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1. WO2008056600 - LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE

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明 細書

液晶表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、レーザ光源からのレーザ光を複数の表示パネルに供給する小型の液晶 表示装置に関する。

背景技術

[0002] 液晶表示装置(以下、「LCD」と呼ぶ。)は、パーソナルコンピュータ用のディスプレ ィ装置をはじめとして、小型の携帯用ディスプレイとしての応用が広がっている。この ような携帯型の液晶表示装置としては、例えば特許文献 1に示されている。特許文献 1によると第 1液晶パネルおよび第 1ケースを有する第 1液晶表示部と、第 2液晶パネ ルおよび第 2ケースを有する第 2液晶表示部と、第 1ケースと第 2ケースを回転可能に 支持するヒンジを備えた表示装置が示されている。特許文献 1にはさらに、ヒンジ部に より接続された開閉可能な 2枚の液晶表示部に、ヒンジ部に配置した光源力光を供 給する構成の表示装置が示されて!/、る。

[0003] このような液晶表示装置の光源としては冷陰極蛍光管を利用するものが多かった。

しかしながら、冷陰極蛍光管方式の場合には、光源を含む光学系が大きくなる、冷陰 極蛍光管から発生する熱により液晶表示装置の表示性能が劣化する等の問題を有 している。

[0004] さらに、近年、テレビ受像機としての需要の増大により、 LCDにはさらに高画質化が 要求されており、このため、光源として発光ダイオード(以下、「LED」と呼ぶ。)等を 用いることが検討されている。

[0005] 発熱による影響を避けるために、例えば冷陰極蛍光管を有する光源と、面状光源 を構成する断面が楔形の第 1の導光体と、その端面部に設置されて第 1の導光体に 照明光を供給するための第 2の導光体と、光源と第 2の導光体を結ぶ光ファイバ一と 力もなるバックライトで照明される液晶表示装置が示されている(例えば、特許文献 2 参照)。このように従来構成とは異なり、冷陰極蛍光管と第 1の導光体との間を光ファ ィバーで接続することにより、冷陰極蛍光管からの発熱の影響や高周波電圧の印加 で生じるノイズを防止してレ、る。

[0006] また、 LEDのような点光源を用いても導光板内の無効領域を低減して装置の小型 化と軽量化を実現するために、断面が楔形状の導光板を用いた面状光源装置も示さ れている(例えば、特許文献 3参照)。このような LEDを用いた面状光源装置は冷陰 極蛍光管を用いたものに比べて、色の再現性が良好で、高画質を得ることができる。

[0007] さらに、少量の LEDを用いて、発光する面における輝度を均一にできる面状光源 装置として、 LEDに接続された 1本の光導波路を導光板の裏面に蛇行させて配置す る構造も示されてレ、る(例えば、特許文献 4参照)。

[0008] また、赤色(R)光、青色(B)光および緑色(G)光の LEDのみでなぐさらに他の色 を発光する LEDを用いて、より高画質を実現する面状光源装置も実用化されている 。さらに、 LEDの一部を半導体レーザ素子で置き換えた面状光源装置も検討されて いる。半導体レーザ素子は、 LEDに比べて、高輝度、高出力であり、駆動電力の低 減や高画質化が可能であることによる。

[0009] 一方、多数の液晶パネルを平面的に並べて大画面またはマルチ画面を構成する マルチパネル LCDも種々の構成が開発され、実用化されている。例えば、複数の液 晶表示パネルユニットをタイル状に配置し、この裏面側に複数の液晶表示パネルュ ニットを跨ぐように直線状の蛍光ランプを並べて面状光源装置としたマルチパネル L CDも示されて!/、る (例えば、特許文献 5参照)。

[0010] しかしながら、特許文献 1には、光源にレーザを用いることについては全く開示も示 唆もない。このため、高輝度化が可能なレーザで実現できる薄膜化、省スペース化が 実現できず。低消費電力による電池の長寿命化も達成できない。また、特許文献 1で 示されて!/、る構成では、第 1液晶表示部および第 2液晶表示部にそれぞれ液晶パネ ルを照射するための光源が必要である。複数の光源とそれに伴う複数の光学系を必 要とするためコストが高くなり、さらに大きなスペースが必要となる。

[0011] 特許文献 2で示されている構成では、液晶パネルをつなぐヒンジ部に蛍光管を備え ている。しかしながら、蛍光管を含む光学系の大型化によって、ヒンジ部の体積増大 、液晶表示装置自体の厚みの増大が回避できな!/、と!/、う課題がある。

[0012] 特許文献 3は、液晶表示装置とは別置き構成の光源を備えて!/、るが、液晶表示パ ネルを複数利用して小型構成とすることについてはまったく開示も示唆もない。また、 特許文献 4についても、 LEDを用いて、均一で、かつ高輝度の面状光源装置を実現 し、液晶表示装置に用いる構成は示されているが、これらにおいても液晶表示パネ ルを複数用い、携帯用時に小型化する構成とすることについては同様にまったく開 示も示唆もない。

[0013] 一方、特許文献 5では、複数の液晶表示パネルをユニット化して組み合わせ、大画 面の液晶表示装置としている力この例では液晶表示パネルユニットの裏面に、これ らの液晶表示パネルユニットに跨るように直線状の蛍光管を並べて面状光源装置と している。このため、蛍光管の長さで大画面化が制限されるだけでなぐ多数の蛍光 管を用いることから蛍光管の寿命により液晶表示装置の輝度ムラや輝度低下を生じ やすぐ長期的な信頼性を保障することが困難になると思われる。また、このような方 式では、省スペース、低消費電力を必要とする携帯型の小型表示装置を実現できな い。

[0014] ところで、テレビ受像機などでは 1枚の液晶表示パネルを用いて大画面化が達成さ れてきているが、携帯型の表示装置を実現するには、小型、薄膜、軽量かつ省スぺ ースな外形を有し、同時に大画面を表示できる機能が望まれている。このような要求 を満たすためには、携帯時は小型、省スペースで、液晶表示時は表示面積が広げる 構成が要求される。このような要求を満足するには液晶表示パネルを折り畳むなど、 携帯時に液晶パネルを省スペース化する構成が必要となる。同時に、装置自体を小 型化、軽量化、薄膜化を実現するために、高輝度の光源による光学系の小型化が必 要となり、モパイル性を実現するため、電池の長寿命化を可能とする低消費電力の 光源が必要不可欠となる。このような要求に対し、従来の LEDや蛍光管を用いた構 成では、光源の輝度が低いため光学系の小型化、薄膜化が実現できない。また、光 学系での利用効率を含めた低消費電力化では、蛍光管、 LEDは、かなり効率が低 いため、比較的大きな画面を表示する場合の低消費電力化が難しい。さらに、 LED や蛍光管を配置する場合には、多数の LEDや蛍光管のそれぞれの発光輝度や寿 命が異なるために液晶表示装置全体としての信頼性を充分保障することができな!/、 という課題があった。

特許文献 1 :特開 2002— 6311号公報

特許文献 2:特開平 11 167808号公報

特許文献 3 :特開 2006— 134661号公報

特許文献 4:特開 2006— 134720号公報

特許文献 5:特表平 9 500461号公報

発明の開示

[0015] 本発明の目的は、複数の液晶表示パネルユニットを接続する接続部を介してレー ザ光源を供給することで、小型、軽量、省スペースで低消費電力の液晶表示装置を 提供することにある。

[0016] 本発明の一局面に従う液晶表示装置は、レーザ光が入射される一方の主面および 前記一方の主面に対向する他方の主面を有する液晶表示パネルユニットと、前記液 晶表示パネルユニットの前記一方の主面側に配置された面状の導光板ユニットとを 有する、複数の表示部と、前記複数の表示部のそれぞれに接続されており、前記複 数の表示部のそれぞれに表示される画像が隣接して表示されるように前記複数の表 示部を配置する接続部と、前記導光板ユニットにレーザ光を供給するレーザ光源とを 備え、前記レーザ光源は、前記接続部にレーザ光を出射し、前記接続部は、前記レ 一ザ光源から出射されるレーザ光を前記複数の表示部のそれぞれの導光板ユニット に供給する。

[0017] 上記の液晶表示装置では、複数の液晶パネルに接続部を介して光を供給する構 造によりレーザ光源からの光を効率よく面状導光板ユニットに供給できる。接続部を 介してレーザ光を供給することで、レーザ光源および光学系の数を少なくでき、小型 化、低コスト化が可能になる。さらにレーザ光源を用いることで、光源の輝度を高める ことが可能となり、微小な光学系、光学部品にも効率良く光りを入出力できるため、光 源を含む光学系、接続部の小型化、導光板ユニットの薄板化、が可能となる。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]図 1Aおよび Bは、本発明の実施の形態 1にかかる液晶表示装置の構成を説明 する概略図で、図 1Aは、その上面図、図 1Bは、その側面図である。

[図 2]図 2Aおよび Bは、本発明の実施の形態 1にかかる液晶表示装置の他の構成を 説明する概略図で、図 2Aは、その上面図、図 2Bは、その側面図である。

園 3]図 3Aおよび Bは、本発明の実施の形態 1にかかる液晶表示装置の構成を説明 する概略図で、図 3Aは、その上面図、図 3Bは、その側面図である。

園 4]図 4Aおよび Bは、本発明の実施の形態 1にかかる液晶表示装置の構成を説明 する概略図で、図 4Aは、その上面図、図 4Bは、その側面図である。

園 5]図 5A〜Cは、本発明の実施の形態 1にかかる液晶表示装置の構成を説明する 概略図で、図 5Aは、その上面図、図 5Bは、その側面図、図 5Cは、 A部における光 配線の拡大図である。

園 6]図 6A〜Cは、本発明の実施の形態 2にかかる液晶表示装置の構成を説明する 概略図で、図 6Aは、その上面図、図 6Bは、その側面図、図 6Cは、接続部の断面図 である。

園 7]図 7Aおよび Bは、本発明の実施の形態 2にかかる液晶表示装置の他の構成を 説明する概略図で、図 7Aは、その上面図、図 7Bは、その側面図である。

園 8]図 8Aおよび Bは、本発明の実施の形態 2にかかる液晶表示装置のさらに他の 構成を説明する概略図で、図 8Aは、その上面図、図 8Bは、その側面図である。 園 9]図 9Aおよび Bは、本発明の実施の形態 2にかかる液晶表示装置のさらに他の 構成を説明する概略図で、図 9Aは、その上面図、図 9Bは、その側面図である。 園 10]図 10A〜Dは、本発明の実施の形態 3にかかる液晶表示装置の構成を説明 する概略図で、図 10A及び Cは、液晶表示パネルユニットのスライド前 (収納時)の側 面図、図 10B及び Dは、液晶表示パネルユニットのスライド後(拡大時)の側面図であ

[図 11]図 11Aおよび Bは、ヒンジ機能を有する接続部の構成例であり、図 11Aは、そ の上面図、図 11Bは、その側面図である。

[図 12]図 12Aおよび Bは、ヒンジ機能を有する接続部の他の構成例であり、図 12Aは 、その上面図、図 12Bは、その側面図である。

[図 13]図 13A〜Cは、ヒンジ機能を有する接続部のさらに他の構成例であり、図 13A は、その上面図、図 13Bおよび Cは、その側面図である。

園 14]図 14Aおよび Bは、本発明の実施の形態 4にかかる液晶表示装置の概略構成 を説明するための概略図で、図 14Aは、その上面図、図 14Bは、その側面図である

園 15]本発明の実施の形態 4にかかる液晶表示装置の動作を説明するためのフロー チャートである。

園 16]4枚の表示部と 1つの接続部とからなる液晶表示装置の構成を説明する概略 図である。

園 17]図 17A〜Cは、複数の表示部を 1つの接続部に接続する構成を説明する概略 図である。

園 18]図 18Aおよび Bは、複数の表示部を 1つの接続部に接続する他の構成を説明 する概略図である。

園 19]図 19A〜Cは、本発明の実施の形態 5にかかる面状光源を用いた液晶表示 装置の構成を説明する概略図で、図 19Aは、その上面図であり、図 19Bは、その側 面図であり、図 19Cは、図 19Aの線 B— Bにおける断面図である。

園 20]図 20A〜Cは、本発明の実施の形態 5にかかる面状光源を用いた液晶表示 装置の他の構成を説明する概略図で、図 20Aは、その上面図であり、図 20Bは、そ の側面図であり、図 20Cは、図 20Aの線 C— Cにおける断面図である。

園 21]図 21A〜Cは、本発明の実施の形態 5にかかる面状光源を用いた液晶表示 装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図 21Aは、その上面図であり、図 21B は、その側面図であり、図 21Cは、図 21Aの線 D— Dにおける断面図である。

園 22]図 22A〜Cは、本発明の実施の形態 5にかかる面状光源を用いた液晶表示 装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図 22Aは、その上面図であり、図 22B および Cは、その側面図である。

園 23]図 23A〜Cは、本発明の実施の形態 6にかかる面状光源を用いた液晶表示 装置の構成を説明する概略図で、図 23Aは、その上面図であり、図 23Bは、その側 面図であり、図 23Cは、中空管の断面図である。

園 24]図 24A〜Cは、本発明の実施の形態 6にかかる面状光源を用いた液晶表示 装置の他の構成を説明する概略図で、図 24Aは、その上面図であり、図 24Bは、そ の側面図であり、図 24Cは、中空管の断面図である。

[図 25]図 25Aおよび Bは、中空管 203にフォトニッククリスタル構造を用いた構成を説 明する概略図で、図 25Aは、その側面図であり、図 25Bは、その断面図である。

[図 26]図 26Aおよび Bは、本発明の実施の形態 7にかかる液晶表示装置の構成を説 明する概略図で、図 26Aは、その上面図、図 26Bは、その側面図である。

[図 27]図 27Aおよび Bは、本発明の実施の形態 7にかかる液晶表示装置の他の構成 を説明する概略図で、図 27Aは、その上面図、図 27Bは、その側面図である。

[図 28]図 28Aおよび Bは、本発明の実施の形態 7にかかる液晶表示装置のさらに他 の構成を説明する概略図で、図 28Aは、その上面図、図 28Bは、その側面図である

[図 29]図 29Aおよび Bは、本発明の実施の形態 7にかかる液晶表示装置のさらに他 の構成を説明する概略図で、図 29Aは、その上面図、図 29Bおよび Cは、その側面 図である。

[図 30]図 30Aおよび Bは、本発明の実施の形態 7にかかる液晶表示装置のさらに他 の構成を説明する概略図で、図 30Aは、その上面図、図 30Bは、その側面図である

[図 31]図 31Aおよび Bは、本発明の実施の形態 7にかかる液晶表示装置の構成を説 明する概略図で、図 31Aは、液晶表示パネルユニットのスライド前 (収納時)の側面 図、図 31Bは、液晶表示パネルユニットのスライド後(拡大時)の側面図である。 発明を実施するための最良の形態

[0019] 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ要 素については同じ符号を付しており、説明を省略する場合がある。

[0020] (実施の形態 1)

図 1Aおよび Bは、本発明の実施の形態 1にかかる液晶表示装置の構成を説明す る概略図で、図 1Aは、その上面図、図 1Bは、その側面図である。

[0021] 本実施の形態の液晶表示装置は、図 1Aおよび Bに示すように、第 1の表示部 103 と第 2の表示部 104とを接続部 2で接続し、接続部 2に接続されたレーザ光源 1からレ ザ光を供給している。図 1Bに示すように、第 1の表示部 103は、第 1の液晶パネル ユニット 6と、第 1の液晶パネルユニット 6の裏面に接して配置された第 1の導光板ュ ニット 3と、から構成され、第 2の表示部 104は、第 2の液晶パネルユニット 5と、第 2の 液晶パネルユニット 5の裏面に接して配置された第 2の導光板ユニット 4と、力も構成 されている。第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4には、接続部 2を介してレーザ光が 供給され、第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4を通ったレーザ光は、面状の光源と なって、第 1および第 2の液晶パネルユニット 5、 6を照らしている。

[0022] レーザ光源 1としては、赤 (R)、緑 (G)、青(B)のレーザ光源からなる。赤色レーザ 光源は波長 640nm程度の半導体レーザであり、青色レーザ光源は波長 450nm程 度の GaN半導体レーザであり、出力 1W程度、ストライプ幅が 100 m程度のマルチ モード半導体レーザである。緑色レーザ光源は半導体レーザを用いて励起させる固 体レーザと波長変換素子とから構成され、波長 532nmの緑色光を出射する。レーザ 光源 1の発光面積は、厚み数 111、幅 100 m程度であるため、レーザ光源 1から出 射されるレーザ光と損失なく結合する接続部 2の形状は、幅は lmm以下、厚みは 10 in程度必要となる。レーザ光源 1からのレーザ光の発光面積が非常に小さぐ高輝 度であるため、接続部 2の形状を非常に小さくできる。さらに、接続部 2を介してレー ザ光を供給される第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4も厚み 0. lmm程度の非常に 薄膜で実現できるため、第 1および第 2の液晶パネルユニット 5、 6と補強材を含めて も 5mm以下の超薄膜化された第 1および第 2の表示部 103、 104が実現可能となる 。従来の蛍光管、 LEDを光源として用いる場合、光源の発光面積が lmmから数 mm の大きさを持ち、このため、このような光源からの光を効率よく導光板に入射するには 、導光板およびその光学系のサイズが発光面積の数倍の大きさを必要とし、 10mm 程度以上の厚みが必要となっており、配線や、補強材を含めるとかなりの厚さになり、 小型化、薄板化が困難であった。

[0023] 接続部 2は、レーザ光源 1からのレーザ光を導波しながら第 1および第 2の導光板ュ ニット 3、 4に均一に供給する必要がある。そのため、接続部 2はレーザ光を第 1およ び第 2の導光板ユニット 3、 4に均一に拡散する必要がある。ここでは、接続部 2に中 空管(図示省略)を備え、光を導波すると共に、中空管に拡散機能を備えている。中 空管は、光の進行方向とほぼ垂直な方向に拡散して第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4にレーザ光を供給する。また、接続部 2のレーザ光源 1側の端面と反対側の端面

にはミラー 10を備えている。レーザ光源 1から接続部 2に入射されたレーザ光をミラー 10で折り返すことで、接続部 2内のレーザ光の分布をより均一にすることが可能となり 、さらに、レーザ光の利用効率が向上するため、低消費電力化が可能となる。

[0024] 接続部 2はヒンジ機能を有しており、第 1および第 2の表示部 103、 104は、接続部 2で折り返しが可能となっている。第 1および第 2の表示部 103、 104を折り返すことで 、液晶表示装置を小型化でき、携帯を容易にする。レーザ光源 1を用いているため、 第 1および第 2の表示部 103、 104の厚みを 5mm以下にしても、効率よく光を導波で きる。このため、折り畳んでも 10mm以下の非常に薄い表示装置となり、軽量で小型 のモパイル表示装置が実現できる。

[0025] 次に、第 1および第 2の表示部 103、 104を開閉する接続部 2のヒンジ機能の詳細 について説明する。図 11Aおよび Bは、ヒンジ機能を有する接続部 2の構成例であり 、図 11Aは、その上面図、図 11Bは、その側面図である。なお、ここでは、図 1Bの第 1および第 2の液晶パネルユニット 5、 6については図面上省略している。

[0026] 図 11Aおよび Bに示すように、接続部 2に複数のヒンジ 110を設け、複数のヒンジ 1 10によって第 1および第 2の表示部 103、 104と接続部 2とを接続している。ヒンジ 11 0により第 1および第 2の表示部 103、 104を開閉できる。接続部 2の側面のうち、第 1 および第 2の導光ユニット 3、 4が接続部 2に光学的に接合される部分以外の面には 反射膜 111を有している。これは、レーザ光源 1からのレーザ光が第 1および第 2の 導光板ユニット 3、 4以外の部分に漏れないように設計されており、レーザ光の利用効 率向上を図っている。接続部 2の側面に反射膜を設けることで、レーザ光の利用効率 が大幅に向上し、低消費電力化が可能となった。

[0027] 図 12Aおよび Bは、ヒンジ機能を有する接続部 2の他の構成例であり、図 12Aは、 その上面図、図 12Bは、その側面図である。図 12Aおよび Bに示すように、第 1およ び第 2の導光板ユニット 3、 4のそれぞれの入射部 102をくさび形にすることは有効で ある。ヒンジ 110により第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4を開いたときに、第 1の導 光板ユニット 3と第 2の導光板ユニット 4との間の繋ぎ目が非常に小さくなる。これによ つて、第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4を開いて画像を表示する際に、繋ぎ目の ほとんど目立たない、大画面の表示が可能となる。

[0028] 図 13A〜Cは、ヒンジ機能を有する接続部 2のさらに他の構成例であり、図 13Aは 、その上面図、図 13Bおよび Cは、その側面図である。接続部 2は、第 1の導光板ュ ニット 3の端面(入射部)に固定される一方、第 2の導光板ユニット 4とヒンジ 110を介し てつながっている。第 2の表示部 104は、接続部 2のヒンジ 110によって開閉が可能 となっている。第 2の導光板ユニット 4の入射部は、図 13Bに示すように、開閉状態に おいて接続部 2と光学的に結合され、接続部 2からのレーザ光を第 2の導光板ュニッ ト 4に導くことが可能となる。これによつて、第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4の開 閉により表示画面を拡大することができる。接続部 2を一方の導光板ユニット(第 1の 導光板ユニット 3)に固定することで、ヒンジ 110の構造が簡単になり、低コスト化、信 頼性の向上が実現できた。

[0029] 本実施の形態においては、ヒンジ 110の開閉とレーザ光源 1のスィッチを同期させ 構造は、低消費電力に有効である。ヒンジ 110により第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4が開いたときに、レーザ光源 1の安全スィッチがはずれて、レーザ光源 1の発光 が可能となるように設定することで、画面を表示したくないときに、誤ってスィッチが入 るのを防止できる。また、第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4の開閉とレーザ光源 1 のスィッチを連動させることで、レーザ光源 1が第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4 以外の部分に導波するのを防止できる。レーザ光が第 1および第 2の表示部 103、 1 04以外に照射されるのを防止できるため、安全性を向上できるという利点も有する。

[0030] 本実施の形態においては、レーザ光を導波する接続部 2としては、拡散粒子を含ん だ中空管、中空の中空管などが利用できる。さらに、接続部 2に拡散部を設けても良 い。図 2Aおよび Bに、レーザ光を拡散させる拡散部が設けられた接合部 2を示す。 図 2に示すように、接続部 2の内部に凹凸形状からなる拡散部 7を設置することで、レ 一ザ光の拡散分布を制御できる。拡散部 7の形状を設計することで、レーザ光を第 1 および第 2の導光板ユニット 3、 4に均一に拡散し、均一照明することができる。例え ば、接続部 2の一方の端面からレーザ光を入射する場合に、レーザ光が接続部 2を 導波するとともに、第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4に拡散されて強度が低下する 。このような伝搬方向に渡って存在するレーザ光の強度分布にあわせて、拡散部 7の 接続部 2の長手方向の拡散の強さを調整することで、接続部 2全体力第 1および第

2の導光板ユニット 3、 4に拡散されるレーザ光の強度分布を均一な分布に保つこと 力 Sできる。また、拡散部 7を設けることで、レーザ光の偏光を乱すことなく拡散すること が可能となる。これによつて、光の偏光を利用して光の透過を制御している第 1およ び第 2の液晶パネルユニット 5、 6でのレーザ光の利用効率が 1. 5倍以上と大幅に向 上し、低消費電力化が可能となる。

[0031] 本実施の形態においては、接続部 2に設けられる中空管の側面のうち第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4にレーザ光を導波する部分以外は、反射層に覆われている 構造が望ましい。不要な部分へのレーザ光の散乱を防止することで、レーザ光の利 用効率を上げることが可能となる。また、レーザ光が他の部分に漏れて、映像の迷光 となり、ユーザが照射されるのを防止できる。

[0032] 本実施の形態においては、 2枚の表示部と 1つの接続部とからなる構成について述 ベたが、複数の表示部とこれを接続する接続部からなる構成も有効である。図 16に、 4枚の表示部と 1つの接続部とからなる構成を示す。図 16に示すように、 1つの接続 咅 に対して、 4枚の表示咅 161、 162、 163、 164カ接続されてレヽる。この構成によ れば、表示面積が増大し、機能の異なる複数の表示部を接続部 2に接続し、接続部 2から供給される光によりそれぞれの液晶パネルユニットを照らすことが可能となる。

[0033] 複数の表示部を 1つの接続部に接続する構成として例えば、次のようなものが挙げ られる。図 17A〜Cに示すように、複数の表示部 170を扇状に広げ、表示部 170間 に接続部 2を設けることで、接続部 2を介してレーザ光を供給できる構成も小型化に 有効である。また、図 18Aおよび Bに示すように、複数の表示部 170とこれらを順次 接続させる複数の接続部 2を直列に配置することも小型化に有効である。表示部 17 0をスライドさせて表示面積を大きくし、接続部 2を介してレーザ光源を入力する。光 源にレーザ光を用いることで、表示部 170の厚みを非常に薄くできるため、表示部 17 0を複数枚重ねることが可能となる。表示部 170に対して接続部 2の数を減らせられる ため、光源の数を少なくできる。さらに、後で述べるように、光配線を用いて光源から の光を接続部 2に導く構造をとれば、少な!/、数の光源で複数の接続部 2にレーザ光 を供給する事が可能となり、小型化、低コスト化に有利である。レーザ光源を用いるこ とで、光配線を用いても、結合部や伝達部で光を損失することなく光を供給できる。ま た、レーザ光源と光配線の間に光スィッチを設け、導光板ユニットに選択的にレーザ 光を供給することも可能である。レーザ光を液晶パネルに選択的に供給し、利用しな い表示部への供給を停止すれば、表示部を有効に利用でき、消費電力の低減が可 能となる。

[0034] 本実施の形態においては、図 3Aおよび Bに示すように、図 1Aおよび Bの構成に加 え、接続部 2の他端にレーザ光源 8を追加した構成も有効である。接続部 2の両端面 にレーザ光源 1、 8を設置し、レーザ光を供給する構成である。レーザ光源としては R GBのレーザを用い、レーザ光源 1は赤色レーザ光源、レーザ光源 8は青色レーザ光 源および緑色レーザ光源を用いる。レーザ光源 1、 8が互いに乖離することで、レー ザ光源 1、 8の発熱を分散できる。これによつて、レーザ光源 1、 8の放熱が大幅に改 善され、レーザ光源 1、 8の信頼性が向上し、発光効率も改善された。レーザ光源 1、 8の配置としては、異なる波長のレーザ光源を異なる場所に配置する構成以外に、レ 一ザ光源を複数用いる構成も有効である。レーザ光源を複数用いることで、レーザ光 の強度を増大でき、より明るい画面が実現できる。また、複数のレーザ光源のうち、幾 つかを予備光源として用いれば、常用のレーザ光源の寿命がつきた場合でも、予備 光源で代用できる。その他、 RGB以外の波長のレーザ光源を用いて、さらに広い範 囲での色再現性を実現することも可能である。なお、接続部 2の両端からレーザ光を 入射する以外に、その他の場所、例えば、接続部 2の側面や、裏面など、その他の部 分に入射部を設けて、光を入射することも可能である。

[0035] 本実施の形態においては、図 4に示すように、図 1 Aおよび Bの構成に光配線 24を 加え、レーザ光源 21、 22、 23からの各レーザ光を光配線 24を介して接続部 2に供 給する構成としても良い。光配線 24としては、ファイバーや導波路が利用できる。光 配線を用いることで、複数のレーザ光源 21、 22、 23を乖離して配置することが可能と なる。レーザ光原 21、 22、 23を互いに乖離することで、レーザ光原 21、 22、 23の放 熱が容易になり、レーザ光源 21、 22、 23の信頼性向上および発光効率向上が可能 となる。レーザ光源 21、 22、 23の位置としては、第 1および第 2の表示部 103、 104 の周辺または背面が有効である。背面は広い面積を有しているため、レーザ光源 21 、 22、 23の放熱に有効である。また、光配線 24を用いる場合は、図 3に示したように 、接続部 2の異なる場所から光を供給することも均一化のため有効である。接続部 2 内でレーザ光の分布を均一化することは、第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4の面 内での光の分布を均一化するのに有効である。このとき、接続部 2の複数の場所から レーザ光を入射させれば、接続部 2内で光が均一になりやすい。

[0036] 本実施の形態では、 RGB3つのレーザ光源を用いた構成を示した力 S、レーザ光源 をさらに多数用いることも容易である。出力の弱いレーザ光源は、作製が容易で、コ ストが安い。このような低出力の光源を複数用いることで十分な輝度が得られる。さら に、複数の光源を用いることで、ひとつの光源が故障しても、他の光源で補償できる ため、光源の信頼性を大幅に向上できる。さらに、 RGB以外に青緑色光源を加える ことで、表現できる色度範囲を大幅に拡大できる。これら場合には、光配線により、レ 一ザ光を集める構成が有効である。さらに、複数の光源の配置を、広い面積に乖離 して配置することで、各レーザ光源の温度上昇を抑えることができるため、放熱効果 にすぐれ、レーザ光源の信頼性向上、発光効率向上が実現できる。光配線としては、 プラスチック導波路などフレキシブルな配線が好ましいが、光ファイバ一や、有機ファ ィバーなども利用できる。

[0037] 本実施の形態では、レーザ光源の配置を液晶表示装置の側面にしたが、その他、 表示部の裏面、表示部のその他の周辺部への配置も可能である。

[0038] 本実施の形態においては、図 5A〜Cに示すように、接続部 2に光配線 51を備え、 光配線 51を介して第 1および第 2の表示部 103、 104の第 1および第 2の導光板ュニ ット 3、 4にレーザ光を供給する構成も有効である。図 5Cに、図 5Aの A部における光 配線 51の拡大図を示す。光配線 51は複数の枝に分かれており、その先端に設けた 拡散部 52で光を拡散して第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4に光を供給している。 光配線 51により複数の拡散部 52から第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4に光を供 給すること力可能となる。光配線 51により損失低減できるため、低消費電力化が可能 となる。光配線 51としては、透明な有機道材料を用いれば曲げに強いフレキシブル な構造が可能となる。このため、接続部 2を曲げて、第 1および第 2の表示部 103、 10 4を折り曲げる構成が可能となり、装置の小型化が実現できる。

[0039] (実施の形態 2)

次に、本発明の実施の形態 2について説明する。レーザ光源を液晶バックライトュ ニットとして利用する場合、スペックルノイズの問題が生じる。スペックルノイズとは、レ 一ザ光の高いコヒーレンスによる干渉効果により画質が劣化する現象である。高画質 な画像を実現するには、スペックルノイズの低減が必要である。スペックルノイズを防 止するには、レーザ光の拡散状態を時間的に変化させる構成が有効である。本実施 の形態は、上記の実施の形態 1にかかる液晶表示装置にスペックルノイズ低減のた めの構成を設けた形態である。本実施の形態では、小型の携帯液晶表示装置を目 的として、小型構成が可能なスペックルノイズ低減方法について説明している。スぺ ックルノイズを低減するには、光の干渉パターンを時間的に変化させる必要がある。 さらに、小型の携帯機器を実現するには、小型のスペックルノイズ低減機構が必要で ある。

[0040] 図 6Aおよび Bは、本実施の形態にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図 で、図 6Aは、その上面図、図 6Bは、その側面図である。図 6Aおよび Bには、スぺッ クルノイズ低減のための構成例が示されて!/、る。図 6Aおよび Bに示すスペックルノィ ズ低減のための構成例では、接続部 2の内部にマイクロポンプ 62による拡散粒子 63 を含んだ液体を流動させる中空管 61を備えたものである。図 6Cに、接続部 2の断面 を示すが、中空の中空管 61の中を拡散粒子 63を含む液体が流れている。液体はマ イク口ポンプ 62により中空管 61の中を流れている。レーザ光は、拡散粒子 63により 拡散され、第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4に導かれる。液体が流れることで拡散 状態が時間的に変化し、これによつてスペックルノイズを大幅に低減できる。拡散粒 子 63としては光の波長オーダである数ミクロンからサブ [I m程度の粒子が有効であり 、粒子の屈折率と液体の屈折率が異なる材料を選択することにより拡散効果が得ら れる。

[0041] 中空管 61の材料の屈折率より高い屈折率を有する液体を流動させる構造をとれば 、レーザ光を中空管 61内の液体に導波させることが可能となり、散乱効果を高めるこ とができる。例えば、液体としてグリセリン、粒子としては SiO 2、 Ta 2 O 5、 Nb 2 O 5、 ZnO などの酸化物が損失も少なく安定していてよい。 MEMSを利用したマイクロポンプと 微細な中空管により小型のスペックルノイズ低減機構が実現できる。

[0042] 図 7Aおよび Bは、本実施の形態にかかる液晶表示装置の他の構成を説明する概 略図で、図 7Aは、その上面図、図 7Bは、その側面図である。図 7Aおよび Bには、ス ペックルノイズ低減のための他の構成例が示されている。図 7Aおよび Bに示すスぺ ックルノイズ低減のための構成例は、拡散粒子 63を含む中空管 61と、拡散機能を備 えた接続部 2とを組み合わせた構成である。接続部 2で拡散されて第 1および第 2の 導光板ユニット 3、 4に導波するレーザ光を中空管 61で拡散することでスペックルノィ ズを低減できる。スペックルノイズを低減する原理は上記の図 6Aおよび Bの構成例と 同じであるが、第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4の内部に拡散状態が変換する中 空管 61を設けることで、スペックルノイズ低減効果が向上する。

[0043] 図 8Aおよび Bは、本実施の形態にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明 する概略図で、図 8Aは、その上面図、図 8Bは、その側面図である。図 8Aおよび B には、スペックルノイズ低減のためのさらに他の構成例が示されている。図 8Aおよび Bに示すスペックルノイズ低減のための構成例は、上記の図 7Aおよび Bに示した中 空管 61の代わりに、拡散粒子を含んだ拡散チューブ 91をモータ 93で動かすことで、 拡散状態を変化させることができる構成である。拡散チューブ 91の径としては、接続 部 2の厚みが 10 m程度であれば、接続部 2から拡散されるレーザ光が横切るため に必要な、数 10 m以上の径を有すれば十分である。拡散チューブ 91は、フレキシ ブルな透明有機材料に拡散粒子を混ぜた構造である。接続部 2から拡散された光が 第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4に入る前に、拡散チューブ 91を横切る構造であ る。超小型のモータ 93とあわせても小型の携帯機器に搭載できる体積である。

[0044] 図 9Aおよび Bは、本実施の形態にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明 する概略図で、図 9Aは、その上面図、図 9Bは、その側面図である。図 9Aおよび B には、スペックルノイズ低減のためのさらに他の構成例が示されている。図 9Aおよび Bに示すスペックルノイズ低減のための構成例は、レーザ光源 1からのレーザ光の出 射方向を回転プリズム 81によって時間的に可変する構成である。接続部 2に中空管 を備え、光を導波すると共に、中空管に拡散機能を備えている。レーザ光の出射方 向を変えることで、接続部 2に設けた中空管の中を通った光の散乱状態が変化する、 これによつて、第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4に導波されるレーザ光の光路が 変化し、スペックルノイズが低減できる。 MEMSを利用した小型のプリズム回転機構 を備えれば、超小型の構成が可能となり、携帯機器への搭載が可能となる。なお、回 転プリズムの代わりに MEMSによる小型のスキャンミラーも有効である。

[0045] (実施の形態 3)

次に、本発明の実施の形態 3について説明する。本実施の形態では、液晶パネル ユニットをスライドさせて利用する形態について図 10A〜Dを用いて説明する。図 10 Aおよび Bは、本実施の形態にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図 10Aは、液晶表示パネルユニットのスライド前(収納時)の側面図、図 10Bは、液晶表 示パネルユニットのスライド後(拡大時)の側面図である。

[0046] 本実施の形態にかかる液晶表示装置は、図 10Aおよび Bに示すように、第 1および 第 2の表示部 103、 104を互いに異なる方向にスライドさせることにより液晶表示装置 の表示面積を拡大する。第 1および第 2の表示部 103、 104をスライドさせて、接続部 2と入射部 102とが接触することで、レーザ光源 1からのレーザ光は接続部 2を介して 、入射部 102、第 1の導光板ユニット 3に伝搬して、第 1の液晶パネルユニット 6を裏面 から照明する。一方、接続部 2に収納時から接触している第 2の導光板ユニット 4にも 同様にレーザ光を供給し、第 2の液晶パネルユニット 5を照明する。接続部 2の構造と しては、上記の実施の形態 1および 2の接続部のいずれの構成であっても利用可能 である。

[0047] 図 10Cおよび Dは、本実施の形態にかかる液晶表示装置の他の構成を説明する 概略図で、図 10Cは、液晶表示パネルユニットのスライド前 (収納時)の側面図、図 1 0Dは、液晶表示パネルユニットのスライド後(拡大時)の側面図である。図 10Cおよ び Dに示すように、入射部 102にミラー 102aを配置してミラー構造にすることにより、 接続部 2で拡散されたレーザ光を入射部 102のミラー 102aで斜めに反射して第 1の 導光板ユニット 3に導波する構成でもよい。

[0048] 本実施の形態によれば、スライド方式により第 1および第 2の表示部を開閉すること で、携帯可能な小型化および表示面積の拡大が可能となる。

[0049] (実施の形態 4)

次に、本発明の実施の形態 4について説明する。図 14Aおよび Bは、本発明の実

施の形態 4にかかる液晶表示装置の概略構成を説明するための概略図で、図 14A は、その上面図、図 14Bは、その側面図である。

[0050] 本実施の形態の液晶表示装置は、図 14Aおよび Bに示すように、第 1の表示部 10 3と第 2の表示部 104とを接続部 2で接続し、接続部 2に接続されたレーザ光源 1から レーザ光を供給している。図 14Bに示すように、第 1の表示部 103は、第 1の液晶パ ネルユニット 6と、第 1の液晶パネルユニット 6の裏面に接して配置された第 1の導光 板ユニット 3と、から構成され、第 2の表示部 104は、第 2の液晶パネルユニット 5と、第 2の液晶パネルユニット 5の裏面に接して配置された第 2の導光板ユニット 4と、力も構 成されている。第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4には、接続部 2を介してレーザ光 が供給され、第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4を通ったレーザ光は、面状の光源 となって、第 1および第 2の液晶パネルユニット 5、 6を照らしている。接続部 2に中空 管(図示省略)を備え、光を導波すると共に、中空管に拡散機能を備えている。中空 管は、光の進行方向とほぼ垂直な方向に拡散して第 1および第 2の導光板ユニット 3 、 4にレーザ光を供給する。また、接続部 2のレーザ光源 1側の端面と反対側の端面 にはミラー 10を備えている。

[0051] 本実施の形態の液晶表示装置はさらに、図 14Aに示すように、第 1の表示部 103 の第 1の液晶パネルユニット 6の表面近傍に配置された照度計 131と、接続部 2に設 けられた光スィッチ 132と、表示制御回路 133と、光量制御回路 134と、光スィッチ制 御回路 135と、を備えている。照度計 131は、第 1の表示部 103を照らしている外光 の輝度を測定するものであり、その測定結果を表示制御回路 133、光量制御回路 13 4および光スィッチ制御回路 135に出力する。光スィッチ 132は、接続部 2から第 1お よび第 2の導光板ユニット 3、 4へのレーザ光の供給の可否の切り替えを光スィッチ制 御回路 135からの制御信号に基づいて実行する。

[0052] 表示制御回路 133は、第 1および第 2の液晶パネルユニット 5、 6に接続されており 、第 1および第 2の液晶パネルユニット 5、 6を駆動する画像信号を出力することにより 第 1および第 2の液晶パネルユニット 5、 6を制御し、第 1および第 2の液晶パネルュニ ット 5、 6に表示される画像を制御する。光量制御回路 134は、レーザ光源 1に接続さ れており、レーザ光源 1を駆動する駆動電流を出力し、レーザ光源 1から出射される

レーザ光の光量を制御する。光量制御回路 134は、照度計 131からの測定結果およ び表示制御回路 133により制御される画像を参照してレーザ光源 1からのレーザ光 の光量制御を実行する。光スィッチ制御回路 135は、接続部 2に設けられた光スイツ チ 132に接続されており、光スィッチ 132を制御することにより接続部 2から第 1およ び第 2の導光板ユニット 3、 4へのレーザ光の供給の可否を切り替える。光スィッチ制 御回路 135は、照度計 131からの測定結果および表示制御回路 133により制御され る画像を参照して第 1および第 2の導光板ユニット 3、 4へのレーザ光の供給の可否 の切り替えを実行する。

[0053] 本実施の形態の液晶表示装置においては、第 1の表示部 103の表面近傍、すなわ ち、第 1の液晶パネルユニット 6の表面近傍に照度計 131を設け、照度計 131からの 信号に基づいてレーザ光源 1の光量を制御する光量制御回路 134を設けている。そ して、表示制御回路 133からの信号に基づいて光量制御回路 134がレーザ光源 1の 光量を制御する。このような構成とすることにより、例えば表示制御回路 133からの信 号に基づいて、第 1および第 2の液晶パネルユニット 5、 6の明るさを均一にすることや 、第 1および第 2の液晶パネルユニット 5、 6のいずれかのみの輝度を高くして表示画 面を明るくしたり、逆に輝度を低くして暗くすることもできる。この結果、マルチパネル 構成における表示画面の表示品質を大幅に向上できる。図 15は、本実施の形態の 液晶表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。以下、図 15を用いて、 本実施の形態の液晶表示装置の動作について説明する。

[0054] 図 15において、まず、照度計 131による測定結果である外光の輝度情報が取得さ れ (ステップ S101)、取得された輝度情報に基づいて外光の輝度の分析が行われる (ステップ S 102)。これらステップ S 101および S102は例えば、表示制御回路 133に より実行される。もちろん、光量制御回路 134や光スィッチ制御回路 135、あるいは、 別途の制御回路を用意しても構わな!/、。

[0055] 次に、第 1および第 2の液晶表示パネルユニット 5、 6に表示される画像の情報の分 析が行われる (ステップ S 103)。その分析結果から画像の輝度が決定されるが、その 決定の際、上記のステップ S102において分析された外光の輝度を参照されることに なる。画像の輝度が決定されると、第 1および第 2の液晶パネルユニット 5、 6に出力さ れる画像信号が生成され (ステップ S104)、生成された画像信号が第 1および第 2の 液晶パネルユニット 5、 6に送信される(ステップ S 105)。

[0056] 一方、画像の輝度が決定されると、レーザ光源 1から出射されるレーザ光の輝度、 レーザ光源 1が RGB光源であれば各色の光源の輝度、各色の出力比等である輝度 条件が光量制御回路 134により決定され (ステップ S106)、レーザ光源 1の駆動電流 を制御することにより、決定された輝度条件がレーザ光源 1に設定される(ステップ S1 07)。

[0057] 本実施の形態のレーザ光源 1が RGB光源であれば、外部照明(外光)の RGB成分 を検出して、第 1および第 2の表示部 103、 104の画像の色を最適な状態に制御する ことが可能である。照度計 131により、外部照明の RGBのそれぞれの成分を個別に 検出する。この情報を基に、表示制御回路 133では、外部照明の輝度情報を分析し 、表示する画像を基に、画像情報と RGBのレーザ光源の輝度を決定し、画像情報、 レーザ光の光量制御を行う。

[0058] 携帯端末として、外部で画像を見る場合、外光の影響を受ける場面が多ぐ場所に よって外光の種類が変わるため、常に最適な状態で画像を観測するには、外光のス ベクトル分析により表示する照明光の RGB成分を調整する必要がある。本実施の形 態の液晶表示装置は、これを可能にする。

[0059] (実施の形態 5)

次に、本発明の実施の形態 5について説明する。図 19Aおよび Bは、本発明の実 施の形態 5にかかる面状光源を用いた液晶表示装置の構成を説明する概略図で、 図 19Aは、その上面図であり、図 19Bは、その側面図である。また、図 19Cは、図 19 Aの線 B— Bにおける断面図である。

[0060] 本実施の形態の液晶表示装置の表示部 204は、液晶パネルユニット 205と、液晶 パネルユニット 205の背面に接触して設けられた導光板ユニット 207とを含み、導光 板ユニット 207にレーザ光源 201からレーザ光を供給することで、面状の照明光源と なって液晶パネルユニット 205を照射する。ここでは、レーザ光源 201を複数個用意 しているが、勿論、その数は 1つであっても構わない。要は、液晶パネルユニット 205 の全面にわたってレーザ光を供給できるだけの出力が 1つまたは複数個のレーザ光 源 201によって確保されて!/、ればよ!/、。

[0061] 本実施の形態の液晶表示装置は、レーザ光源 201からのレーザ光を拡散して導光 板ユニット 207に供給するために、拡散液 206を充填した中空管 203と、マイクロボン プ 202とからなる拡散部を備えている。拡散液 206は拡散粒子を含んだ液体で、中 空管 203をほぼ充填している。拡散液 206をマイクロポンプ 202によって中空管 203 内部で流動させている。拡散液 206が流動することで、中空管 203を透過するレー ザ光の拡散状態が時間的に変化する。レーザ光源 201から出射されるレーザ光は、 中空管 203内の拡散液 206を横切ることで拡散され、導光板ユニット 207に導波する 。拡散液 206の流動により拡散状態が時間的に変化することで、レーザ光のスペック ルノイズが低減される。

[0062] 本実施の形態の導光板ユニット 207の端面は、反射膜 208を備える。反射膜 208 は、導光板ユニット 207を通り、液晶パネルユニット 205側へ拡散されること無ぐ自 身の側に到達したレーザ光を反射することで、レーザ光が導光板ユニット 207から漏 れることを防止する。これは、レーザ光源 201からの光が導光板ユニット 207以外の 部分に漏れないように設計されており、レーザ光の利用効率向上を図っている。導光 板ユニット 207の端面に反射膜 208を設けることで、光の利用効率が大幅に向上し、 低消費電力化が可能となった。さらに、反射膜 208を設けることで、レーザ光は拡散 液 206を含んだ中空管 203を複数回横切ることになる。これによつて、レーザ光のス ペックルノイズをさらに低減する効果がある。数〜 10mm φ程度の中空管 203と小型 のマイクロポンプ 202とを用いれば、表示部 204の体積を殆ど増大させることなく拡 散部を実現できるため、液晶表示装置の薄型化、軽量化に有効である。特に、本実 施の形態においては、上記の拡散部を導光板ユニット 207の内部に配置することに より、装置全体の薄板化が可能となる。

[0063] 本実施の形態の拡散液 206はレーザ光源 1からの発熱を放熱させる効果を有して いる。拡散液 206をレーザ光源 201に直接、または、レーザ光源 201のヒートシンク( 図示省略)に接触させることで、レーザ光源 201の発熱の放熱効果を向上させること ができる。拡散液 206を 2次元面内で広く流動させることで、レーザ光源 201の発熱 を導光板ユニット 207全体に運ぶことが可能となり、レーザ光源 201の熱抵抗を大幅 に低減できる。これによつて、レーザ光源 201の信頼性の向上、発光効率の向上によ る低消費電力化が実現できる。さらに、上記の拡散部を表示部 204の側面または背 面に配置することで、広い面積で放熱することが可能となる。

[0064] 本実施の形態においては、上記の拡散部を導光板ユニット 207の内部に配置した

1S 導光板ユニット 207の周囲を囲むように配置しても構わない。そうすることにより、 導光板ユニット 207の構成が簡略化され、装置全体の製造コストが低減される。

[0065] 図 20Aおよび Bは、本発明の実施の形態 5にかかる面状光源を用いた液晶表示装 置の他の構成を説明する概略図で、図 20Aは、その上面図であり、図 20Bは、その 側面図である。また、図 20Cは、図 20Aの線 C— Cにおける断面図である。図 20A〜 Cに示すように、複数の中空管 203を備えることにより、レーザ光が複数の中空管 20 3を横切るようにすることでき、そうすることにより、拡散効果が向上し、スペックルノィ ズの低減効果が高まる。

[0066] 図 21Aおよび Bは、本発明の実施の形態 5にかかる面状光源を用いた液晶表示装 置のさらに他の構成を説明する概略図で、図 21Aは、その上面図であり、図 21Bは、 その側面図である。また、図 21Cは、図 21Aの泉 D— Dにおける断面図である。図 2 1A〜Cに示すように、中空管 203を 2次元的に蛇行するように配置し、中空管 203を 複数回横切って、レーザ光が透過する構成とすることにより、拡散効果が向上し、ス ペックルノイズの低減効果が高まる。

[0067] 図 22A〜Cは、本発明の実施の形態 5にかかる面状光源を用いた液晶表示装置の さらに他の構成を説明する概略図で、図 22Aは、その上面図であり、図 22Bおよび C は、その側面図である。図 22A〜Cの構成は 2枚の導光板を用いる構成である。導光 板ユニットは第 1の導光板 213と第 2の導光板 212とからなり、第 1の導光板 213に拡 散部を備え、第 1の導光板 213の側面よりレーザ光源 201からのレーザ光を入射す る。第 1の導光板 213で、レーザ光の拡散と、面内均一性を高めた後、反射部 211で 反射された光を第 2の導光板 212に導く。第 2の導光板 212は液晶パネルユニット 20 5の背面に接触しており、液晶パネルユニット 205を照明する。第 1の導光板 213を 設けることで、面内の光量分布が均一になるため有効である。また、レーザ光源 201 は発光面積が小さいため、第 1の導光板 213を薄板化できる。このため、 2枚重ねた 導光板ユニットでも体積の増大は非常に少なぐ小型化が実現できる。

[0068] 中空管として、フレキシブルな透明チューブを用いれば、中空管の配置が容易にな

[0069] 拡散液に含まれる拡散粒子は、拡散液と屈折率の異なる粒子が好ましい。屈折率 が同じであれば、拡散効果が殆どなくなってしまうからである。また、拡散効果を高め るためには、拡散液と拡散粒子の屈折率差を大きくするのが効果的である。屈折率 差としては、 0. 01以上あればよい。 0. 03以上あれば、さらに拡散効果が高まるため より好ましい。

[0070] また、拡散液に含まれる拡散粒子は、粒径がそろったものが好まし!/、。粒径をそろ えることで、拡散状態をつねに安定させることが可能となり、画質の向上が図れる。こ のため、粒径のばらつきを 10%程度以下に抑える必要がある。

[0071] さらに、拡散粒子だけではなぐ中空管自身にも拡散機能を備えることで、拡散効 果をより高めることが可能となる。この場合、中空管の管に拡散粒子を混ぜる、または 、中空管の内部に凹凸を設けることで、拡散効果を高めることが可能となる。

[0072] 消費電力を低減するため、表示画像に合わせて、中空管における拡散液の流動速 度を調整することが可能である。なぜなら、スペックルノイズの影響は画面の明るさに 比例し、喑!、場面でのスペックルノイズの視聴者による感じ方は大幅に低減するから である。これを利用して、省エネ化が可能となる。すなわち、表示される画面の明るさ に合わせて、中空管に拡散液を流動させる速度を調整すれば、ポンプを駆動する電 力が低減できる。

[0073] また、光源によってもスペックルノイズの大きさが変化する。 RGBの光源を用いる場 合、緑色光源は、視感度が高いため、スペックルノイズが目立ちやすい。さらに、緑 色として波長変換を利用した光源を用いる場合、半導体レーザの直接発振の光源に 比べて、コヒーレンスが高いため、スペックルノイズの発生が大きい。このような観点よ り、 RGB光源の配分で色を調整する画面において、緑色の出力が大きくなる画面に おいては、スペックルノイズが大きくなる。これを防止するためには、緑色光が強くな る場面においては、拡散液の流動速度を早くする必要がある。すなわち、画面にお ける色合いに合わせて、拡散液の流動速度を調整することで、低消費電力化が図れ

[0074] 上記の実施の形態においては、拡散液を流動させる機構としてマイクロポンプを用 いたが、その他、通常のポンプも利用できる。また、拡散液の温度差による熱流動に よっても液体の流動が実現できる。レーザ光源に直接、または、レーザ光源に密接し て配置したヒートシンクの一部に、拡散液が接触するように配置することで、拡散液の 温度が上昇し、温度差による熱流動が発生する。これを利用することで、拡散液を流 動させ、スペックルノイズを低減することが可能である。熱流動を利用すれば、拡散液 を流動させる駆動装置が必要なくなるため、低消費電力化、小型化が実現できる。さ らに、拡散液をヒートパイプとして利用することで、レーザ光源の冷却を同時に実現で きるという利点も有する。

[0075] (実施の形態 6)

次に、本発明の実施の形態 6について説明する。本実施の形態では、拡散液を含 む中空管内にレーザ光を導波させる構成について述べる。中空管の材料に対して 屈折率の高い拡散液を用いることで、拡散液中にレーザ光を導波させることが可能と なる。図 23Aおよび Bは、本発明の実施の形態 6にかかる面状光源を用いた液晶表 示装置の構成を説明する概略図で、図 23Aは、その上面図であり、図 23Bは、その 側面図である。また、図 23Cは、図 23Aおよび Bの中空管の断面図である。

[0076] 本実施の形態の表示部 204は、液晶ノネノレユニット 205と、液晶パネルユニット 20 5の背面に配置された導光板ユニット 207と、力も構成されている。導光板ユニット 20 7には、拡散液 206が充填された中空管 203とマイクロポンプ 202とからなる拡散部 が包含されている。拡散部の中空管 203の内部には、図 23Cに示すように、拡散液 2 06が充填されている。中空管 203の端面にレーザ光源 201を配置し、中空管 203の 端面からレーザ光源 201から出射されるレーザ光を入射することで、レーザ光は拡散 液 206中を導波する。レーザ光は中空管 203の一部に設けられた散乱領域 231で 散乱され、導光板ユニット 207に導波する。中空管 203を導波路として用いることで、 光を導光板ユニット 207内の自由な場所に運ぶことができる。また、中空管 203の拡 散液 206により拡散される距離が長いため、レーザ光は空間的コヒーレンスが大幅に 減少し、スペックルノイズが大幅に低減する。

[0077] また、レーザ光と拡散液 206との相互作用長が長く取れるため、拡散液 206中の拡 散粒子の密度を低減しても十分なスペックルノイズ低減効果が得られる。拡散粒子密 度を低減することで、拡散液流動の抵抗が小さくなり、マイクロポンプ 202を小型化、 低消費電力化できる。

[0078] 散乱領域 231は、中空管 203の内部または内面に設けられた、周期状の突起部ま たは粗面からなり、光の散乱効果を有する。

[0079] 拡散液 206として純水を用いる場合、拡散液の屈折率は約 1. 44となる。これに対 して中空管 203の材料としては MgF 2、 HfF 4、 LiFなどが利用できる。これらの材料 の屈折率は 1. 4程度以下であり、水の屈折率より低いため、屈折率差により光を拡 散液中に閉じ込め、導波させることが可能となる。なお、中空管 203自体を MgF 2、 H fF 4、 LiFで構成する以外に、中空管 203の内部に MgF 2、 HfF 4、 LiFなどの膜を堆 積することでも同様の効果が得られる。

[0080] 拡散液 206として純水以外を用いる場合には、屈折率の高い液体を拡散液として 用いる方法がある。有機オイルは屈折率の高いものでは 1. 6を超えるものがあり、中 空管として SiO 2を用いても、十分な屈折率差を実現でき、光を拡散液 206中に閉じ 込めること力 Sできる。屈折率の高い液体を利用する場合、中空管 203としてはフレキ シブルな有機材料が利用できるため、中空管 203を配置する自由度が増すという利 点、を有する。

[0081] 図 24Aおよび Bは、本発明の実施の形態 6にかかる面状光源を用いた液晶表示装 置の他の構成を説明する概略図で、図 24Aは、その上面図であり、図 24Bは、その 側面図である。また、図 24Cは、図 24Aおよび Bの中空管の断面図である。図 24A 〜Cに示すように、レーザ光を導光する中空管 203を導光板ユニット 207の背面また は内部に 2次元的に配置し、レーザ光を中空管 203に導波させると同時に、中空管 2 03の側面の一部に散乱領域を設け、側面から光を散乱することで、面状の照明光を 実現できる。拡散液 206を流動させることで、レーザ光の拡散状態が時間的に変化 することでスペックルノイズを大幅に低減できる。中空管 203の側面は、図 24Cに示 すように、導光板ユニット 207にレーザ光を導波する部分以外は、反射層 221に覆わ れている構造が望ましい。不要な部分への散乱を防止することで、レーザ光の利用

効率を上げることが可能となる。

[0082] 中空管 203にフォトニッククリスタル構造を用いる構成も可能である。図 25Aおよび Bは、中空管 203にフォトニッククリスタル構造を用いた構成を説明する概略図で、図 25Aは、その側面図であり、図 25Bは、その断面図である。図 25Aおよび Bに示すよ うに、微細な中空構造からなるフォトニッククリスタル 251を有するファイバー 242内に 中空管 203を設けることにより、波長や偏光を選択してレーザ光 243を散乱させるこ とが可能となる。このため、放射する光利用効率が増大して、低消費電力化が可能と なる。

[0083] 上記の実施の形態 5および 6の拡散液にレーザ光を導波させる場合には、導波光 を中空管の側面に放射する機構が必要である。たとえば、中空管の所定の場所にレ 一ザ光を拡散する機能を付加すると、必要な場所でレーザ光を側面に放射できる。 中空管の側面放射機能としては、たとえば、中空管の材質に拡散粒子を混ぜる方法 や、中空管の内部に凹凸を設ける方法がある。また、拡散液に含まれる粒子の屈折 率を上げて、中空管と同等以上にすれば、粒子が中空管の側面に接触することで側 面放射が達成される。

[0084] 上記の実施の形態 5および 6の液晶表示装置は、液晶パネルユニットと面状の導光 板ユニットに、レーザ光源からレーザ光を照射する液晶表示装置において、レーザ 光を拡散する拡散部に液体の拡散液を用いる。拡散液の流動によりレーザ光の拡散 状態を時間的に変化させることで、スペックルノイズの低減が可能となる。拡散液の 流動を利用することで、拡散部の体積は大幅に低減でき、小型、低消費電力化が可 能となる。さらに、拡散液の流動を放熱に利用することで、レーザ光源の熱抵抗を大 幅に低減でき、レーザ光源の信頼性向上、発光効率向上が可能となる。また、拡散 液の流動を利用する放熱部を液晶パネルユニット全体に広げることで、光学系の小 型化、薄板化が容易になり、非常に薄ぐ軽量な液晶表示装置が実現できるため、大 画面液晶表示装置として有効である。

[0085] (実施の形態 7)

次に、本発明の実施の形態 7について説明する。図 26Aおよび Bは、本発明の実 施の形態 7にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図 26Aは、その上面

図、図 26Bは、その側面図である。

[0086] 本実施の形態の液晶表示装置においては、レーザ光源 301から出た光は拡散粒 子 363が満たされた中空管 361を通過した後、接続部 302に導かれる。接続部 302 はレーザ光を拡散して、第 1および第 2の導光板ユニット 307、 308に光を導き、第 1 および第 2の導光板ユニット 307、 308は平面状の照明光源となって第 1および第 2 の液晶パネルユニット 305、 306に光を供給する。

[0087] 中空管 361を満たす拡散粒子 363を含む液体は、マイクロポンプ 362により中空管

361を循環している。第 1および第 2の液晶パネルユニット 305、 306は、画像情報に より液晶の透過率を調整することで動画表示が可能となる。レーザ光源 301は小型、 高効率な特性を有するが、コヒーレンスが高いため可干渉性によるスペックルノイズを 生じる。これを防止するために、マイクロポンプ 362で中空管内 361に拡散粒子 363 を含む液体を移動させて、中空管 361を横切るレーザ光の拡散状態を時間的に変 化させ、空間的なコヒーレンスを低下させスペックルノイズを防止する。

[0088] さらに、中空管 361を通る液体をレーザ光源 301のヒートシンクとして利用すること で、レーザの発熱を第 1および第 2の導光板ユニット 307、 308の広い面積を利用し て放熱できる。液体をレーザ光源 301に直接または間接的に接触させて、熱を吸収 させ、第 1および第 2の導光板ユニット 307、 308の広い面積を利用して放熱すること で、小型でかつ効率のよい放熱機構を実現できる。レーザ光源 301の発熱は、発光 効率を大幅に低下させるため、液体により発熱効率を大幅に向上させることが可能に なる。

[0089] 本実施の形態では、マイクロポンプ 362を利用して液体を強制的に移動させたが、 レーザ光源 301の発熱により液体に温度差が生じることで、熱拡散によって液体が移 動する拡散流を利用することも可能である。また、マイクロポンプと拡散流を併用して 用いることで低消費電力なシステムを実現することができる。

[0090] 図 27Aおよび Bは、本発明の実施の形態 7にかかる液晶表示装置の他の構成を説 明する概略図で、図 27Aは、その上面図、図 27Bは、その側面図である。図 27Aお よび Bに示すように、中空管 361の内部を移動する拡散粒子 363を含む液体の内部 にレーザ光源 1からのレーザ光を導波させる構成も可能である。この場合、マイクロポ ンプ 362で送り出された液体は、中空管 361を通った後、接続部 302を流れ、再び マイクロポンプ 362に戻る。レーザ光源 1からの光は接続部 302内を通過する中空管 361に入射し、接続部 302の内部にある中空管 361を伝搬しながら第 1および第 2の 導光板ユニット 307、 308に拡散される。中空管 361が光の伝搬と光の拡散の 2つの 役割を果たしている。中空管 361の内部を通る拡散粒子 363が時間的に変化してい るため、拡散状態が変わりスペックルノイズを低減することができる。この場合、中空 管 361内の液体の屈折率を中空管 361の屈折率より大きな値に設定することで光の 閉じこめが大きくなり、比較的長い距離を伝搬することが可能になる。

[0091] 図 28Aおよび Bは、本発明の実施の形態 7にかかる液晶表示装置のさらに他の構 成を説明する概略図で、図 28Aは、その上面図、図 28Bは、その側面図である。図 2 8Aおよび Bに示すように、この構成においては、接続部 302での光の拡散の方法と して小さな泡からなるマイクロバブルを利用する。接続部 302に液体を充填し、接続 部 302にマイクロポンプ 362でミクロンオーダのマイクロバブル 322を発生させる。マ イクロバブル 322はレーザ光源 301から接続部 302に入射したレーザ光を拡散させ る。同時に、マイクロバブル 322による拡散状態は時間的に変化するので、レーザの コヒーレンスが低減し、スペックルノイズを抑えることが可能となる。簡単な構成で、レ 一ザ光の拡散が可能となり、スペックルノイズが低減できるため、本構成は小型化に 有効である。

[0092] 図 29Aおよび Bは、本発明の実施の形態 7にかかる液晶表示装置のさらに他の構 成を説明する概略図で、図 29Aは、その上面図、図 29Bおよび Cは、その側面図で ある。図 29A〜Cに示すように、この構成においては、接続部を伝搬するレーザ光を 効率よく第 1および第 2の導光板ユニット 307、 308に伝搬させる。接続部はヒンジ機 能を有しており、第 1および第 2の表示部 303、 304を開くと、図 29Bに示すように、 両面見開きの状態となる。次に、図 29Cに示すように、第 1および第 2の導光板ュニッ ト 307、 308のそれぞれの端面は接続部の内部にある導光棒 341と接触する。第 1お よび第 2の導光板ユニット 307、 308のそれぞれが接触する導光棒 341の入射部は、 第 1および第 2の導光板ユニット 307、 308が押しつけられたときに形状が変化する 可変性の材料、例えば軟性のプラスチックからなり、押し当てることで第 1および第 2 の導光板ユニット 307、 308のそれぞれの入射部 305と密着する。密着部分では光 学的な境界部がなくなり、低ロスで光が伝搬する力密着していない部分では光が反 射されるため、密着部分でのみ第 1および第 2の導光板ユニット 307、 308に光が供 給され、接続部での伝搬ロスを大幅に低減することができる。

[0093] さらに、導光棒 341の屈折率は、第 1および第 2の導光板ユニット 307、 308の屈折 率より低い、または、同等の材料を選択することで、導光棒 341を伝搬するレーザ光 は接続部で損失することなく第 1および第 2の導光板ユニット 307、 308に導かれる。 導光棒 341において第 1および第 2の導光板ユニット 307、 308と接触しない部分に は反射膜 320を形成することで、他の部分に光が漏れるのをさらに低減することがで きる。これによつて光の利用効率を大幅に向上することが可能となる。

[0094] レーザ光源は、発光点の面積が小さぐ輝度が高いため、 lOC^ m程度の細い導 光棒に光の損失することなくレーザ光を入射することが可能である。このため、小型 の表示装置においてもレーザ光を効率よく表示部に拡散することが可能となり、小型 化で必要な高効率な光の配給システムを実現できた。導光板ユニット 307、 308を開 いたときに、導光棒 341を挟み込む構成になっており、導光棒 341と接触する構成に なっている。導光棒において、導光板ユニットと接触する部分に可変性の材料を用い ることで、導光棒が変形し導光板ユニットと密着する。これによつて導光棒 341を伝搬 する光を導光板ユニットに効率よく伝搬させることが可能となる。

[0095] 図 30Aおよび Bは、本発明の実施の形態 7にかかる液晶表示装置のさらに他の構 成を説明する概略図で、図 30Aは、その上面図、図 30Bは、その側面図である。この 構成では、第 1および第 2の導光板ユニット 307、 308を開いたときに、導光棒 351を 挟み込む構成になっており、第 1および第 2の導光板ユニット 307、 308のそれぞれ の入射部 305と導光棒 351とが接触する構成になっている。導光棒 351において、 第 1および第 2の導光板ユニット 307、 308の入射部 305と接触する部分に可変性の 材料を用いることで、導光棒 351が変形し第 1および第 2の導光板ユニット 307、 308 と密着する。これによつて導光棒 351を伝搬する光を第 1および第 2の導光板ユニット 307、 308に効率よく伝搬させることが可能となる。

[0096] さらに、第 1および第 2の導光板ユニット 307、 308のそれぞれの端部の形状をくさ び形にすることで、第 1および第 2の導光板ユニット 307、 308を開いたときに、第 1お よび第 2の導光板ユニット 307、 308間の接続部分を非常に小さぐ目立たなくするこ とができる。このため、第 1および第 2の表示部 303、 304に表示される画像を繋ぎ目 のな!/、大型画像として表示できる。

[0097] 図 31Aおよび Bは、本発明の実施の形態 7にかかる液晶表示装置のさらに他の構 成を説明する概略図で、図 31Aは、液晶表示パネルユニットのスライド前 (収納時)の 側面図、図 31Bは、液晶表示パネルユニットのスライド後(拡大時)の側面図である。 この構成においては、スライド式の液晶表示装置に可変性の導光棒を利用して光を 伝搬させる。図 31Aおよび Bに示すように、第 1および第 2の表示部 303、 304を互い に異なる方向にスライドさせて、入射部 305と接続部を構成する導光棒 361とを接触 させる。導光棒 361にはレーザ光源 301からの光が入射されている。導光棒 361は 可変性の材料でできており、第 1および第 2の表示部 303、 304のスライドにより入射 部 305と接触する。この接触の際、導光棒 361は変形し、入射部 305と密着する。密 着することで光学的な境界が無くなり、導光棒 361を伝搬する光は損失することなく 入射部 305に拡散される。入射部 305も拡散機能を備えているため、拡散された光 は第 1および第 2の導光板ユニット 307、 308を介して第 1および第 2の液晶パネルュ ニット 305、 306を裏面より照らす。これによつて、導光棒 361と入射部 305との間に おける光学的な損失を大幅に低減できる。

[0098] 本実施の形態においては、接続部として拡散粒子を含む柱状の拡散導光棒を用 いた力 S、他にナノメータオーダの周期構造からなるフォトニッククリスタルも利用できる 。光の波長オーダより小さな周期構造を持つフォトニッククリスタルを用いると、光の変 更を分離することができる。このため、接続部から拡散する光を特定の偏光に限定す ることが可能となる。液晶パネルユニットは単一偏光の光を用いることで光の利用効 率を上げること力 Sできる。このため、フォトニッククリスタルを利用して接続部から拡散 する光の偏光を揃えることで、液晶パネルユニットを透過するレーザ光の利用効率を 向上することが可能となる。

[0099] 上記の各実施の形態から本発明を要約すると、以下のようになる。すなわち本発明 の一局面に従う液晶表示装置は、レーザ光が入射される一方の主面および前記一

方の主面に対向する他方の主面を有する液晶表示パネルユニットと、前記液晶表示 パネルユニットの前記一方の主面側に配置された面状の導光板ユニットとを有する、 複数の表示部と、前記複数の表示部のそれぞれに接続されており、前記複数の表示 部のそれぞれに表示される画像が隣接して表示されるように前記複数の表示部を配 置する接続部と、前記導光板ユニットにレーザ光を供給するレーザ光源とを備え、前 記レーザ光源は、前記接続部にレーザ光を出射し、前記接続部は、前記レーザ光源 力、ら出射されるレーザ光を前記複数の表示部のそれぞれの導光板ユニットに供給す

[0100] 上記の液晶表示装置では、複数の液晶パネルに接続部を介して光を供給する構 造によりレーザ光源からの光を効率よく面状導光板ユニットに供給できる。接続部を 介してレーザ光を供給することで、レーザ光源および光学系の数を少なくでき、小型 化、低コスト化が可能になる。さらにレーザ光源を用いることで、光源の輝度を高める ことが可能となり、微小な光学系、光学部品にも効率良く光りを入出力できるため、光 源を含む光学系、接続部の小型化、導光板ユニットの薄板化、が可能となる。さらに 、液晶パネルユニットを接続する部分にある接続部にレーザ光源を備えれば、接続 部を介して複数の液晶パネルと熱的につながることができ、複数のパネルを放熱板と して利用できる。このため、レーザ光源の放熱効果が高まり、小型の表示装置におい てもレーザ光源の放熱を十分とることができ、光源の信頼性向上、発光効率向上が 実現できる。

[0101] 前記接続部は、前記複数の表示部が閉状態から開状態へ変更可能となるように前 記複数の表示部の端部を回転軸として前記複数の表示部が開閉可能な状態で前記 複数の表示部を連結するヒンジ機構を有することが好ましい。

[0102] この場合、接続部がヒンジ機構を有することで、接続部を介して接続して!/、る複数 の液晶パネルユニットを開閉できるため、サイズを大幅に低減でき、携帯が容易にな

[0103] 前記複数の表示部は、第 1の表示部および第 2の表示部を含み、前記第 1の表示 部は、第 1の液晶表示パネルユニットと、第 1の導光板ユニットと、を有し、前記第 2の 表示部は、第 2の液晶表示パネルユニットと、第 2の導光板ユニットと、を有し、前記 接続部は、前記第 1および第 2の表示部が閉状態から開状態へ変更可能となるよう に前記第 1および第 2の表示部のうちの一方力 Sスライド可能な状態で前記第 1および 第 2の表示部を連結するスライド機構を有し、前記第 1の導光板ユニットは、前記接続 部と常時接触し、前記第 2の導光板ユニットは、レーザ光を入射させる入射部を有し 、前記接続部は、前記第 2の表示部をスライドさせて前記第 2の導光板ユニットの前 記入射部と接触し、前記入射部を通して前記第 2の導光板ユニットに前記レーザ光 を供給することが好ましい。

[0104] この場合、表示部をスライドすることで、液晶表示装置のサイズを大幅に低減し、携 帯を容易にする。表示部をスライドすることで、表示面積を拡大するとともに、スライド することによって、接続部と第 2の液晶表示パネルユニットとを接続し、画像表示が可 能となる。スライドが複数画面の表示が可能となるスィッチを兼ねることも可能である。

[0105] 前記接続部はさらに、前記レーザ光を入射させる一方の端面と、前記一方の端面 に対向する他方の端面と、前記一方の端面から入射される前記レーザ光を前記他方 の端面に向けて導波しながら前記複数の表示部のそれぞれの導波板ユニットに向け て拡散させる導波管を有することが好まし!/、。

[0106] この場合、接続部に導波管を備え、中空管の側面からの散乱を液晶表示パネルュ ニットの裏面に配置した導光板ユニットに供給することで、小型の光学系でレーザ光 を導光板に供給することが可能となり、小型構成が実現できる。

[0107] 前記導波管は、前記導波管の外周面のうちで前記複数の表示部のそれぞれの導 波板ユニットに向けて拡散される前記レーザ光が通過する面以外の面上に配置され た反射層を有することが好ましレ、。

[0108] この場合、導波管は、導光板ユニットへレーザ光を供給する部分以外の部分に反 射膜を設けることで、レーザ光が導光板ュュット以外に漏れることを防ぎ、効率より導 光板にレーザ光を供給することが可能となり、低消費電力化が可能となる。

[0109] 前記接続部はさらに、前記レーザ光を入射させる一方の端面と、前記一方の端面 に対向する他方の端面と、前記一方に端面から入射される前記レーザ光を前記他方 の端面に向けて伝搬しながら前記複数の表示部のそれぞれの導波板ユニットに向け て出力する光配線と、を有し、前記光配線は、前記レーザ光を前記複数の表示部の それぞれの導波板ユニットに向けて拡散させながら出力する複数の出力部を有する ことが好ましい。

[0110] この場合、光配線によりレーザ光を導光板ユニットに供給することで、接続部の体 積を大幅に低減できる。レーザ光源は、輝度が高いため、数 lO ^ m程度の光配線や 光ファイバ一にも光を損失することなく容易に結合できる。これらの光配線を用いて、 導光板ユニットにレーザ光を供給することで、接続部の体積は大幅に低減でき、装置 全体の小型化がはかれる。

[0111] 前記レーザ光源と前記接続部との間に配置され、前記レーザ光源から出射された レーザ光を前記接続部に伝搬する光配線を、さらに備えることが好ましい。

[0112] この場合、光配線を介して接続部にレーザ光を供給することで、レーザ配置の自由 度が増し、全体設計が容易になる。

[0113] 前記光配線は、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記接続部に出射する ための、互いに異なる位置に配置された複数の出射部を有し、前記接続部は、前記 複数の出射部のそれぞれに一対一対応し、対応する前記出射部から出射されたレ 一ザ光が入射される複数の入射部を有することが好ましい。

[0114] この場合、接続部から導光板ユニットにレーザ光を供給する場合、接続部における 光の均一分布が必要となる。レーザ光の供給する部分を複数わけて接続部に供給 することで、接続部におけるレーザ光の分布を容易に均一にすることができる。

[0115] 前記レーザ光源は、前記複数の出射部のそれぞれに一対一対応する複数のレー ザ光源を含み、前記複数のレーザ光源は、互いに乖離して配置されることが好ましい

[0116] この場合、レーザ光源としては、フルカラー用の RGB光源または、輝度を上げるた め複数の光源を用いる場合でも、これらの光源を乖離して配置することで、各レーザ 光の放熱特性を大幅に改善することが可能となる。レーザを用いることで、光配線を 用いても、損失が非常に少ないため、効率よく光を利用できかつ、放熱効果をあげる ことで、光源の長寿命化、高出力化が可能となる。

[0117] 前記レーザ光源は、複数のレーザ光源を含み、前記接続部は、前記複数のレーザ 光源から出射されたレーザ光が入射される複数の入射部を有し、前記複数のレーザ 光源のうちの少なくとも 1つは、前記複数のレーザ光源のうちの他のレーザ光源と異 なる入射部にレーザ光を出射することが好ましい。

[0118] この場合、接続部に複数のレーザ光を配置する場合に、複数の入射部から光を入 射することで、レーザ光源を離間して配置することが可能となり、レーザ光源の放熱 特性を改善し、光源の信頼性向上、高出力化が可能となる。

[0119] 前記液晶パネルユニットの表面近傍に配置され、前記液晶表示パネルユニットを照 明する外光の輝度を測定する照度計と、前記レーザ光源の光量を制御する光量制 御回路とをさらに備え、前記光量制御回路は、前記照度計による測定結果に基づい て前記レーザ光源の光量を増減させることが好ましい。

[0120] この場合、液晶表示装置をモパイル表示装置として、明るさの異なる場所で利用す る場合でも、画面の輝度を外部の明るさにあわせて調整することで、画面が見やすく なる。この際、レーザ光の強さを変調して画面の輝度を変えることで、光源の消費電 力を抑えること力 S可能となる。また、 RGBのレーザ光源を用いる場合でも、外部の明 るさ、および外部照明光の色に合わせて、 RGBレーザ光源のそれぞれの明るさを個 別に調整することで、外部照明に左右されず、自然な色を表現することが可能となる

[0121] 前記液晶表示パネルユニットに表示される画像を示す画像情報に応じて前記液晶 パネルユニットによる画像表示を制御する表示制御回路、をさらに備え、前記光量制 御回路は、前記照度計による測定結果および前記画像情報に基づ!/、て前記レーザ 光源の光量の増減させることが好ましレ、。

[0122] この場合、液晶表示パネルユニットに表示される画像に応じて画面の輝度を調整 することで、画面が見やすくなる。この際、レーザ光の強さを変調して画面の輝度を 変えることで、光源の消費電力を抑えることが可能となる。

[0123] 前記接続部は、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を前記複数の表示部のそ れぞれの導光板ユニットに供給することの可否を切り替える光スィッチと、前記スイツ チによる切り替えを制御する光スィッチ制御回路とをさらに備え、前記光スィッチ制御 回路は、前記表示制御回路が前記画像情報に応じて前記複数の液晶表示パネル ユニットによる画像表示を選択的に行なう場合に、前記画像情報に基づいて前記表 示制御回路による画像表示が非選択である液晶表示ユニットを特定し、当該特定さ れた液晶表示パネルユニットに対しては前記光スィッチによる切り替えによって前記 レーザ光の供給を遮断することが好まし!/、。

[0124] この場合、表示不要な液晶表示パネルユニットについて選択的に照明を消すこと 力できる。あるいは、光量制御部によりそれぞれの液晶表示パネルユニットに供給す るレーザ光量を制御することで、マルチパネル全体としての明るさを均一にすること や、あるいは、特定の液晶表示パネルユニットのみの輝度を高くして表示画面を明る くしたり、逆に輝度を低くして暗くすることもできる。このように選択的に照明を消す場 合やレーザ光量を調節する場合にぉレ、て、表示制御回路からの信号に基づき制御 することあでさる。

[0125] 前記レーザ光源から出射されるレーザ光を拡散させる拡散部、さらに備え、前記拡 散部は、中空管と、拡散粒子を含む液体からなる拡散液と、を含み、前記拡散液は、 前記中空管内を流動していることが好ましい。

[0126] この場合、拡散部の拡散状態を時間的に変化させることが可能となる。拡散部を通 過するレーザ光の拡散状態が時間的に変化させることで、スペックルノイズの低減が 可能となる。

[0127] 前記拡散部は、前記導光板ユニットの前記一方の主面に略平行な面において 2次 元的に引き回されて配置されており、前記レーザ光は、前記拡散部の複数個所で前 記拡散部を透過することが好まし!/、。

[0128] この場合、レーザ光が拡散部を複数回通過することで、拡散効果を強化し、スぺッ クルノイズをより低減することが可能となる。また、拡散部を 2次元的に配置することで

、省スペース化が図れるという効果が得られる。

[0129] 前記拡散部は、前記導光板ユニット内部に配置されていることが好ましい。

[0130] この場合、導光板ユニットを導波するレーザ光が拡散部を通過することで拡散され

、スペックルノイズを低減することが可能となる。

[0131] 前記中空管は、複数の中空管の束であることが好ましい。

[0132] この場合、レーザ光が多数の拡散部を通過することになりスペックル抑制効果を高 めることが可能となる。

[0133] 前記レーザ光源は、前記中空管の一部の近傍に配置されることが好ましい。

[0134] この場合、レーザ光源の発熱を拡散液によって液晶表示パネル全体に運ぶことが 可能となり、広い液晶表示面を利用してレーザ光源の放熱が可能となる。レーザ光源 の冷却効果を飛躍的に向上できるため、レーザ光源の信頼性向上、発光効率向上 が実現できる。

[0135] 前記中空管は、前記レーザ光源からの発熱による熱流動により前記拡散液を流動 させることが好ましい。

[0136] この場合、ポンプ等の拡散液を流動させる機構が不要となり、拡散部の構成を簡略 ィ匕すること力 Sでさる。

[0137] 前記接続部は、形状に可変性を持ち、前記導光板ユニットと直接接触する接触部 を有し、前記接触部と前記導光板ユニットを直接接触させることにより前記導光板ュ ニットに前記レーザ光を供給することが好ましい。

[0138] この場合、接続部から導光板ユニットへのレーザ光の供給を効率よく行うことができ

[0139] 前記接続部の屈折率は、前記導光板ユニットの屈折率以下であることが好ましい。

[0140] この場合、接続部を導光するレーザ光を低損失で導光板ユニットに供給することが できる。

[0141] 前記レーザ光源は、赤色、青色および緑色の少なくとも 3色を発光するレーザ光源 であることが好ましい。

[0142] この場合、 RGBレーザ光源によりフルカラー化が可能となる。

[0143] 本発明の他の一局面に従う面状光源は、面状導光板ユニットに照明用のレーザ光 を供給するためのレーザ光源部と、前記レーザ光を拡散する拡散部と、を備え、前記 拡散部は、中空管と、拡散粒子を含む液体からなる拡散液と、を含み、前記拡散液 は、前記中空管内部で流動している。

[0144] 上記の面状光源では、拡散部の拡散状態を時間的に変化させることが可能となる。

拡散部を通過するレーザ光の拡散状態が本発明の構成により時間的に変化させるこ とで、スペックルノイズの低減が可能となる。小型のマイクロポンプと中空管を用いるこ とで、非常に小型のスペックルノイズ除去機構が実現できる。このため、液晶表示装 置の薄型化が実現できる。また、スペックルノイズ低減のための駆動機構についても 、液体の流動とポンプを用いることで静音化が容易になり、非常に静かな構成が実現 できる。

[0145] 前記面状の導光板ユニットは、一方の主面から前記レーザ光を導光する平板状の 主面入射型導光板と、前記主面入射型導光板の内部または周辺部において 2次元 的に引き回されて配置された拡散部と、を備え、前記レーザ光は、前記拡散部を複 数個所で透過することが好ましレ、。

[0146] この場合、拡散液が満たされた中空管からなる拡散部によりレーザ光を拡散する構 成で、拡散部を 2次元的に配置し、レーザ光が拡散部を複数回通過することで、拡散 効果を強化し、スペックルノイズをより低減することが可能となる。また、拡散部を 2次 元的に配置することで、省スペース化が図れるという効果が得られる。

[0147] 前記面状の導光板ユニットは、一方の主面から前記レーザ光を導光する平板状の 主面入射型導光板と、前記主面入射型導光板の他方の主面に密接して 2次元的に 引き回して配置され、前記レーザ光を一方の端部側から入射して他方の端部側へ伝 搬させるとともに、前記主面入射型導光板の前記他方の主面から前記主面入射型導 光板中へ前記レーザ光を導光する拡散部とを含むことが好ましい。

[0148] この場合、レーザ光を導光する拡散部を 2次元的に配置し、拡散部の内部を導光 するレーザ光を導光板に導波することで、導光板に均一にレーザ光を導光すること が可能となる。同時に拡散部によりレーザ光を伝搬することで、拡散液を通過する距 離が大きくなるため、スペックルノイズがさらに低減できる。また拡散部によって、レー ザ光を任意の場所に運べるため、小型化に有効である。

[0149] 前記拡散部は、前記面状の導光板ユニットの内部に形成されており、前記導光板 ユニットを伝搬する前記レーザ光力 S、前記拡散部を通過することが好ましい。

[0150] この場合、導光板を導波するレーザ光が拡散部を通過することで拡散され、スぺッ クルノイズを低減することが可能となる。

[0151] 前記拡散部は、複数の中空管の束から構成され、前記レーザ光が前記拡散部を横 切ることが好ましい。

[0152] この場合、レーザ光が多数の拡散部を通過することになりスペックル抑制効果を高 めることが可能となる。

[0153] 前記レーザ光源部は、直接またはヒートシンクを介して、前記拡散液に接触してい ることが好ましい。

[0154] この場合、レーザ光源部の発熱を拡散液によって液晶表示パネル全体に運ぶこと が可能となり、広い液晶表示面を利用してレーザ光源部の放熱が可能となる。レーザ 光源部の冷却効果を飛躍的に向上できるため、レーザ光源の信頼性向上、発光効 率向上が実現できる。

[0155] 前記第 2の導光板ユニットと、前記第 2の導光板ユニットの端面に反射部と、をさら に備え、前記導光板で拡散されたレーザ光は、前記反射部で反射された後、前記第 2の導光板ユニットに導かれ、第 2の導光板ユニットの表面よりレーザ光を放射してい ることが好ましい。

[0156] この場合、導光板で均一化されたレーザ光源を第 2の導光板で面状の光源とし、液 晶パネルを照射することができる。導光板の面積を抑えた小型構造で、照射光の均 一化が図れる。

[0157] 前記拡散液の屈折率が、前記中空管の屈折率より高いことが好ましい。

[0158] この場合、屈折率差を利用して、中空管の中の拡散液の内部に光を閉じ込めること が可能となる。レーザ光を拡散液中を伝搬させることで、拡散部を用いて光の伝搬が 可能となる。また拡散液中を長い距離伝搬することで、レーザ光のスペックルノイズを 大幅に低減できる。

[0159] 前記拡散部の前記中空管の少なくとも一部の表面または内部に、グレーティングま たは拡散粒子からなる拡散領域を有することが好ましい。

[0160] この場合、拡散液中を伝搬する光を拡散領域において拡散部の側面に放射するこ とが可能となる。側面放射した光を導光板に導波させることで、面状の均一光源が実 現できる。

[0161] 前記拡散粒子の粒径は、サブ μ mから数 mの大きさで、拡散粒子の粒径がほぼ 均一であることが好ましい。

[0162] この場合、拡散粒子の粒径を小さくすることで、中空管の径を小さくしても、安定に 拡散液を流動させることができる。し力、しながら、拡散液による拡散効果を得るには、 拡散粒子の粒径は、光の波長オーダ以上である必要があるため、サブ〜数 in オーダの粒径が適している。さらに粒径をそろえることで、拡散状態を安定させ、均 一なスペックルノイズ低減効果が得られる。

[0163] 前記導光板の側面に反射膜を備えていることが好ましい。

[0164] この場合、導光板の側面からレーザ光が漏れることを防止し、レーザ光の利用効率 が向上する。その結果、低消費電力化が可能となる。

[0165] 前記レーザ光源部は、赤色、青色および緑色の少なくとも 3色を発光するレーザ光 源を有することが好ましい。

[0166] この場合、液晶表示装置はフルカラー表示することが可能となる。

[0167] さらにポンプを備え、前記ポンプにより前記中空管内の拡散液を流動していること が好ましい。

[0168] この場合、ポンプにより拡散液を流動することで、拡散強度を増し、スペックル低減 効果が強化される。さらに拡散液をレーザ光源の放熱に利用する場合、液の流動速 度を上げることで、熱抵抗を低減でき、放熱効果を高めることが可能となる。

[0169] 本発明のさらに他の一局面に従う液晶表示装置は、前記面状光源の表面側に密 接して配置された液晶表示パネルユニットをさらに備え、前記面状光源からのレーザ 光を前記液晶表示パネルユニットにより画像に変換している。

[0170] 上記の液晶表示装置では、面状光源を液晶バックライト用光源として用いることで、 色再現性の優れたレーザ光源が利用可能となり、さらにスペックルノイズが低減され るため、高画質な映像が表示できる。さらに、スペックルノイズの機構を小型化できる ため、薄型の液晶表示装置が構成できるという利点がある。また拡散液を流動させる ことで、光源のみならず、液晶パネルユニット自体の冷却効果が得られる。このため、 液晶表示装置の信頼性が向上するという利点がある。

産業上の利用可能性

[0171] 本発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルユニットと面状の導光板ユニットからな る表示部を複数個配置し、これらの表示部を接続部で接続し、接続部の配置したレ 一ザ光源により接続部を介して、面状導光板ユニットにレーザ光を供給する。このた め、複数の表示部に少ない数のレーザ光源からレーザ光を供給できるため、小型、 低消費電力化が可能となる。さらに、接続部によって表示パネルを折り畳むことで、 携帯可能な小型の表示装置を実現できる。レーザ光源は、発光面積が小さいため、 光学系の小型化、薄板化が容易であり、非常に薄ぐ軽量な液晶表示装置が実現で きるため、携帯型の大画面液晶表示装置として有効である。