入射面。
导光元件85的光入射面85a、85d具有微小光学元件85e。微小光学元件85e为
在Y-Z截面中在Z轴方向上排列三角形状的多个棱镜的构造。从光源6a、6b射出的
光线61透射微小光学元件85e。此时，集中在光线61的发散角的角度中心的光被转
化为相对于发散角的角度中心具有较大角度的光。光线61透射微小光学元件85e，
由此在Y-Z平面上具有较大的角度亮度分布。较大的角度亮度分布的光线61经由光
学元件15，作为照明光62入射到导光板811内。照明光62在导光板811的厚度方
向上具有较大的发散角。因此，导光板811对照明光62的光取出效率提高。可以得
到液晶显示装置801和液晶显示装置801具有的背光单元的高亮度化这样的效果。此
外，还能得到液晶显示装置801和液晶显示装置801具有的背光单元的低消耗功率化
这样的效果。此外，照明光62经由导光板811而生成的面状的光的面内的空间亮度
分布被均匀化。由此，可以讲从照明光62和光源10射出的光线871混合而不会出现
不均。因此，液晶显示装置801可以抑制色相不均，并提供良好图像质量。能够采用
该微小光学元件85e作为实施方式4的图12和图16所示的导光元件5。
微小光学元件17的配置密度根据从光源6a、6b射出的光线61的行进方向（图
17和图18中的Y轴方向）的位置而变化。具体而言，从导光元件85的光入射面85a
和光入射面85d的附近朝向导光元件85的Y轴方向的中心位置，从稀疏向密集连续
地变化。光源6a、6b是第1光源。光入射面85a是第1光入射面。光入射面85d是
第3光入射面。
从光源6a、6b射出的红色的光线61分别在导光元件85内全反射并进行传播。
从多个发光元件10a、10b、10c、10d发出的蓝绿色的光线871从导光元件85的光入
射面85b入射到导光元件85内。光线871在透射微小光学元件17时分散。而且，光
线871与从光源6a、6b射出的红色的照明光62混合。然后，照明光62和光线871
从导光元件85的光出射面85c朝向导光板811射出。
从光入射面85a、85d入射到导光元件85内的光线61通过微小光学元件17逐渐
向朝向导光板811的方向射出。因此，导光元件85内的光量随着靠近Y轴方向的中
心位置而减少。但是，微小光学元件17的配置密度随着靠近导光元件85的Y轴方
向的中心位置而变得密集。因此，相对于在导光元件85内传播的光线61的光量，入
射到微小光学元件17的光量的比例增加。结果，从导光元件85的光出射面15c朝向
导光板811射出的红色的照明光62，成为Y轴方向的空间亮度分布均匀的，即与光
传播方向垂直的截面形状为线状的光（与从线状光源射出的光同样的光）。
另一方面，射出蓝绿色的光线871的光源10是与实施方式4的光源10同样的结
构。因此，构成光源10的发光元件与光源6a、6b不同，是发散角大的发光元件。即，
即便光线871仅透射导光元件85，也与从光源6a、6b射出的红色的光线61（照明光
62）同样，成为Y轴方向的空间亮度分布均匀的、与光传播方向垂直的截面形状为
线状的光（与从线状光源射出的光同样的光）。
导光元件85与导光板811的光入射面811a相对配置。照明光62和光线871分
别成为与光传播方向垂直的截面形状为线状的光（与从线状光源射出的光同样的光），
并从导光元件85的光出射面85c射出到导光板811。此处，照明光62是从光源6a、
6b射出的红色的光（光线61）。此外，光线871是从光源10射出的蓝绿色的光（光
线871）。控制部51单独对各光源驱动部53a、53b进行控制，调整从光源6射出的
红色的光线61的亮度与从光源10射出的蓝绿色的光线871的亮度的比例。导光元件
85作为白色的线状光源发挥作用。光入射面811a是导光板811的-X轴方向的端面。
此外，光出射面85c是与导光板811相对的面。
另外，实施方式5的液晶显示装置801中的其他的结构与实施方式4的液晶显示
装置800的结构相同。其他的结构包括液晶显示元件1、第1光学片31、第2光学片
32、导光板811以及光反射片15。此外，在实施方式5中，可以采用实施方式4的
图16所示的棱镜851等具有使光折射的效果的光学元件。
通常，随着液晶显示装置的画面尺寸增大，要求背光单元射出更多光量的照明光。
为了维持白平衡，并增加从背光单元射出的照明光的光量，通常，需要增加各个光源
的发光强度，或者增加光源的数量。但是，将光源排列在四棱柱状的导光元件的同一
个光入射面85a上使光线入射是很困难的。这是因为，为了使指向性高的光线61在
较短的光学距离反射，所以需要缩短导光元件的X轴方向的边的长度。此外，还因
为，为了提高光效率，Z轴方向的边的长度需要比导光板811的厚度薄，不能设为较
长。因此，存在难于增加光源数量这样的问题。
根据实施方式5，能够在导光元件85的两端的光入射面85a、85d上配置光源6a、
6b。由此，根据实施方式5，可以在1个导光元件85上设置两个光源6a、6b，因此，
即便在液晶的尺寸增大的情况下，也能确保白平衡，同时，作为背光单元得到足够的
光量。
实施方式6．
图19是示意地示出本发明的实施方式6的液晶显示装置（透射型液晶显示装置）
802的结构的图。实施方式6的液晶显示装置802与实施方式5的液晶显示装置801
的不同点在于，两个导光元件85与作为第1光源的光源6a、6b或光源6c、6d和作
为第2光源的光学元件（光源）10a、10b、10c、10d及光学元件（光源）10e、10f、
10g、10h一起，隔着液晶显示元件1相对配置。除这点外，实施方式6的液晶显示
装置802基本上与实施方式5的液晶显示装置801相同。在图19中，对与在实施方
式5中说明的液晶显示装置801的结构要素相同或对应的结构要素标注相同的标号。
如图19所示，两个导光元件85以从X轴方向的两侧夹住导光板811的方式配
置。另外，导光板811在液晶显示元件1的-Z轴方向上配置。光源6a、6c以与不同
的导光元件85的光入射面85a相对的方式，在一个光入射面85a上配置1个。光源
6b、6d以与不同的导光元件85的光入射面85d相对的方式，在一个光入射面85d上
配置1个。换言之，4个光源6a、6b、6c、6d以与光入射面85a、85d相对的方式，
在一个光入射面85a、15d上各配置1个。光入射面85a、85d由导光元件85的两个
短边形成。
在导光板811的-X轴方向上配置的导光元件85的-X轴方向上，与光入射面85b
相对地配置有多个发光元件10a、10b、10c、10d。此外，在导光板811的+X轴方向
上配置的导光元件85的+X轴方向上，与光入射面85b相对地配置有多个发光元件
10e、10f、10g、10h。
从光源6a、6b、6c、6d射出的光线61在导光元件85中传播。入射到微小光学
元件17的光线61向导光板811的方向折射，作为照明光62从光出射面85c朝向导
光板811射出。另一方面，从发光元件10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h
射出的光线871从导光元件85的光入射面85b入射，从光出射面85c朝向导光板811
射出。
根据实施方式6，能够配置4个光源6a、6b、6c、6d，因此，能够配置4倍于实
施方式4的光源。此外，根据实施方式6，能够配置2倍于实施方式5的光源。因此，
实施方式6对液晶显示装置802和液晶显示装置802具有的背光单元的高亮度化是有
效。
实施方式6中的导光板811由透明构件形成。此外，导光板811是例如厚度为
4[mm]的板状构件。导光板811具有光扩散反射部812，该光扩散反射部812用于使
从在导光板811的背面配置的光源6a、6b、6c、6d和发光元件10a、10b、10c、10d、
10e、10f、10g、10h射出的光线61、871朝向液晶显示元件1的背面1b射出。如图
20所示，光扩散反射部812通过例如将扩散反射材料以点状印刷在导光板811的背
面而构成。此时，将印刷为点状的扩散反射材料的密度设为在光入射面811a的附近
稀疏，随着离开两个导光元件85并靠近导光板811的X轴方向的中心而变得密集的
分布。光入射面811a是从两个导光元件85射出的照明光62和光线871入射的端面。
由此，可以使从导光板811射出的照明光810的X-Y平面的面内的空间亮度分布均
匀。此处，照明光810是由照明光62和光线871混合得到的光线809而得到的照明
光。
另外，在实施方式6中，其他的结构与实施方式5所示的液晶显示装置801相同。
其他的结构包括液晶显示元件1、第1光学片31、第2光学片32、导光板811以及
光反射片15。此外，在实施方式6中，可以采用实施方式4的图16所示的棱镜851
等具有使光折射的效果的光学元件。
实施方式6的背光单元可以具有包含激光光源的更多的光源。此外，即便在液晶
显示元件1的尺寸变大的情况下，实施方式6的背光单元也能确保白平衡。此外，实
施方式6的背光单元可以得到足够的光量。因此，实施方式6的背光单元对液晶显示
装置802的图像显示面的高亮度化是有效的。此外，实施方式6的背光单元对背光单
元的光出射面的高亮度化是有效的。
另外，虽然没有特别图示并进行说明，但是，可以以与导光板全部的4个边相对
的方式配置4个导光元件85。例如，将涂在导光板811的背面的扩散反射材的密度
设为，随着从导光板811的各边朝向中心，从稀疏变为密集的分布。由此，能够得到
在确保白平衡的同时，可以放射更多光量的背光单元。
另外，在上述各实施方式中，存在使用了“平行”或“垂直”等示出部件间的位
置关系或部件的形状的用语的情况。此外，在上述各实施方式中，存在使用了带有大
致正方形、大致90度以及大致平行等“大致”或“几乎”等用语的表现的情况。这
些表示包含考虑了制造上的公差和组装上的误差等的范围。因此，即便在权利要求书
中没有记载“大致”的情况下，也包含考虑了制造上的公差和组装上的误差等的范围。
此外，在权利要求书记载了“大致”的情况下，表示市场包含考虑了制造上的公差和
组装上的误差等的范围。
产业上的可用性
如上所述，本发明对面内的空间亮度分布均匀的液晶显示装置和背光单元是有用
的，可以实现高图像质量、美观的液晶显示装置。
标号说明
1：液晶显示元件；1a：显示面；1b：背面；15：光反射片；2、7：第1背光单
元；3、4：第2背光单元；31、32：光学片；5、85：导光元件；5a、5b、85a、85b、
85d、811a：光入射面；5c、85c：光出射面；100、600、700、800、801、802：液晶
显示装置；200a、200b、77a、77b：面状激光光源部；300、301、302、303：背光装
置；6、6a、6b、6c、6d、10、20a、20b、70a、70b：光源（发光元件）；12、812：
光扩散反射部；13：入射光；14、33a、33b、37a、37b、810、62：照明光；21a、21b、
11、71a、71b、811：导光板；22a、22b、72a、72b：光（射出光）；61、809、871：
光线；23a、23b、73a、73b：端面；24a、24b、74a、74b：背面；25a、25b、75a、
75b、85e、850、17：微小光学元件；851：棱镜；26a、26b、76a、76b：光传播部；
27a、27b、78a、78b：光学元件部；51：控制部；52：液晶显示元件驱动部；53a、
53b：光源驱动部；54：视频信号；55：液晶显示元件控制信号；56a、56b：光源控
制信号；80p、81p：激光；80、81：激光发光元件；40、41、42、43、44、45、80q、
81q、82q：亮度分布。