松下電器産業株式会社 (〒01 大阪府門真市大字門真1006番地 Osaka, 5718501, JP)
| 所定の配列で配置されてマルチパネルを構成する複数の液晶表示パネルユニットと、 前記複数の液晶表示パネルユニットの各液晶表示パネルユニットの背面側にそれぞれ密接して配置され前記液晶表示パネルユニットの表示面を照明する複数の面状光源ユニットと、 前記複数の面状光源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、 前記レーザ光源部から前記複数の面状光源ユニットのそれぞれに対して前記レーザ光を導光する光ファイバー部と、を備えた、 ことを特徴とするマルチパネル型液晶表示装置。 |
| 請求項1に記載のマルチパネル型液晶表示装置において、 前記面状光源ユニットは、 一方の主面が前記液晶表示パネルユニットに密接し、他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、 前記光ファイバー部から延在され、前記主面入射型導光板の他方の主面上において2次元的に引き回されて配置された光ファイバー導光部と、 前記主面入射型導光板の他方の主面と前記光ファイバー導光部に接触するように設けられ、前記光ファイバー導光部との接触部よりレーザ光を取り出し、該取り出したレーザ光を前記主面入射型導光板の他方の主面との接触部より前記主面入射型導光板中へ導光する透明部材とを備える、 ことを特徴とするマルチパネル型液晶表示装置。 |
| 請求項1に記載のマルチパネル型液晶表示装置において、 前記面状光源ユニットは、 一方の主面が前記液晶表示パネルユニットに密接し、他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光導波路とを備える、 ことを特徴とするマルチパネル型液晶表示装置。 |
| 請求項1に記載のマルチパネル型液晶表示装置において、 前記面状光源ユニットは、 一方の主面が前記液晶表示パネルユニットに密接し、前記レーザ光を一方の端面部から入射し、前記一方の主面から出射する平板状の端面入射型導光板と、 前記端面入射型導光板の前記一方の端面部に密接し、前記レーザ光の光路を変換する光路変換部と、 前記光ファイバー部から前記レーザ光を取り出し前記光路変換部に導入するレーザ導光部とを備える、 ことを特徴とするマルチパネル型液晶表示装置。 |
| 請求項4に記載のマルチパネル型液晶表示装置において、 前記レーザ導光部は、 前記光ファイバー部から前記レーザ光を取り出す光学部材と、 前記光学部材から出射する前記レーザ光を一方の端面部から入射し、他方の端面部から前記光路変換部に入射するための変換部用導光板とを備える、 ことを特徴とするマルチパネル型液晶表示装置。 |
| 請求項5に記載のマルチパネル型液晶表示装置において、 前記変換部用導光板は、前記一方の端面部および前記他方の端面部を除く外周面に反射層または反射拡散層を備える、 ことを特徴とするマルチパネル型液晶表示装置。 |
| 請求項5または請求項6に記載のマルチパネル型液晶表示装置において、 前記光学部材は、前記光ファイバー部から取り出したレーザ光の光束を拡げて前記変換部用導光板に入射させるマイクロレンズアレイを備える、 ことを特徴とするマルチパネル型液晶表示装置。 |
| 請求項5または請求項6に記載のマルチパネル型液晶表示装置において、 前記光学部材は、前記光ファイバー部から延在され前記変換部用導光板の前記一方の端面部に並行して配置された光ファイバー引き出し部に接触し、該接触部から前記レーザ光を取り出して前記変換部用導光板の前記一方の端面部に前記レーザ光を入射する透明部材からなる、 ことを特徴とするマルチパネル型液晶表示装置。 |
| 請求項1に記載のマルチパネル型液晶表示装置において、 前記面状光源ユニットは、 一方の主面が前記液晶表示パネルユニットに密接し、前記レーザ光を一方の端面部から入射し、前記一方の主面から出射する平板状の端面入射型導光板と、 前記端面入射型導光板の前記一方の端面部に密接し、前記レーザ光を前記一方の端面部に並行した方向に導光するとともに、前記端面入射型導光板の前記一方の端面部に入射させる導光体とを備える、 ことを特徴とするマルチパネル型液晶表示装置。 |
| 請求項1ないし請求項9のいずれかに記載のマルチパネル型液晶表示装置において、 前記光ファイバー部は、複数の光ファイバーの束からなり、前記光ファイバーの一方の端部は前記レーザ光源部側に配置され、前記光ファイバーの他方の端部はそれぞれの前記面状光源ユニットに配置されている、 ことを特徴とするマルチパネル型液晶表示装置。 |
| 請求項10に記載のマルチパネル型液晶表示装置において、 前記光ファイバー部と前記レーザ光源部との間に、前記光ファイバーの各々に前記レーザ光を選択的に導光させるための光スイッチを配置した、 ことを特徴とするマルチパネル型液晶表示装置。 |
| 請求項11に記載のマルチパネル型液晶表示装置において、 前記光スイッチは、前記光ファイバーの各々に対する前記レーザ光の光透過量を制御する光量制御部を備える、 ことを特徴とするマルチパネル型液晶表示装置。 |
| 請求項11または請求項12に記載のマルチパネル型液晶表示装置において、 前記マルチパネルの各画像表示を制御する表示制御回路と、 前記表示制御回路からの信号に基づき、前記光スイッチを制御する光スイッチ制御回路と、をさらに備え、 前記液晶表示パネルユニットを選択的に表示する場合に、前記光スイッチ制御回路は前記表示制御回路からの信号に基づき、表示しない前記液晶表示パネルユニットに対しては前記光スイッチを作動させて前記レーザ光の導光を遮断する、 ことを特徴とするマルチパネル型液晶表示装置。 |
| 請求項12に記載のマルチパネル型液晶表示装置において、 前記マルチパネルの各画像表示を制御する表示制御回路と、 前記表示制御回路からの信号に基づき、前記光量制御部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液晶表示パネルユニットへ導光する前記レーザ光の光量を前記光量制部により制御する、 ことを特徴とするマルチパネル型液晶表示装置。 |
| 請求項1ないし請求項9のいずれかに記載のマルチパネル型液晶表示装置において、 前記光ファイバー部は、 光ファイバーと、 前記面状光源ユニットに近接して配置され、前記光ファイバーから前記レーザ光を分岐して取り出し、前記面状光源ユニットに導光する光分岐部とからなる、 ことを特徴とするマルチパネル型液晶表示装置。 |
| 請求項1ないし請求項15のいずれかに記載のマルチパネル型液晶表示装置において、 前記レーザ光源部は、少なくとも、赤色のレーザ光を発光するレーザ光源、青色のレーザ光を発光するレーザ光源、および緑色のレーザ光を発光するレーザ光源を有する、 ことを特徴とするマルチパネル型液晶表示装置。 |
| 請求項16に記載のマルチパネル型液晶表示装置において、 前記レーザ光源部は、複数の前記レーザ光源から発生したレーザ光を合波して1本のビームとする合波機構部を有する、 ことを特徴とするマルチパネル型液晶表示装置。 |
| 請求項1に記載のマルチパネル型液晶表示装置において、 前記面状光源ユニットは、各々、 レーザ光を入力する入力光コネクタと、 レーザ光を出力する出力光コネクタと、 前記入力光コネクタと前記出力光コネクタとをつなぐ光ファイバーと、を備え、 前記レーザ光源部より出力されたレーザ光は、前記入力光コネクタ、出力光コネクタ、及びこれら光コネクタをつなぐ光ファイバーを介して、マルチパネルを構成する各液晶表示パネルユニットの各面状光源ユニットに導光される、 ことを特徴とするマルチパネル型液晶表示装置。 |
| 請求項1に記載のマルチパネル型液晶表示装置において、 前記ファイバー部の光ファイバーに供給したレーザ光の反射光強度を検出する検出器を備え、 前記反射光強度に従い、前記光ファイバーに供給するレーザ光の強度を制御する、 ことを特徴とするマルチパネル型液晶表示装置。 |
| 請求項1に記載のマルチパネル型液晶表示装置において、 前記光ファイバー部の光ファイバーがマルチモードファイバーである、 ことを特徴とするマルチパネル型液晶表示装置。 |
本発明は、レーザ光源部からのレーザ光 面状光源ユニットに供給し、その面状光源 ニットを用いて液晶表示パネルユニットを 明するマルチパネル型液晶表示装置(以下、 マルチパネルLCDとも記す)に関する。
液晶表示装置は、パーソナルコンピュー 用のディスプレイ装置としての利用だけで く、テレビジョンとしても利用されること より大画面化、高画質化が要求されている このような液晶表示装置には、液晶表示パ ルを背面側から照明するための面状光源装 が用いられているが、この面状光源装置の 源としては冷陰極蛍光管を利用するものが かった。しかしながら、冷陰極蛍光管方式 場合には、冷陰極蛍光管から発生する熱に り液晶表示装置の表示性能が劣化する等の 題を有している。さらに、近年テレビ受像 としての需要の増大により、さらに高画質 が要求されており、このため発光ダイオー (以下、LEDと記す)等を用いることが検討さ ている。
第1の例として、例えば、特許文献1には 発熱による影響を避けるために、例えば冷 極蛍光管を有する光源と、面状光源を構成 る断面が楔形の第1の導光体と、その端面部 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 ぶ光ファイバーとからなるバックライトで 明される液晶表示装置が示されている。こ ように従来構成とは異なり、冷陰極蛍光管 第1の導光体との間を光ファイバーで接続す 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 している。
また、第2の例として、例えば、特許文献 2には、LEDのような点光源を用いても導光板 の無効領域を低減して装置の小型化と軽量 を実現するために、断面が楔形状の導光板 用いた面状光源装置が示されている。この うなLEDを用いた面状光源装置は冷陰極蛍光 を用いたものに比べて、色の再現性が良好 、高画質を得ることができる。
さらに、第3の例として、例えば、特許文 献3には、少量のLEDを用いて、発光する面に ける輝度を均一にできる面状光源装置とし 、LEDに接続された1本の光導波路を導光板の 面に蛇行させて配置する構造が示されてい 。
また、赤色(R)光、青色(B)光および緑色(G) のLEDのみでなく、さらに他の色を発光するL EDを用いて、より高画質を実現する面状光源 置も実用化されている。さらに、LEDの一部 半導体レーザ素子で置き換えた面状光源装 も検討されている。半導体レーザ素子は、L EDに比べて、高輝度、高出力であり、駆動電 の低減や高画質化が可能であることによる
一方、多数の液晶パネルを平面的に並べて
画面またはマルチ画面を構成するマルチパ
ルLCDも種々の構成が開発され、実用化され
いる。例えば、第4の例として、特許文献4
は、複数の液晶表示パネルユニットをタイ
状に配置し、この裏面側に複数の液晶表示
ネルユニットを跨ぐように直線状の蛍光ラ
プを並べて面状光源装置としたマルチパネ
LCDが示されている。
上記第1の例は、液晶表示装置とは別置き 構成の光源を備えているが、液晶表示パネル をユニット化してマルチ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、第 2の例および第3の例についても、LEDを用いて 均一で、かつ高輝度の面状光源装置を実現 、液晶表示装置に用いる構成は示されてい が、これらにおいても液晶表示パネルをユ ット化してマルチ構成とすることについて 同様にまったく開示も示唆もない。
一方、第4の例では、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が、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またがるように直線状の 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 るだけでなく、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く、長期的な信頼性 を保障することが困難であるものである。ま た、このような方式では、1つの壁面にのみ か貼り付けることができず、例えば曲面部 に貼り付けて全体として曲面形状のマルチ ネル液晶表示装置とすることができず、使 態様の自由度がない。
ところで、テレビ受像機などでは一枚の 晶表示パネルを用いて大画面化が達成され きているが、公共の場所など不特定多数の に同時に情報や画像を提供するためには、 り大画面の表示装置が要求される。また、 置すべき空間にあわせて液晶表示パネルユ ットを平面的に、あるいは曲面的に配置す ことが自由に行えるようにして、より迫力 ある画像を提供することも要求される。こ ような要求を満たすためには、複数の液晶 示パネルユニット間の繋ぎ目を小さくする 同時に、その背面側に配置する面状光源装 についても液晶表示パネル程度の大きさと ることが必要である。さらに、LEDや蛍光管 配置する場合には、多数のLEDや蛍光管のそ ぞれの発光輝度や寿命が異なるために液晶 示装置全体としての信頼性を充分保障する とができない。
本発明は、上記の従来の課題を解決する ので、裏面側に面状光源ユニットを配置し 複数の液晶表示パネルユニットを平面的ま は曲面的に配置可能で、かつ表示装置の部 的な輝度低下等を防止して高信頼性のマル パネルLCDを提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本願の請 項1にかかるマルチパネル型液晶表示装置は 、所定の配列で配置されてマルチパネルを構 成する複数の液晶表示パネルユニットと、前 記複数の液晶表示パネルユニットの各液晶表 示パネルユニットの背面側にそれぞれ密接し て配置され前記液晶表示パネルユニットの表 示面を照明する複数の面状光源ユニットと、 前記複数の面状光源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 レーザ光源部から前記複数の面状光源ユニッ トのそれぞれに対して前記レーザ光を導光す る光ファイバー部と、を備えた、ことを特徴 とするものである。
これにより、複数の液晶表示パネルユニ トを配置・構成したマルチパネル型液晶表 装置において、マルチパネルの画面を均一 照明することができる。
また、個々の面状光源ユニットに光源を 置しないので、一部の面状光源ユニットの 源の劣化による品質の低下や装置全体とし の寿命の低下等が生じるのを防止でき、ま 、面状光源ユニット内に光源を配置するた のスペースを必要とせず、装置の薄型化を ることができ、さらに、光源による液晶表 パネルユニットの発熱がないマルチパネル 液晶表示装置を実現できる。
また、光源と各液晶表示パネルユニット 面状光源ユニットをファイバーで接続して を供給することで、マルチパネル型液晶表 装置の使用形態の自由度を大幅に増大でき 。
また、照明用の光源としてレーザ光源を いることで、マルチパネル型液晶表示装置 、省スペース化、薄型化が可能になる。
また、ファイバーとレーザ光源を用いる とで、光の伝搬損失を大幅に低減でき、利 効率を向上できることにより、消費電力を 幅に低減できる。
さらに、レーザ光源を用いることから、 再現性に優れたマルチパネル型液晶表示装 を実現することができる。
また、本願の請求項2にかかるマルチパネ ル型液晶表示装置は、請求項1記載のマルチ ネル型液晶表示装置において、前記面状光 ユニットが、一方の主面が前記液晶表示パ ルユニットに密接し、他方の主面から前記 ーザ光を導光する平板状の主面入射型導光 と、前記光ファイバー部から延在され、前 主面入射型導光板の他方の主面上において2 元的に引き回されて配置された光ファイバ 導光部と、前記主面入射型導光板の他方の 面と前記光ファイバー導光部に接触するよ に設けられ、前記光ファイバー導光部との 触部よりレーザ光を取り出し、該取り出し レーザ光を前記主面入射型導光板の他方の 面との接触部より前記主面入射型導光板中 導光する透明部材とを備える、ことを特徴 するものである。
これにより、光ファイバー部から延在さ た光ファイバー導光部の複数箇所からレー 光を取り出して主面入射型導光板に入射す ことで、液晶表示パネルユニットの表示領 を均一な輝度で照明することができる。
また、このような構成とすることにより 面状光源ユニットを液晶表示パネルユニッ の大きさと同程度とすることができるので マルチパネル構成とした場合に面状光源ユ ットによる制約でパネル間の継ぎ目が大き なってしまうことを抑制できる。
また、光ファイバーは曲率の小さな曲げ 形成したり、被覆を剥いて屈折率の大きな 材に強く押し付けたりすることで、容易に ーザ光を取り出すことができるので、この 法を利用すれば、特別なスペースを設ける となく、光ファイバーから光源ユニットへ 光の供給が可能であり、面状光源ユニット 小型で簡単な構成のものとできる。
また、本願の請求項3にかかるマルチパネ ル型液晶表示装置は、請求項1記載のマルチ ネル型液晶表示装置において、前記面状光 ユニットが、一方の主面が前記液晶表示パ ルユニットに密接し、他方の主面から前記 ーザ光を導光する平板状の主面入射型導光 と、前記主面入射型導光板の他方の主面に 接して2次元的に引き回して配置され、前記 ーザ光を一方の端部側から入射して他方の 部側へ伝搬させるとともに、前記主面入射 導光板の前記他方の主面から前記主面入射 導光板中へ前記レーザ光を導光する光導波 とを備える、ことを特徴とするものである
これにより、主面入射型導光板に密接し 光導波路を配置することで、薄型の面状光 ユニットを実現できる。すなわち、レーザ 源は通常のランプやLEDに比べて、非常に輝 が高いためコア径が数10μm程度の非常に細 ファイバーにも高効率で結合が可能であり 光のパワー密度の高い状態でファイバーに を供給できる。これにより、導光板の側面 ら光を供給する構成を取っても、ファイバ に必要な幅を100μm以下に抑えることができ これによって、導光板ユニットのつなぎ目 目立たなくすることができ、また光導波路 薄型のものとできる。
また、本願の請求項4にかかるマルチパネ ル型液晶表示装置は、請求項1記載のマルチ ネル型液晶表示装置において、前記面状光 ユニットが、一方の主面が前記液晶表示パ ルユニットに密接し、前記レーザ光を一方 端面部から入射し、前記一方の主面から出 する平板状の端面入射型導光板と、前記端 入射型導光板の前記一方の端面部に密接し 前記レーザ光の光路を変換する光路変換部 、前記光ファイバー部から前記レーザ光を り出し前記光路変換部に導入するレーザ導 部とを備える、ことを特徴とするものであ 。
また、本願の請求項5にかかるマルチパネ ル型液晶表示装置は、請求項4記載のマルチ ネル型液晶表示装置において、前記レーザ 光部が、前記光ファイバー部から前記レー 光を取り出す光学部材と、前記光学部材か 出射する前記レーザ光を一方の端面部から 射し、他方の端面部から前記光路変換部に 射するための変換部用導光板とを備える、 のである。
また、本願の請求項6にかかるマルチパネ ル型液晶表示装置は、請求項5記載のマルチ ネル型液晶表示装置において、前記変換部 導光板が、前記一方の端面部および前記他 の端面部を除く外周面に反射層または反射 散層を備える、ことを特徴とするものであ 。
さらに、本願の請求項4ないし請求項6に いて、前記端面入射型導光板を2重構造にし 、一層目の導光板ではレーザ光を面内方向 十分拡散させ、2層目の導光板の表面から面 状に光を照射する面状ユニットを構成するこ とも可能である。2層構造にすることで光の 布が均一になり、面内均一性の高い光源ユ ットが構成できる。レーザ光を用いること 、光の輝度が高いため、導光板を数100μm程 に非常に薄くしても、高い効率で光を結合 せることが可能になる。これによって、多 の導光板を利用する構造をとっても、薄型 液晶パネルが構成できる。
また、本願の請求項7にかかるマルチパネ ル型液晶表示装置は、請求項5または請求項6 記載のマルチパネル型液晶表示装置におい 、前記光学部材が、前記光ファイバー部か 取り出したレーザ光の光束を拡げて前記変 部用導光板に入射させるマイクロレンズア イを備える、ことを特徴とするものである
これにより、光ファイバー部から延在し 光ファイバー引き出し部の端部からレーザ を取り出し、変換部用導光板を介して光路 換部に入射させることができ、端面入射型 光板を含む面状光源ユニットの材料構成お び設計が容易となる。
また、本願の請求項8にかかるマルチパネ ル型液晶表示装置は、請求項5または請求項6 記載のマルチパネル型液晶表示装置におい 、前記光学部材が、前記光ファイバー部か 延在され前記変換部用導光板の前記一方の 面部に並行して配置された光ファイバー引 出し部に接触し、該接触部から前記レーザ を取り出して前記変換部用導光板の前記一 の端面部に前記レーザ光を入射する透明部 からなる、ことを特徴とするものである。
これにより、光ファイバー部から延在し 光ファイバー引き出し部の端部近傍の、光 ァイバーと透明部材の接触部からレーザ光 取り出し、変換部用導光板を介して光路変 部に入射させることができるので、端面入 型導光板を含む面状光源ユニットの材料構 および設計が容易となる。
また、本願の請求項9にかかるマルチパネ ル型液晶表示装置は、請求項5または請求項6 記載のマルチパネル型液晶表示装置におい 、前記面状光源ユニットが、一方の主面が 記液晶表示パネルユニットに密接し、前記 ーザ光を一方の端面部から入射し、前記一 の主面から出射する平板状の端面入射型導 板と、前記端面入射型導光板の前記一方の 面部に密接し、前記レーザ光を前記一方の 面部に並行した方向に導光するとともに、 記端面入射型導光板の前記一方の端面部に 射させる導光体とを備える、ことを特徴と るものである。
このような構成とすることにより、面状 源ユニットの構成を非常に簡略化できる。
また、本願の請求項10にかかるマルチパ ル型液晶表示装置は、請求項1ないし請求項9 のいずれかに記載のマルチパネル型液晶表示 装置において、前記光ファイバー部が、複数 の光ファイバーの束からなり、前記光ファイ バーの一方の端部は前記レーザ光源部側に配 置され、前記光ファイバーの他方の端部はそ れぞれの前記面状光源ユニットに配置されて いる、ことを特徴とするものである。
これにより、レーザ光源部から複数の光 ァイバーにレーザ光を分岐して取り込み、 れぞれの面状光源ユニットにレーザ光を供 することができるので、レーザ光源部のレ ザ光源が劣化した場合に容易に交換するこ ができる。
また、本願の請求項11にかかるマルチパ ル型液晶表示装置は、請求項10に記載のマル チパネル型液晶表示装置において、前記光フ ァイバー部と前記レーザ光源部との間に、前 記光ファイバーの各々に前記レーザ光を選択 的に導光させるための光スイッチを配置した 、ことを特徴とするものである。
また、本願の請求項12にかかるマルチパ ル型液晶表示装置は、請求項11に記載のマル チパネル型液晶表示装置において、前記光ス イッチが、前記光ファイバーの各々に対する 前記レーザ光の光透過量を制御する光量制御 部を備える、ことを特徴とするものである。
また、本願の請求項13にかかるマルチパ ル型液晶表示装置は、請求項11または請求項 12に記載のマルチパネル型液晶表示装置にお て、前記マルチパネルの各画像表示を制御 る表示制御回路と、前記表示制御回路から 信号に基づき、前記光スイッチを制御する スイッチ制御回路と、をさらに備え、前記 晶表示パネルユニットを選択的に表示する 合に、前記光スイッチ制御回路は前記表示 御回路からの信号に基づき、表示しない前 液晶表示パネルユニットに対しては前記光 イッチを作動させて前記レーザ光の導光を 断する、ことを特徴とするものである。
また、本願の請求項14にかかるマルチパ ル型液晶表示装置は、請求項12に記載のマル チパネル型液晶表示装置において、前記マル チパネルの各画像表示を制御する表示制御回 路と、前記表示制御回路からの信号に基づき 、前記光量制御部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液 晶表示パネルユニットへ導光する前記レーザ 光の光量を前記光量制部により制御する、こ とを特徴とするものである。
このような構成とすることにより、表示 要な液晶表示パネルユニットについて選択 に照明を消すことができる。あるいは、光 制御部によりそれぞれの液晶表示パネルユ ットに供給するレーザ光量を制御すること 、マルチパネル全体としての明るさを均一 することや、あるいは特定の液晶表示パネ ユニットのみの輝度を高くして表示画面を るくしたり、逆に輝度を低くして暗くした することもできる。また、このように選択 に照明を消す場合やレーザ光量を調節する 合において、表示制御回路からの信号に基 き制御することができる。
また、本願の請求項15にかかるマルチパ ル型液晶表示装置は、請求項1ないし請求項9 のいずれかに記載のマルチパネル型液晶表示 装置において、前記光ファイバー部は、光フ ァイバーと、前記面状光源ユニットに近接し て配置され、前記光ファイバーから前記レー ザ光を分岐して取り出し、前記面状光源ユニ ットに導光する光分岐部とからなる、ことを 特徴とするものである。
これにより、1本あるいは3本程度の光フ イバーで引き回して面状光源ユニットの近 で別の光ファイバーに分岐する構成とする とができ、これにより、細い光ファイバー で引き回すことができる。
また、本願の請求項16にかかるマルチパ ル型液晶表示装置は、請求項1ないし請求項1 5のいずれかに記載のマルチパネル型液晶表 装置において、前記レーザ光源部は、少な とも、赤色のレーザ光を発光するレーザ光 、青色のレーザ光を発光するレーザ光源、 よび緑色のレーザ光を発光するレーザ光源 有する、ことを特徴とするものである。
これにより、フルカラー表示を行うこと できる。なお、赤色、青色および緑色だけ なく、さらに波長の異なるレーザ光源も使 すれば、より色再現性に優れたフルカラー 示を行うこともできる。
また、本願の請求項17にかかるマルチパ ル型液晶表示装置は、請求項16に記載のマル チパネル型液晶表示装置において、前記レー ザ光源部が、複数の前記レーザ光源から発生 したレーザ光を合波して1本のビームとする 波機構部を有する、ことを特徴とするもの ある。
これにより、光ファイバー部の構成を簡 化できる。
また、本願の請求項18にかかるマルチパ ル型液晶表示装置は、請求項1に記載のマル パネル型液晶表示装置において、前記面状 源ユニットは、各々、レーザ光を入力する 力光コネクタと、レーザ光を出力する出力 コネクタと、前記入力光コネクタと前記出 光コネクタとをつなぐ光ファイバーと、を え、前記レーザ光源部より出力されたレー 光は、前記入力光コネクタ、出力光コネク 、及びこれら光コネクタをつなぐ光ファイ ーを介して、マルチパネルを構成する各液 表示パネルユニットの各面状光源ユニット 導光される、ことを特徴とするものである
これにより、マルチパネル型液晶表示装 全体の構成をシンプルなものとできる。
また、本願の請求項19にかかるマルチパ ル型液晶表示装置は、請求項1に記載のマル パネル型液晶表示装置において、前記ファ バー部の光ファイバーに供給したレーザ光 反射光強度を検出する検出器を備え、前記 射光強度に従い、前記光ファイバーに供給 るレーザ光の強度を制御する、ことを特徴 するものである。
これにより、ファイバーの破損や、パネ の破損が発生した場合に、これを光ファイ ーに供給したレーザ光の反射光強度の変化 よって検出し、光ファイバーに供給するレ ザ光を制御でき、破損場所からの光の漏れ 防いで安全を確保できる。
また、本願の請求項20にかかるマルチパ ル型液晶表示装置は、請求項1記載のマルチ ネル型液晶表示装置において、前記光ファ バー部の光ファイバーがマルチモードファ バーである、ことを特徴とするものである
これにより、レーザの干渉により発生す スペックルノイズを低減できる。
本発明によれば、液晶表示パネルユニッ を組み合わせて構成したマルチパネルLCDに いて、面状光源ユニットへの照明光を別の 所に配置したレーザ光源部により供給する で、マルチパネルの画面を均一に照明する とができる。また、従来構成のように、個 の面状光源ユニットに光源を配置しないの 、光源部による品質の低下や装置全体とし の寿命の低下等が生じるのを防止できる。 らに、レーザ光源を用いることから、色再 性に優れたマルチパネルLCDを実現すること できるという大きな効果を奏する。
100,200,300,400,500 マルチパネル型液晶表示
置(マルチパネルLCD)
2 液晶表示パネルユニット
3,36,41,51,61,76,90 面状光源ユニット
4,250,350,360,450,550 表示ユニット
5,28 レーザ光源部
6 光ファイバー部
7,33 光ファイバー
8 透明部材
9,42 主面入射型導光板
10,16 偏光フィルム
11,15 ガラス基板
12 画素
12a 赤色画素部(Rサブピクセル)
12b 緑色画素部(Gサブピクセル)
12c 青色画素部(Bサブピクセル)
13 液晶
14 色フィルタ
14a Rフィルタ
14b Gフィルタ
14c Bフィルタ
17 シール層
18 合波機構部
19 赤色レーザ光源
20 緑色レーザ光源
21 青色レーザ光源
22,23 波長選択ミラー
24 分岐ユニット
25 ビームスプリッタ
26,64 反射ミラー
27 導波路型光スイッチ
29,30 光スイッチ
34a,34b,34c,37a,70 光ファイバー導光部
35a,35b,35c 光分岐部
38a,38b,38c,39a,39b,39c,71 光ファイバー引き出
部
43 光導波路
44 反射層
45 透明基材
52,77 端面入射型導光板
53,78 第1の導光板
54,79 第2の導光板
55,62 光路変換部
56,63,72 レーザ導光部
57 光学部材
58 反射鏡
59,65 マイクロレンズアレイ
60,67 変換部用導光板
66 ミラー駆動機構
80 導光体
81 接合部
82 端面部
101 面状光源ユニット
103 光ファイバー部
104 光源
105 入力光コネクタ
106 出力光コネクタ
107 光ファイバー
1801 検出器
1802 合波機構部
1803 光ファイバー
1804 戻り光
1805 ハーフミラー
1806 ビームスプリッタ
1807 反射ミラー
以下、本発明の実施の形態について、図 を参照しながら説明する。なお、同じ要素 ついては同じ符号を付しており、説明を省 する場合がある。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1によるマルチ
ネルLCD100を説明する概略図で、液晶表示パ
ルユニット2の表示面側からみた図である。
実施の形態1によるマルチパネルLCD1は、複
の液晶表示パネルユニット2と、液晶表示パ
ルユニット2の背面側にそれぞれ密接して配
置された面状光源ユニット3と、面状光源ユ
ット3に照明用のレーザ光を供給するための
ーザ光源部5と、レーザ光源部5から面状光
ユニットのそれぞれに対してレーザ光を導
する光ファイバー部6とを備えている。そし
、液晶表示パネルユニット2は設定された配
列で配置されてマルチパネルを構成しており
、面状光源ユニット3は光ファイバー部6から
射されたレーザ光を液晶表示パネルユニッ
2の表示面に照明するものである。また、光
ファイバー部6は複数の光ファイバーの束か
なり、光ファイバーの一方の端部はレーザ
源部5側に配置され、光ファイバーの他方の
部はそれぞれの面状光源ユニット2の背面上
に図示するように蛇行した形状に配置され、
光ファイバー導光部70を構成する。
なお、本実施の形態1のマルチパネルLCD100 では、液晶表示パネルユニット2および面状 源ユニット3を組み合わせた表示ユニット4を 縦3面、横5面の合計15ユニット配置した例を している。さらに、図示するように第1列と 5列とが、内側に曲げられて配置された例を 示している。なお、本発明のマルチパネルLCD は、図1に示す配置構成に限定されるもので なく、さらに多数個の表示ユニット4を組み わせた配置としてもよい。あるいは、複数 表示ユニット4を平面状に配置する構成でも よい。さらには、マルチパネル全体として曲 面状になるように表示ユニット4を配置して よい。
次に、図1に示すマルチパネルLCD100の詳細 構成について説明する。図2は、図1に示すマ チパネルLCD1の構成を説明するために1列の を抽出した部分図であり、図2(a)は面状光源 ニット3側からみた平面図、図2(b)は図2(a)に す2B-2B線で切断した断面図を示す。さらに 図3は、マルチパネルLCD100の表示ユニット4の 構成を説明するための断面図である。以下、 これらの図を用いて、本実施の形態1のマル パネルLCD100の構成を説明する。
液晶表示パネルユニット2は、透過型また は半透過型構成で、例えばTFTアクティブマト リクス型構成であり、表示領域には図3に示 ように赤色画素部(Rサブピクセル)12a、緑色 素部(Gサブピクセル)12bおよび青色画素部(Bサ ブピクセル)12cを1つの画素12とする多数の画 が設けられており、TFTにより駆動される。 して、2枚のガラス基板11、15の間に液晶13が けられており、この液晶13を駆動するため TFTはガラス基板11、15の一方に形成されてい が、図示していない。また、画素12のRサブ クセル12a、Gサブピクセル12bおよびBサブピ セル12cに対応した位置に、Rフィルタ14a、Gフ ィルタ14bおよびBフィルタからなる色フィル 14が形成されている。さらに、2枚のガラス 板11、15の外表面には、偏光軸が互いに直交 る偏光フィルム10、16が配置されている。
2枚のガラス基板11、15の外周領域はシー 層17によりシールされており、液晶13を封止 ている。このシール層17は、マルチパネル 構成する場合にパネル間の継ぎ目としてみ るので、できるだけ小さくすることが要求 れる。さらに、TFTが形成されているガラス 板11には、TFTを駆動するための駆動ドライバ (図示せず)をTFTに接続するための接続領域を ける必要がある。この接続領域についても ルチパネルを構成する場合に、パネル間の ぎ目となる。本実施の形態1のマルチパネル LCD1においては、液晶表示パネルユニット2に いては、従来から使用されているものを用 るものとする。したがって、さらなる説明 省略する。
本実施の形態1のマルチパネルLCD100の面状 光源ユニット3は、以下の構成からなる。す わち、一方の主面が液晶表示パネルユニッ 2に密接し、他方の主面からレーザ光を導光 る平板状の主面入射型導光板9を備えている 。そして、光ファイバー部6から分岐された ファイバー引き出し部71より延在され、主面 入射型導光板9の他方の主面上において、2次 的に引き回されて配置された光ファイバー 光部70を備えている。また、主面入射型導 板9と光ファイバー導光部70との間であって 光ファイバー導光部70に対して複数箇所でそ れぞれ接触して、それぞれの接触部からレー ザ光を取り出し、主面入射型導光板9の他方 主面から主面入射型導光板9中へレーザ光を 光する透明部材8を備えている。
なお、光ファイバー導光部70は、光ファ バー7の束から構成される光ファイバー部6か ら分岐されて主面入射型導光板9の他方の主 上に蛇行した形状に配置されている。この ファイバー導光部70には、赤色光(R光)、緑色 光(G光)および青色光(B光)のレーザ光が合波さ れた状態で導光されている。そして、透明部 材8は楔形状であり、その楔の頂点が光ファ バー導光部70に接触し、かつ底面が主面入射 型導光板9に密接して配置されている。そし 、透明部材8の頂点が接触している領域の光 ァイバー導光部70に圧力を加えると、図4(a) 示すように、光ファイバー導光部70がその 分107で歪む。この曲部107の曲率半径を1cm以 にすることでこの曲部107よりレーザ光108が 明部材8中に矢印109のように漏れ出し、主面 射型導光板9に入射される。この主面入射型 導光板9は、入射した光を散乱させながら均 化して、一方の主面から液晶表示パネルユ ット2に照明する機能を有する。なお、主面 射型導光板9と液晶表示パネルユニット2と 間に、拡散板をさらに設けてもよい。また 光ファイバー導光部70と透明部材8の頂点の 触部については、光ファイバー導光部70に圧 力を加える代わりに、図4(b)に示すように、 ファイバー導光部70の被覆を一部剥がし、こ の被覆を剥がした部分を接着剤110で透明部材 8の頂点に接着するようにしてもよい。この うな構成とすることにより、この接着部分 らレーザ光108が透明部材8中に矢印109のよう 漏れ出し、主面入射型導光板9に入射される 。ここで、接着剤110としては、光ファイバー 導光部70よりも屈折率が高いものが望ましい
次に本実施の形態1によるマルチパネルLCD のレーザ光源部5と光ファイバー部6の具体的 構成について説明する。図5は、本実施の形 態1のマルチパネルLCD1に用いるレーザ光源部5 と光ファイバー部6の構成を説明するための で、図5(a)は外観を示す斜視図、図5(b)はレー ザ光源部5および光ファイバー部6の内部構成 示す模式図である。
図5(a)に示すように、レーザ光源部5に光 ァイバー部6が接続されており、光ファイバ 部6は個々の光ファイバー7が束ねられて構 されている。そして、図5(b)に示すように、 ーザ光源部5は、合波機構部18と分岐ユニッ 24を複数含んで構成されている。合波機構 18は、赤色レーザ光源19、緑色レーザ光源20 よび青色レーザ光源21からそれぞれ発生した レーザ光を、波長選択ミラー22、23を介して 波して1本のビームとする機能を有する。波 選択ミラー22は、赤色レーザ光を透過させ 緑色レーザ光を反射するものであり、また 波長選択ミラー23は赤色レーザ光及び緑色レ ーザ光を透過させ、青色レーザ光を反射する ものである。また、分岐ユニット24は、この 波機構部18から出射したレーザ光を個々の ファイバー7a~7oに導光するためのビームスプ リッタ25と反射ミラー26とで構成されている この分岐ユニット24は、合波機構部18から出 するレーザ光をビームスプリッタ25と反射 26により分割して、それぞれの光ファイバー 7a~7oにレーザ光を導光する機能を有する。
例えば、合波機構部18から出射したレー 光は、第1番目に配置されているビームスプ ッタ25で出力強度の等しい2つのレーザ光に 割され、一方のレーザ光は第2番目に配置さ れているビームスプリッタ25で出力強度の等 い2つのレーザ光に分割される。そして、こ の第2番目のビームスプリッタ25から出射する レーザ光の一方は、光ファイバー部6中の第1 目の光ファイバー7aへ導光される。また、 方のレーザ光は反射鏡29で反射されて第2番 の光ファイバー7bへ導光される。他のビーム スプリッタ25と反射鏡26についても、同様な 用を生じることで、個々の光ファイバー7に じ発光強度を有するレーザ光が導光される なお、図5(b)に示すレーザ光源部5において 、1つの合波機構部18と分岐ユニット24から分 割されるレーザ光は5本であり、それぞれ別 の光ファイバー7に導光されている。そして 図5(b)に示すように、3つの合波機構部18から 、光ファイバー7a~7oにレーザ光が導光されて る。
このような構成とすることで、図1から図 3に示すように、本実施の形態1によるマルチ ネルLCD100においては、面状光源ユニット3を 液晶表示パネルユニット2とほぼ同一の形状 することができ、かつ液晶表示パネルユニ ト2の表示面全体にわたり均一にレーザ光を 明することができる。したがって、マルチ ネル構成とした場合でも、パネル間のつな 目は液晶表示パネルユニット2のシール層17 駆動ドライバをTFTと接続するための接続領 等により制約されるのみで、面状光源ユニ ト3によっては制約を受けないようにするこ とができ、つなぎ目の目立たないマルチパネ ルLCDを実現できる。
また、本実施の形態1によるマルチパネル LCD100においては、複数の液晶表示パネルユニ ットを組み合わせて構成したマルチパネルLCD において、背面から照明するための照明光に ついては、面状光源ユニットとは別の場所に 配置した、複数の液晶表示パネルユニットに 共通のレーザ光源により供給するので、マル チパネルの画面を均一に照明することができ る。
また、従来構成のように、個々の面状光 ユニットに光源を配置しないので、一部の 状光源ユニットの光源の劣化による品質の 下や装置全体としての寿命の低下等が生じ のを防止できる。また、光源と各液晶表示 ネルユニットの面状光源ユニットをファイ ーで接続し、各面状光源ユニットにファイ ーで光を供給することで、マルチパネルLCD 使用形態の自由度を大幅に増大できる。ま 、各表示ユニットの面状光源ユニット内に 源を配置しないので、面状光源ユニット内 光源を配置するためのスペースを必要とせ 、装置の薄型化を図ることができる。また 面状光源ユニット内に光源を配置しないの 、光源による液晶表示パネルユニットの発 がないマルチパネルLCDを実現できる。
また、本実施の形態1では、マルチパネル LCDを背面から照明するための光源としてレー ザ光源を用いることで、マルチパネルLCDの、 省スペース化、薄型化が可能になる。光源を 面状光源ユニットとは別の場所に配置する場 合に、通常のランプやLEDを光源として用いる と、光源の発光点の大きさが1mm程度となるた め、この光を効率よくファイバーや導波管に 結合するには、ファイバーまたは導波管の直 径が発光点以上の大きさを必要とし、数mmの さとなる。また光源を面状光源ユニットと 別の場所に配置してRGBの光を別々にそれぞ の液晶表示パネルユニットの面状光源ユニ トに供給し、かつ各液晶表示パネルユニッ に供給する光を独立に制御するには、ファ バーの本数がパネル数×3倍の本数必要であ 、このため、ファイバー束の大きさが数10mm 以上となり、巨大な束となってしまう。この ような束を光源から各面状光源ユニットに引 き回すにはパネルの裏面に厚い空間を必要と し、また、光源とパネルの間にもかなり太い 配線を必要とする。またパネルのつなぎ目も 大きくなる。これに対してレーザ光源を用い ると、発光点が10μm程度であり、ファイバー を100μm程度に押さえることができるため、 ァイバー束の径も数mm程度と小さくできる これにより、配線、パネル裏面の配線引き し用スペースも非常に小型、小スペース化 き、多くのパネルを利用する場合でも、レ ザ光源を用いることで、装置の小型化、薄 化を可能とできる。また、ファイバーとレ ザ光源を用いることで、光の伝搬損失を大 に低減できるため、利用効率の向上により 費電力を大幅に低減できる。さらに、本実 の形態1によれば、レーザ光源を用いること より、色再現性に優れたマルチパネルLCDを 現することができるものである。
また、マルチパネル構成であっても、面 光源ユニット3の光源としては、図5(b)に示 ように、赤色レーザ光源19、緑色レーザ光源 20および青色レーザ光源21をそれぞれ3個ずつ 置すればよく、しかもこれらのレーザ光源 面状光源ユニット3とは別の位置に配置する ので、輝度の低下や発光不良等が発生しても 容易に交換可能である。なお、図5に示す例 は、赤色レーザ光源19、緑色レーザ光源20お び青色レーザ光源21を、それぞれ3個ずつ用 て15個の面状光源ユニット3にレーザ光を供 するようにしたが、本発明はこれに限定さ るものではなく、赤色、青色、及び緑色の ーザ光源はそれぞれ1個のみでもよいし、2 ずつであっても、あるいは4個ずつ以上用い もよい。これは、表示ユニット4の個数とレ ーザ光源の発光パワーに合わせて適当に設定 することができる。
また、図5(b)に示すレーザ光源部5と光フ イバー部6との構成においては、分岐ユニッ 24をビームスプリッタ25と反射鏡26とから構 するようにしたが、例えば図6に示す構成と してもよい。図6は、複数の導波路型光スイ チ27により分岐ユニットを構成したレーザ光 源部28を示す模式図である。合波機構部18か 出射したレーザ光は、それぞれの導波路型 スイッチ27により2本のレーザ光に分岐され 最終的に光ファイバー7に導光される。この うな構成のレーザ光源部28を用いてもよい
図7は、レーザ光源部5と光ファイバー部6 の間に光スイッチを設けた構成を示す図で り、図7(a)は図5に示すレーザ光源部5と光フ イバー部6との間に光スイッチ29を設けた構 を示す図、図7(b)は図6に示すレーザ光源部28 と光ファイバー部6と間に光スイッチ30を設け た構成を示す図である。
図7(a)、(b)に示すように、光ファイバー部 6とレーザ光源部5との間に、光ファイバー7の 各々にレーザ光を選択的に導光させるための 光スイッチ29、30をそれぞれ配置している。 なわち、図7(a)の場合には、分岐ユニット24 より分岐されたレーザ光が光スイッチ29を介 して光ファイバー7に導光される構成であり 図7(b)は導波路型光スイッチ27からなる分岐 ニットにより分岐されたレーザ光が光スイ チ30を介して光ファイバー7に導光される構 である。それぞれの光ファイバー7の前に光 イッチ29、30を配置することで、任意の光フ ァイバー7に対してレーザ光を遮断すること できる。
さらに、上記光スイッチ29、30には、光フ ァイバー7の各々に対してレーザ光の光透過 を制御する光量制御部(図示せず)をさらに設 けてもよい。また、マルチパネルの画像表示 を制御する表示制御回路(図示せず)と、表示 御回路からの信号に基づき、光スイッチ29 30を制御する光スイッチ制御回路(図示せず) をさらに設けてもよい。そして、液晶表示 ネルユニット2を選択的に表示する場合に、 光スイッチ制御回路は表示制御回路からの信 号に基づき、表示しない液晶表示パネルユニ ット2に対しては光スイッチ29、30を作動させ レーザ光の導光を遮断するような構成とし もよい。
さらに、表示制御回路からの信号に基づ 、光量制御部(図示せず)を制御する光量制 回路(図示せず)をさらに設けてもよい。そし て、表示制御回路からの信号に基づき、光量 制御回路が液晶表示パネルユニット2へ導光 るレーザ光の光量を光量制御部により制御 るような構成としてもよい。このような構 とすることにより、例えば表示制御回路か の信号に基づき、マルチパネル全体として 明るさを均一にすることや、あるいは特定 液晶表示パネルユニットのみの輝度を高く て表示画面を明るくしたり、逆に輝度を低 して暗くしたりすることもできる。この結 、マルチパネル構成における表示画面の表 品質を大幅に向上できる。
図8は、本実施の形態1の変形例のマルチ ネルLCD150の構成を示す図であり、図8(a)はマ チパネルLCD150のマルチパネルのうちの1列の みを抽出し面状光源ユニット36側からみた平 図、図8(b)は図8(a)に示すA部分の拡大図であ 。この変形例のマルチパネルLCDは、レーザ 源部からのレーザ光を導光するための光フ イバー部が、1本の光ファイバー33と、面状 源ユニット36に近接して配置され、光ファ バー33からレーザ光を分岐して取り出し、面 状光源ユニットに導光する光分岐部35a、35b、 35cとからなる構成としたことが特徴である。
なお、光分岐部35a、35b、35cから取り出し レーザ光は、光ファイバー引き出し部38a、3 8b、38cを介し、それぞれの面状光源ユニット3 6の光ファイバー導光部34a、34b、34cにより導 され、さらに透明部材8を介して主面入射型 光板9に導光されている。この変形例のマル チパネルLCDは、図8に示すように、光ファイ ー導光部34a、34b、34cを渦巻状に配置してい 。その他の構成については、図2に示す本実 の形態1のマルチパネルLCDの構成と同じであ る。
このような図8に示す変形例では、光ファ イバー部を1本の光ファイバー33で構成するこ とにより、レーザ光源部からのレーザ光を光 ファイバー部の光ファイバー33へ導光するた の構成を簡略化できる。なお、光分岐部に いては、図8(b)に示す構成に限られるもので はなく、例えば、光ファイバー引き出し部38a 、38b、38cを光ファイバー33に直接融着してレ ザ光を取り出し、取り出したレーザ光を主 入射型導光板9の面上に配置する光ファイバ ー導光部34a、34b、34cに導光するようにしても よい。
なお、本実施の形態1では、合波機構部に よりR光、G光およびB光のレーザ光を合波して 1本のレーザビームとして光ファイバー部に 光したが、R光、G光およびB光のレーザ光を それぞれ別々の光ファイバー部により導光 て、面状光源ユニットに対してR光、G光およ びB光として入射させてもよい。このような 成とすれば、例えばフィールドシーケンシ ル方式の液晶表示にも用いることができる
また、本実施の形態では、蛇行した形状 あるいは渦巻状に配置した光ファイバーを 明部材に接触させてレーザ光を取り出す構 としたが、本発明はこれに限定されない。 えば、図9に示すように、1つの面状光源ユ ットへ光ファイバー部33から光ファイバー引 き出し部39を介して複数の光ファイバー導光 37を延在して、面状光源ユニットの背面に 定の配列ピッチで配置してもよい。
(実施の形態2)
図10は、本発明の実施の形態2にかかるマル
パネルLCD200を説明するための図で、図10(a)
面状光源ユニット側からみた平面図、図10(b)
は図10(a)に示す10B-10B線で切断した断面図であ
る。
本実施の形態2のマルチパネルLCD200は、複 数の液晶表示パネルユニット2と、液晶表示 ネルユニット2の背面側にそれぞれ密接して 置された面状光源ユニット41と、面状光源 ニット41に照明用のレーザ光を供給するため のレーザ光源部5と、レーザ光源部5から面状 源ユニット41のそれぞれに対してレーザ光 導光する光ファイバー部6とを備えている。 して、液晶表示パネルユニット2と面状光源 ユニット41とにより構成される表示ユニット 、縦3面×横3面に合計9ユニット配置してマ チパネルを構成し、面状光源ユニット41は光 ファイバー部6から出射されたレーザ光を液 表示パネルユニット2の表示面に照明する構 からなる。なお、レーザ光源部5および光フ ァイバー部6の構成については、実施の形態1 説明した種々の構成を同様に用いることが きるものである。
面状光源ユニット41は、以下の構成を有 る。すなわち、一方の主面が液晶表示パネ ユニット2に密接し、他方の主面からレーザ を導光する平板状の主面入射型導光板42を えている。また、主面入射型導光板42の他方 の主面に密接して2次元的に引き回して配置 れ、光ファイバー部6から引き出された光フ イバー引き出し部71を介して導光されたレ ザ光を一方の端部側から入射して他方の端 側へ伝搬させるとともに、主面入射型導光 42の他方の主面から主面入射型導光板42中へ ーザ光を導光する光導波路43を備えている 光導波路43は、例えばガラスやプラスチック 等の透明基材45中に蛇行した形状に形成され 主面入射型導光板42とは反対側の面に反射 44が設けられている。
図11は、本発明の実施の形態2によるマル パネルLCD200の表示ユニット250の構成を示す であり、図11(a)は面状光源ユニット41側から みた平面図、図11(b)は図11(a)に示す11B-11B線で 断した断面図である。図11を用いて、本実 の形態2のマルチパネルLCD200の構成を詳細に 明する。
透明基材45中に形成する光導波路43は、透 明基材45中に屈折率の大きな層を形成するこ で作製することができる。このような高屈 率層は、イオン注入や拡散によって不純物 導入すれば形成することができる。あるい 、透明基材45に蛇行する形状の凹部を形成 、その凹部に周囲より屈折率の高い透明物 を充填することによっても形成することが きる。さらに、反射層44は光導波路43が形成 れている領域を一定ピッチで、例えばサン ブラスト法やエッチング法等を用いて荒ら ことで形成することができる。このような 射層44を形成することで、反射層44が形成さ れている領域の光導波路43からレーザ光を主 入射型導光板42に入射させることができる この主面入射型導光板42は、入射した光を散 乱させながら均一化して、一方の主面から液 晶表示パネルユニット2に照明する機能を有 る。なお、主面入射型導光板42と液晶表示パ ネルユニット2との間に、拡散板をさらに設 てもよい。また、透明基材の荒らした面上 アルミニウム等の反射膜をさらに形成して よい。このような反射膜を形成することで レーザ光の漏れをなくし、より効率よく主 入射型導光板41に導光させることができる。
図11(b)に示すように、本実施の形態2のマ チパネルLCD200においても、液晶表示パネル ニット2と面状光源ユニット41との形状をほ 同じ大きさにすることができる。そして、 晶表示パネルユニット2の表示面全体にわた り均一にレーザ光を照明することができる。 したがって、マルチパネル構成とした場合で も、パネル間のつなぎ目は液晶表示パネルユ ニット2のシール層や駆動ドライバをTFTと接 するための接続領域等により制約されるの で、面状光源ユニット41によっては制約を受 けないようにすることができ、つなぎ目の目 立たないマルチパネルLCDを実現できる。
(実施の形態3)
図12は、本発明の実施の形態3によるマルチ
ネルLCD300の構成を説明する図で、図12(a)は
状光源ユニット側から見た平面図、図12(b)は
図12(a)に示す12B-12B線で切断した断面図である
。なお、本実施の形態3のマルチパネルLCD300
、液晶表示パネルユニット2と面状光源ユニ
ト51とからなる表示ユニットを縦方向に2面
横方向に3面、合計6ユニット配置した例を
している。
本実施の形態3のマルチパネルLCD300は、複 数の液晶表示パネルユニット2と、液晶表示 ネルユニット2の背面側にそれぞれ密接して 置された面状光源ユニット51と、面状光源 ニット51に照明用のレーザ光を供給するため のレーザ光源部5と、レーザ光源部5から面状 源ユニット51のそれぞれに対してレーザ光 導光する光ファイバー部6とを備えている。 お、レーザ光源部5および光ファイバー部6 構成については、実施の形態1で説明した種 の構成を同様に用いることができるもので る。
そして、面状光源ユニット51は、一方の 面が液晶表示パネルユニット2に密接し、レ ザ光を一方の端面部から入射し、一方の主 から出射する平板状の端面入射型導光板52 、端面入射型導光板52の一方の端面部に密接 し、レーザ光の光路を変換する光路変換部55 、光ファイバー部6から出射されたレーザ光 を光路変換部55に導入するためのレーザ導光 56とを含む構成からなる。なお、図示する うに、光ファイバー部6から引き出された光 ァイバー引き出し部71の端部からレーザ導 部56にレーザ光を導光する。
さらに、レーザ導光部56は、光ファイバ 部6からレーザ光を取り出す光学部材57と、 学部材57から出射するレーザ光を一方の端面 部から入射し、他方の端面部から光路変換部 55に入射するための変換部用導光板60とを有 る。なお、本実施の形態では、光学部材57は 反射ミラー58とマイクロレンズアレイ59とに り構成されており、図12(a)に示すようにレー ザ光を変換部用導光板60の幅方向にわたり拡 て導光させる。そして、変換部用導光板60 、上記一方の端面部および上記他方の端面 を除く外周面に反射膜(図示せず)が設けられ ているので、この変換部用導光板60中に導光 れたレーザ光は外周面で反射しながら光路 換部55に導光される。この反射膜は、例え アルミニウム薄膜や銀薄膜を用いればよい また、光路変換部55は、例えば直角プリズム 等を用いることができる。
端面入射型導光板52は、光路変換部55から 入射したレーザ光を反射、拡散しながら伝播 する第1の導光板53と、レーザ光を散乱させて 均一化するための第2の導光板54とにより構成 されている。
図12(b)に示すように、液晶表示パネルユ ット2の裏面に面状光源ユニット51が配置さ ている。そして、面状光源ユニット51の光路 変換部55は、表示ユニット同士のつなぎ目部 ではない外周領域に配置されている。また レーザ導光部57と変換部用導光板60とは、端 面入射型導光板52の面上に配置されている。 のような配置構成としているので、液晶表 パネルユニット2と端面入射型導光板52とは ほぼ同じ形状とすることができ、表示ユニ ト間のつなぎ目を液晶表示パネルユニット シール層17等で決まる大きさにすることが きる。
図13は、本実施の形態3のマルチパネルLCD3 00の表示ユニット350の構成を示す図であり、 13(a)は面状光源ユニット51側からみた平面図 、図13(b)は図13(a)に示す13B-13B線で切断した断 図である。液晶表示パネルユニット2の背面 側に光路変換部55を除いて、ほぼ同じ形状の 上光源ユニット51が配置されている。
光ファイバー引き出し部71から出射した ーザ光は、レーザ導光部57の反射ミラー58と イクロレンズアレイ59とにより拡げられて 換部用導光板60に入射する。変換部用導光板 60に入射したレーザ光は、外周面で反射、拡 して光路変換部55に入射し、方向が変換さ て端面入射型導光板52の第1の導光板53に入射 する。そして、レーザ光は、この第1の導光 53中で反射、拡散して第2の導光板54に入射す る。レーザ光は、第2の導光板54で拡散して面 全体として均一な輝度分布となった後、液晶 表示パネルユニット2を照明する。これによ 、画面が表示される。
図12および図13に示すように、本実施の形 態3のマルチパネルLCD300では、面状光源ユニ ト51は光路変換部55のみが液晶表示パネルユ ット2よりも飛び出た形状となる。しかし、 マルチパネル構成とする際に、図12に示すよ に、光路変換部55が外周領域に配置される うにすれば、パネル間のつなぎ目は液晶表 パネルユニット2のシール層や駆動ドライバ TFTと接続するための接続領域等により制約 れるのみで、面状光源ユニット51によって 制約を受けず、つなぎ目の目立たないマル パネルLCDを実現できる。
図14は、本実施の形態3の変形例のマルチ ネルLCDに用いる表示ユニット360の構成を示 図であり、図14(a)は面状光源ユニット61側か らみた平面図、図14(b)は図14(a)に示す14B-14B線 切断した断面図である。なお、この変形例 マルチパネルLCDの表示ユニットの配置に関 ては、図12に示した本実施の形態3のマルチ ネルLCD300と同じである。
この変形例のマルチパネルLCDの表示ユニ ト360は、レーザ導光部63と変換部用導光板67 の構成が本実施の形態3のマルチパネルLCD300 表示ユニット350と異なるが、その他の点に いては同様である。以下、レーザ導光部63と 変換部用導光板67の構成、作用を主に説明す 。
この変形例のマルチパネルLCDにおいては レーザ導光部63は反射ミラー64、マイクロレ ンズアレイ65および反射ミラー64を振動させ ためのミラー駆動機構66から構成されている 。さらに、マイクロレンズアレイ65が変換部 導光板67中に配置されており、反射ミラー64 とマイクロレンズアレイ65との距離が大きく っている。また、マイクロレンズアレイ65 大きく、かつ長いものを用いている。この め、レーザ光をマイクロレンズアレイ65の長 さ全体にわたって確実に導光させるために、 反射ミラー64をミラー駆動機構66により振動 せてレーザ光を拡げてマイクロレンズアレ 65の長さ方向の全面に入射させている。
また、変換部用導光板67は、内部が中空 、外形は台形状の平板であり、台形の下底 長さが、端面入射型導光板52の一方の端面の 長さおよび光路変換部62の長さと同じである 変換部用導光板67と端面入射型導光板52のそ れぞれの端面に密接して光路変換部62が配置 れている。そして、変換部用導光板67の上 近傍にマイクロレンズアレイ65が配置されて いる。
マイクロレンズアレイ65を通して拡げら たレーザ光は、変換部用導光板67中で反射や 拡散を繰り返した後、光路変換部62に入射し 光路変換部62で進路を曲げられて端面入射 導光板52の第1の導光板53に入射する。レーザ 光は、この第1の導光板53で反射や拡散しなが ら伝播するとともに第2の導光板に入射し、 2の導光板54で拡散し、面全体に均一な輝度 なって液晶表示パネルユニット2に入射する
このような本実施の形態3の変形例による マルチパネルLCDでは、反射ミラー64を振動さ ることでレーザ光の干渉状態を時間的に変 させることができ、レーザ光の干渉によっ 生じるスペックルノイズの影響を低減でき 。
なお、この変形例のマルチパネルLCDでは 変換部用導光板67を台形状で、中空平板と 、その内部にマイクロレンズアレイ65を配置 する構成としたが、本発明はこれに限定され ない。例えば、マイクロレンズアレイ65を用 なくてもよい。また、マイクロレンズアレ ではなく、フライアイレンズや液晶素子を 用することもできる。
(実施の形態4)
図15は、本発明の実施の形態4によるマルチ
ネルLCD400の構成を説明する図で、図15(a)は
状光源ユニット71側からみた平面図、図15(b)
図15(a)に示す15B-15B線で切断した断面図であ
。本実施の形態4のマルチパネルLCD400は、表
示ユニットを縦方向に2面、横方向に3面、合
6ユニット配置して構成されている。
本実施の形態4のマルチパネルLCD400は、実 施の形態3のマルチパネルLCD300と全体的な構 は似ており、光ファイバー7からレーザ導光 72を介して変換部用導光板60へレーザ光を入 射するための構成が異なる。以下、異なる点 を主に説明する。
レーザ光源部5から出射したレーザ光は光 ファイバー部6および光ファイバー部6から引 出された光ファイバー引き出し部71によっ それぞれの面状光源ユニット90に供給される 。本実施の形態においては、光ファイバー部 6から分岐して引き出された光ファイバー引 出し部71は変換部用導光板60の一辺に沿って 在されている。そして、光ファイバー引き し部71と変換部用導光板60との間に、透明部 材からなるレーザ導光部72が設けられている このレーザ導光部72は楔形をしており、光 ァイバー引き出し部71に楔の先端部で圧力を 加えて、漏れ光を発生させ変換部用導光板60 入射させる。なお、このレーザ導光部72は 換部用導光板60の一辺に沿って複数個(図15で は4個)配置されている。なお、レーザ光源部5 および光ファイバー部6の構成については、 施の形態1で説明した種々の構成を同様に用 ることができるものである。
図16は、本実施の形態4のマルチパネルLCD4 00の表示ユニット450の構成を示す図であり、 16(a)は面状光源ユニット90側からみた平面図 、図16(b)は図16(a)に示す16B-16B線で切断した断 図である。
図16に示すように、本実施の形態4による ルチパネルLCD400は、実施の形態3のマルチパ ネルLCD300と異なり、変換部用導光板60の一辺 長さ全体にわたり複数個(図14では4個)のレ ザ導光部72が設けられており、これらのレー ザ導光部72から変換部用導光板60にレーザ光 入射する。したがって、変換部用導光板60に 対しては、より均一にレーザ光を入射できる ので、端面入射型導光板52から出射するレー 光を均一な輝度分布とすることができる。 かも、表示ユニットを大型化する場合であ ても、レーザ導光部72を一定ピッチで複数 配置すれば容易に均一にレーザ光を変換部 導光板60に入射させることができる。
図15および図16に示すように、本実施の形 態4によるマルチパネルLCD400では、面状光源 ニット90は光路変換部55のみが液晶表示パネ ユニット2よりも飛び出た形状となる。しか し、図15に示すように、この光路変換部55を 周領域に配置すればマルチパネル構成とし 場合でも、パネル間のつなぎ目は液晶表示 ネルユニット2のシール層や駆動ドライバをT FTと接続するための接続領域等により制約さ るのみで、面状光源ユニット71によっては 約を受けないようにすることができる。そ て、液晶表示パネルユニット2の表示面全体 わたり均一にレーザ光を照明することがで る。
なお、レーザ光源部および光ファイバー の構成については、実施の形態1で説明した 種々の構成を同様に用いることができるもの である。
また、本実施の形態では、表示ユニット 6ユニット用いる場合について説明したが、 本発明はこれに限定されない。例えば、2面× 4面構成としてもよい。あるいは、3面×3面構 としてもよい。ただし、3面×3面構成とする 場合には、つなぎ目を目立たなくするために 光路変換部の幅を極力小さくすることが要求 される。
(実施の形態5)
図17は、本発明の実施の形態5によるマルチ
ネルLCD500の構成を説明するための図で、面
光源ユニット76側からみた平面図である。
実施の形態のマルチパネルLCD500は、表示ユ
ットを縦方向に2面、横方向に3面、合計6ユ
ット配置した構成からなる。
また、図18は、本実施の形態5のマルチパ ルLCD500の表示ユニット550の構成を示す図で り、図18(a)は面状光源ユニット76側からみた 平面図、図18(b)は図18(a)に示す18B-18B線で切断 た断面図である。
本実施の形態のマルチパネルLCD500は、複 の液晶表示パネルユニット2と、液晶表示パ ネルユニット2の背面側にそれぞれ密接して 置された面状光源ユニット76と、面状光源ユ ニット76に照明用のレーザ光を供給するため レーザ光源部5と、レーザ光源部5から面状 源ユニット76のそれぞれに対してレーザ光を 導光する光ファイバー部6とを備えている。 お、レーザ光源部5および光ファイバー部6の 構成については、実施の形態1で説明した種 の構成を同様に用いることができるもので る。
そして、面状光源ユニット76は、一方の 面が液晶表示パネルユニット2に密接し、レ ザ光を一方の端面部から入射し、一方の主 から出射する平板状の端面入射型導光板77 、端面入射型導光板77の一方の端面部に密接 し、レーザ光を上記一方の端面部に並行した 方向に導光するとともに、端面入射型導光板 77の一方の端面部に入射させる導光体80とを んで構成されている。
図17に示すように、本実施の形態5のマル パネルLCD500は、表示ユニットが6ユニット配 置されてマルチパネルを構成しており、それ ぞれの表示ユニットの面状光源ユニット76に して光ファイバー部6から分岐して引き出さ れた光ファイバー引き出し部71が延在されて り、導光体80の端面部に光学的に接続され いる。
また、図18に示すように、導光体80は接合 部81で端面入射型導光板77に光学的に接続さ ている。導光体80の端面部82には切込みを設 てあり、この切り込み部分で光ファイバー き出し部71の端部が光学的に接続されてい 。
光ファイバー引き出し部71から出射した ーザ光は、導光体80の端面部82から入射して 光体80中を反射、拡散しながら伝播すると もに接続部81から端面入射型導光板77に入射 る。端面入射型導光板77は、レーザ光を反 、拡散しながら伝播する第1の導光板78と第1 導光板78から入射したレーザ光を拡散して 全体にわたって均一化する第2の導光板79と ら構成されている。したがって、端面入射 導光板77に入射したレーザ光は均一な輝度で 液晶表示パネル2を照明することができる。
なお、本実施の形態5では、表示ユニット を6ユニット用いる場合について説明したが 本発明はこれに限定されない。例えば、2面 4面構成としてもよい。あるいは、3面×3面構 成としてもよい。ただし、3面×3面構成とす 場合には、つなぎ目を目立たなくするため 光路変換部の幅を極力小さくすることが要 される。
(実施の形態6)
次に本発明の実施の形態6によるマルチパネ
ルLCDについて説明する。
本実施の形態6によるマルチパネルLCDは、 上記実施の形態1ないし5によるマルチパネルL CDにおける、光源部から各表示ユニットの面 光源ユニットへレーザ光を導光する構成を えるものである。
図19に示すように、本実施の形態6では、 ルチパネルLCDの各表示ユニットA~Fの面状光 ユニット101a~101は、レーザ光を入力する入 光コネクタ105と、レーザ光を出力する出力 コネクタ106と、入力光コネクタ105と出力光 ネクタ106をつなぐ接続光ファイバー107とを え、光源104からのファイバー束は、光源か 出力される各パネル用のレーザ光が前記フ イバーとコネクタを介して直接つながるよ に設計されている。
このような本実施の形態6によるマルチパ ネルLCDでは、各表示ユニットの面状光源ユニ ット101が、入力光コネクタ105、出力光コネク タ106、及び接続光ファイバー107を備え、レー ザ光源部より出力されたレーザ光を、各表示 ユニットの面状光源ユニットに導光するよう にしたので、光源から各面状光源ユニットへ レーザ光を導光するのに面状光源ユニットの 外部でファイバー束を引き回さなくてもよく 、複数の表示ユニットを配置してマルチパネ ルを構成するマルチパネルLCDの全体の構成を シンプルなものとできる。
(実施の形態7)
次に本発明の実施の形態7によるマルチパネ
ルLCDについて説明する。
本実施の形態7によるマルチパネルLCDは、 上記実施の形態1ないし5によるマルチパネルL CDの、パネルやファイバーの破損時の安全性 向上する構成を与えるものである。
図20は、本実施の形態7によるマルチパネ LCDのレーザ光源の部分の構成を示す図であ 。図20において、1802は合波機構部、1806はビ ームスプリッタ、1807は反射ミラー、1803は光 ァイバーである。また、1805はハーフミラー 、1801は戻り光1804を検出する検出器である。
レーザ光源を用いたマルチパネルシステ において、パネルやファイバーの破損によ 高パワーのレーザ光が外部に漏れた場合、 全性に問題が生じる。
本実施の形態7によるマルチパネルLCDは、 図20に示すように、各ファイバー1803a~1803fに 応してマルチパネルからの戻り光1804を検出 る検出器1801a~1801fを備える。ファイバーの 損や、パネルの破損が発生すると、ファイ ーへの戻り光が増大する。本実施の形態7で 、この信号を検出して、戻り光が増えたフ イバーへの光の供給を低減または停止する とにより、破損場所からの光の漏れを防ぐ
このような本実施の形態7によるマルチパ ネルLCDでは、ファイバー部の光ファイバーに 供給したレーザ光の反射光強度を検出し該反 射光強度に応じて、前記光ファイバーに供給 するレーザ光の強度を制御するようにしたの で、ファイバーの破損やパネルの破損が発生 した場合に、破損場所からの光の漏れを防い で安全を確保できる。
なお、上記実施の形態1ないし7において 光ファイバー部の光ファイバーを、マルチ ードファイバー、またはマルチモードファ バーを複数束ねたバンドルファイバーとし もよい。かかる構成とすることにより、面 光源パネルにおけるスペックルノイズの低 が図れる。スペックルノイズはレーザの干 により発生するが、レーザの干渉状態を時 的に変化させることで低減が可能である。 ルチモードファイバーを伝搬するレーザ光 複数の導波モードを有する。レーザの結合 態やファイバー動かすことで導波モードの 態が時間的に変化する。これによって光源 ネルに伝搬する光の状態が変化して干渉状 が時間的に変わり、スペックルノイズを低 できる。またバンドルファイバーを用いれ 、導波モードの状態がより多くなるため、 渉パターンがより複雑になりスペックルノ ズの低減効果が向上するものである。
本発明のマルチパネルLCDは、液晶表示パ ルユニットと面状光源ユニットからなる表 ユニットを複数個配置し、これらの面状光 ユニットの光源として別の位置に配置した ーザ光源部を用いて光ファイバー部で各々 面状光源ユニットへレーザ光を供給する構 からなる。このため、大画面化をしても液 表示パネルユニットへの照明光源の輝度劣 等による信頼性の低下が生じ難く、かつレ ザ光源部ではレーザ光源を容易に取り替え ことができるので、大画面の表示装置とし 有用である。
