液晶显示装置的制作方法
专利名称：液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置，尤其涉及具有视角控制功能的液晶显示装置。
背景技术：
一般情况下，透射式或半透射式液晶显示装置具备具有液晶层的液晶显示面板和向该液晶显示面板的背面照射光的光源单元(背光源)。近年来提出了具有通过控制背光源出射光的配光分布来根据显示内容或状况变更视角的视角控制功能的液晶显示装置。例如，在日本专利第4164077号公报(专利文献I)中公开了具有配置在背光源与液晶显示面板之间的视角控制机构的液晶显示装置。该液晶显示装置的视角控制机构根据来自电源部的供给电压，成为使背光源的出射光几乎全部透射的透明状态和使背光源的出射光扩散的不透明扩散状态(白浊状态)中的任意一种状态。当从电源部提供电压时，视角控制机构成为透明状态，视角成为窄视角，当未从电源部提供电压时，视角控制机构成为不透明扩散状态，视角成为宽视角。 现有技术文献专利文献专利文献I :日本专利第4164077号公报
发明内容
发明要解决的问题但是，专利文献I所述的视角控制机构为了与供给电压相应地从透明状态和不透明扩散状态的一方向另一方切换，需要结构复杂的有源光学元件。另外，这样的有源光学元件的透射率较低，从而导致光利用效率的降低。因此，当使用这样的有源光学元件时，具有液晶显示装置的结构变得复杂，功耗较高且制造成本变高这样的问题。鉴于上述情况，本发明的目的是提供低功耗、结构简易且能够实现视角控制的液晶显示装置。用于解决问题的手段本发明第I方式的液晶显示装置的特征在于，该液晶显示装置具有液晶显示面板，其具有背面和该背面的相反侧的显示面，调制从所述背面入射的光来生成图像光，并从所述显示面出射所述图像光；第I背光源单元，其向所述液晶显示面板的所述背面照射光；第2背光源单元，其向所述第I背光源单元的背面放射光；第I光源驱动控制部，其控制所述第I背光源单元的发光量；以及第2光源驱动控制部，其控制所述第2背光源单元的发光量，所述第I背光源单元包含 第I光源，其由所述第I光源驱动控制部进行控制；第I光学部件，其使由所述第2背光源单元放射的所述光透射，并且，将从所述第I光源出射的光转换成具有窄角配光分布的光，并向所述液晶显示面板放射，所述窄角配光分布是指规定强度以上的光集中于以所述液晶显示面板的所述显示面的法线方向为中心的第I角度范围内；以及第I光学片，其使由所述第2背光源单元放射的所述光透射，并且，使从所述第I光学部件向所述液晶显示面板侧的相反侧放射的光向所述第I光学部件的方向进行内表面全反射，所述第2背光源单元包含第2光源，其由所述第2光源驱动控制部进行控制；以及第2光学部件，其将从所述第2光源出射的光转换成具有广角配光分布的光，并向所述第I背光源单元的背面放射，所述广角配光分布是指规定强度以上的光集中于比所述第I角度范围宽的第2角度范围内，所述第I光学部件和第I光学片使从所述第2光学部件放射的所述光透射而不缩窄所述广角配光分布。本发明第2方式的液晶显示装置的特征在于，该液晶显示装置具有液晶显示面板，其具有背面和该背面的相反侧的显示面，调制从所述背面入射的光来生成图像光，并将所述图像光从所述显示面出射；第I背光源单元，其向所述液晶显示面板的所述背面照射光；第2背光源单元，其向所述第I背光源单元的背面放射光;第I光源驱动控制部，其控制所述第I背光源单元的发光量；以及 第2光源驱动控制部，其控制所述第2背光源单元的发光量，所述第I背光源单元包含第I光源，其由所述第I光源驱动控制部进行控制；第I光学部件，其使由所述第2背光源单元放射的所述光透射，并且，将从所述第I光源出射的光转换成具有第I配光分布的光，并向所述液晶显示面板放射，所述第I配光分布是指规定强度以上的光集中于以所述液晶显示面板的所述显示面的法线方向为中心的第I角度范围内，所述第2背光源单元包含第2光源，其由所述第2光源驱动控制部进行控制；以及第2光学部件，其将从所述第2光源出射的光转换成具有第2配光分布的光，并向所述第I背光源单元的背面放射，所述第2配光分布是指规定强度以上的光集中于以所述液晶显示面板的所述显示面的法线方向为中心的第2角度范围内，所述第I光学部件将从所述第2光学部件放射的所述光转换成具有第3配光分布的光，并向所述液晶显示面板放射，所述第3配光分布是指规定强度以上的光集中于以从所述液晶显示面板的所述显示面的法线方向倾斜规定角度的方向为中心的第3角度范围内。发明效果根据本发明，可提供不使用结构复杂的有源光学元件就能够进行视角控制的低功耗的液晶显示装置。
图I是示意性示出本发明实施方式I的液晶显示装置(透射式液晶显示装置)的结构的图。图2是示意性示出从Y轴方向观察图I的液晶显示装置的一部分结构的图。图3的(a)、(b)是概括性示出实施方式I的第I背光源单元中的导光板的光学构造的一例的图。图4是示出经由从图3所示的导光板放射的放射光的配光分布的模拟得出的计算结果的曲线图。图5的(a)、(b)是概括性示出实施方式I的第I背光源单元的向下棱镜片的光学构造的一例的图。图6是示出经由从向下棱镜片放射的照明光的配光分布的模拟得出的计算结果的曲线图。图7的(a)、(b)是概括性示出在向下棱镜片的背面形成的微小光学元件的光学作用的图。
图8的(a)、(b)是概括性示出实施方式I的第I背光源单元中的向上棱镜片的光学构造的一例的图。图9的(a)、(b)是概括性示出在向上棱镜片的前面形成的微小光学元件的光学作用的图。图10的(a)、(b)是概括性示出使向上棱镜片的微小光学元件的排列方向与向下棱镜片的微小光学元件的排列方向一致时的向上棱镜片的微小光学元件的光学作用的图。图11是示出从背光源单元放射的照明光的配光分布的实测结果的曲线图。图12是示出从背光源单元放射的照明光的配光分布的其它实测结果的曲线图。图13的(a)、(b)、(c)是概括地例示照明光的3种配光分布的图。图14的(a)、(b)、(C)是示意性示出3种视角控制的例子的图。图15是示意性示出本发明实施方式2的液晶显示装置(透射式液晶显示装置)的结构的图。图16是示意性示出从Y轴方向观察图15的液晶显示装置的一部分结构的图。图17是示意性示出本发明实施方式3的液晶显示装置(透射式液晶显示装置)的结构的图。图18是示意性示出从Y轴方向观察图17的液晶显示装置的一部分结构的图。图19是示出经由从实施方式3的第2背光源单元放射的照明光的配光分布的模拟得出的计算结果的曲线图。图20是示出经由从实施方式3的第2背光源单元放射的照明光透射向下棱镜片后的配光分布的模拟得出的计算结果的曲线图。图21的(a)、(b)、(c)是概括地例示照明光的3种配光分布的图。图22的(a)、(b)、(C)是示意性示出3种视角控制的一例的图。图23是示意性示出作为本发明实施方式3的变形例的液晶显示装置(透射式液晶显示装置)的结构的图。图24是示意性示出从Y轴方向观察图23的液晶显示装置的一部分结构的图。
具体实施例方式以下，参照附图来说明本发明的实施方式。实施方式I图I是示意性示出本发明实施方式I的液晶显示装置(透射式液晶显示装置)100的结构的图。图2是示意性示出从Y轴方向观察图I的液晶显示装置100的一部分结构的图。如图I所示，液晶显示装置100具备透射式液晶显示面板10、光学片9、第I背光源单元I、第2背光源单元2以及光反射片8，这些构成要素10、9、1、2、8沿着Z轴进行排列。液晶显示面板10具有与包含和Z轴正交的X轴以及Y轴的X-Y平面平行的显示面10a。此夕卜，X轴和Y轴相互正交。液晶显示装置100还具有驱动液晶显示面板10的面板驱动部102 ;驱动第I背光源单元I包含的光源3A、3B的光源驱动部103A ；以及驱动第2背光源单元2包含的光源6A、6B的光源驱动部103B。面板驱动部102和光源驱动部103AU03B的动作由控制部101进行控制。控制部101对从信号源(未图示)提供的视频信号实施图像处理来生成控制信号，并将这些控制信号提供给面板驱动部102和光源驱动部103A、103B。光源驱动部103A、103B分别根据来自控制部101的控制信号驱动光源3A、3B、6A、6B，从这些光源3A、3B、6A、6B出射光。第I背光源单元I将光源3A、3B的出射光转换成具有窄角配光分布(规定强度以上的光集中于以液晶显示面板10的显示面IOa的法线方向即Z轴方向为中心的比较窄的角度范围内的分布)的照明光11后向液晶显示面板10的背面IOb放射。该照明光11经由光学片9照射到液晶显示面板10的背面10b。光学片9用于抑制细微的照明不均等的光学影响。另一方面，第2背光源单兀2将光源6A、6B的出射光转换成具有广角配光分布(规定强度以上的光集中于以Z轴方向为中心的比较宽的角度范围内的分布)的照明光12后向液晶显示面板10的背面IOb放射。照明光12透射第I背光源单元I和光学片9照射到液晶显示面板10的背面10b。在第2背光源单元2的正下方配置有光反射片8。从第I背光源单元I向其背面侧放射的光中已透射第2背光源单元2的光和从第2背光源单元2向其背面侧放射的光由光反射片8进行反射，用作照射液晶显示面板10的背面IOb的照明光。作为光反射片8例如可使用具有聚对苯二甲酸乙二醇酯等树脂作为基体材料的光反射片或在基板表面上蒸镀金属而成的光反射片。液晶显示面板10具有沿着与Z轴方向正交的X-Y平面延伸的液晶层10c。液晶显示面板10的显示面IOa具有矩形状，图I所示的X轴方向和Y轴方向分别是沿着与该显示面IOa的相互正交的2个边的方向。面板驱动部102根据从控制部101提供的控制信号使液晶层IOc的透光率以像素为单位进行变化。由此，液晶显示面板10可在空间上调制从第I背光源单元I和第2背光源单元2中的一方或双方入射的照明光来生成图像光，并从显示面IOa出射该图像光。当仅驱动光源3A、3B而不驱动光源6A、6B时，从第I背光源单元I放射窄角配光分布的照明光11，因此液晶显示装置100的视角成为窄视角，当仅驱动光源6A、6B时，从第2背光源单元2放射广角配光分布的照明光12，因此液晶显示装置100的视角成为宽视角。另外，控制部101可单独控制光源驱动部103AU03B来调整从第I背光源单元I放射的照明光11的强度与从第2背光源单元2放射的照明光12的强度的比例。如图I所示，第I背光源单元I包含光源3A、3B、相对于液晶显示面板10的显示面IOa平行配置的导光板4、光学片(以下,称作向下棱镜片OT)以及光学片5V (以下，称作向上棱镜片5V)。利用导光板4与向下棱镜片的组合(第I光学部件)将从光源3A、3B出射的光转换成具有窄角配光分布的照明光11。导光板4是由丙烯酸树脂(PMMA)等透明光学材料形成的板状部件，其背面4a (液晶显示面板10侧的相反侧的面)具有如下构造向液晶显示面板10侧的相反侧突出的微小光学元件40、…、40沿着与显示面IOa平行的面规则地进行排列。微小光学元件40的形状构成球面形状的一部分，其表面具有一定的曲率。向上棱镜片5V具有使由第2背光源单元2出射的具有广角配光分布的照明光12 透射的光学构造，还具有使从导光板4的背面4a放射的光反射后向导光板4的方向返回的光学构造。从导光板4的背面4a放射的光由向上棱镜片5V进行反射，使其行进方向改变为液晶显不面板10的方向，透射导光板4和向下棱镜片5D,由此用作具有窄角配光分布的照明光。光源3A、3B分别相对配置在导光板4的Y轴方向的两个端面(入射端面)4c、4d上，例如使多个激光发光元件在X轴方向上进行排列。从这些光源3A、3B发出的光从导光板4的入射端面4c、4d入射到各个导光板4，并在导光板4的内部一边全反射一边传播。此时，由导光板4的背面4a的微小光学元件40反射一部分传播光，并作为照明光Ila从导光板4的前面(出光面)4b放射。微小光学元件40将在导光板4的内部传播的光转换成以从Z轴方向倾斜规定角度的方向为中心的配光分布的光后从前面4b放射。从该导光板4放射的光Ila入射至向下棱镜片的微小光学元件50的内部，并在该微小光学元件50的倾斜面进行内表面全反射，然后从前面(出光面)5b作为照明光11放射。图3的(a)、(b)是概括性示出导光板4的光学构造的一例的图。图3的(a)是概括性示出导光板4的背面4a的构造的一例的立体图，图3的(b)是概括性示出图3的(a)所示的导光板4的从X轴方向观察到的一部分构造的图。如图3的(a)所示，在导光板4的背面4a 二维地(沿着X-Y平面)排列有凸球面形状的微小光学元件40。作为微小光学元件40的实施例，例如可采用其表面曲率约为O. 15mm、最大高度Hmax约为O. 005_、折射率约为1.49的微小光学兀件。另外，微小光学兀件40、40的中心间隔Lp可以为O. 077mm。此外，导光板4的材质可以为丙烯酸树脂，但并非限定于该材质。只要是透光率良好、成形加工性良好的材质，则也可以使用聚碳酸酯树脂等其它树脂材料或者玻璃材料来取代丙烯酸树脂。如上所述，光源3A、3B的出射光从导光板4的侧方端面4c、4d入射至导光板4的内部。该入射光一边在导光板4的内部传播，一边根据导光板4的微小光学元件40与空气层的折射率差进行全反射，然后从导光板4的前面4b向液晶显示面板10的方向放射。此夕卜，在导光板4的背面4a大致规则地排列有图3的(a)、(b)所不的微小光学兀件40、…、40，但为了使从导光板4的前面4b出射的放射光Ila的面内亮度分布均匀，也可以使微小光学元件40的密度即每个单位面积的数量越远离端面4c、4d越多，使微小光学元件40的密度越接近端面4c、4d越小。或者，也可以形成为使微小光学元件40、…、40越接近导光板4的中心越密，并且随着远离该中心而阶段性变疏。图4是示出经由从导光板4的前面4b放射的放射光Ila的配光分布(角度亮度分布)的模拟得出的计算结果的曲线图。在图4的曲线图中，横轴表示放射光Ila的放射角度，纵轴表不亮度。如图4所不,放射光Ila的配光分布具有以从Z轴方向倾斜约±75度的轴为中心各自约30度的分布宽度(半值全宽度FWHM)。S卩，放射光Ila的配光分布是具有半值全宽度以上的强度的光集中于以从Z轴方向倾斜约+75度的轴为中心约+60度'90度的角度范围和以从Z轴方向倾斜约-75度的轴为中心约-60度 90度的角度范围内的分布。这里，从图I右方的光源3B出射的光由微小光学元件40进行内表面反射后主要形 成-60度 90度角度范围的放射光，从图I左方的光源3A出射的光由微小光学元件40进行内表面反射后主要形成+60度'90度角度范围的放射光。此外，即使取代凸球面形状使微小光学元件40的形状成为棱镜形状，也能够生成这样的配光分布的放射光。如后所述，通过生成集中于这2个角度范围内的放射光11a，能够使入射至向下棱镜片的微小光学元件50内部的放射光Ila由微小光学元件50的内表面全反射。在微小光学元件50的内表面引起全反射的光集中于以Z轴方向为中心的窄角度范围内，形成具有窄角配光分布的照明光11。接着，对向下棱镜片的光学构造进行说明。图5的(a)、(b)是概括性示出向下棱镜片的光学构造的一例的图。图5的(a)是概括性示出向下棱镜片的背面5a的构造的一例的立体图，图5的(b)是概括性示出图5的(a)所示的向下棱镜片的从X轴方向观察到的一部分结构的图。如图5的(a)所示，向下棱镜片的背面5a (即与导光板4相对的面)具有多个微小光学元件50沿着与显示面IOa平行的面在Y轴方向上规则地排列而成的构造。各微小光学元件50形成三角棱镜形状的凸状部，微小光学元件50的顶角部向液晶显示面板10侧的相反侧突出，构成该顶角部的棱线在X轴方向上延伸。微小光学元件50、50的间隔固定。另外，各微小光学元件50具有从Z轴方向向+Y轴方向和-Y轴方向分别倾斜的两个倾斜面50a、50b。从导光板4的前面4b出射的放射光Ila入射至向下棱镜片的背面5a即微小光学元件50。该入射光由微小光学元件50的构成三角棱镜的倾斜面50a、50b中的一方进 行内表面全反射，由此以接近液晶显示面板10的法线方向(Z轴方向)的方式进行弯曲，因此，成为具有中心亮度高、分布宽度窄的配光分布的照明光11。作为这样的微小光学元件50的实施例，例如可采用由倾斜面50a、50b形成的顶角(图5的(b)的剖面为等腰三角形状的顶角)为68度、高度Tmax为O. 022mm、折射率为I. 49的微小光学元件。另外，能够以Y轴方向的中心间隔Wp为O. 03mm的方式排列微小光学元件
50、…、50。此外，向下棱镜片的材质可以为PMMA,但并非限定于该材质。只要是透光率良好、成形加工性良好的材质，则也可以使用聚碳酸酯树脂等其它树脂材料或者玻璃材料。图6是示出经由从向下棱镜片的前面5b放射的照明光11的配光分布的模拟得出的计算结果的曲线图。在图6的曲线图中，横轴表示照明光11的放射角度，纵轴表示亮度。此外，在图6的配光分布中没有包含从第2背光源单元2放射并透射第I背光源单元I的光。如图6所示，照明光11的配光分布具有以Z轴方向为中心，放射角度约为30度的分布宽度(半值全宽度FWHM)。S卩，照明光11的配光分布是具有半值全宽度以上的强度的光处于以Z轴方向为中心-15度'15度角度范围内的窄角配光分布。图6所示的窄角配光分布是以来自导光板4的放射光Ila具有图4的配光分布为前提的。图4的配光分布是通过以满足如下条件的方式设计导光板4而取得的(1)以使用具有朗伯特形状的角度强度分布的光源3A、3B为前提；(2)将来自导光板4的放射光Ila由向下棱镜片5D的微小光学元件50 (顶角68度)的倾斜面50a、50b进行内表面全反射后使其在向下棱镜片内行进，由此，转换成集中于以O度为中心约30度分布宽度的角度范围内的配光分布的光。图7的(a)、(b)是概括性示出微小光学元件50的光学作用的图。如图7的(a)所示，微小光学元件50使相对于Z轴方向以规定角度以上入射至倾斜面50a的光束IL(主要是由导光板4的微小光学兀件40进行内表面反射后的放射光Ila)在倾斜面50b进行内表面全反射。结果，出射光束OL的出射角度小于入射光束IL的入射角度。另一方面，如图7的(b)所示，微小光学元件50使相对于Z轴方向小于规定角度入射至倾斜面50a后的光束IL(主要是从第2背光源单元2内的导光板7的前面7b放射并透射导光板4的照明光12)折射，并在从Z轴方向大幅倾斜的角度方向放射。结果，出射光束OL的出射角度大于入射光束IL的入射角度。由此，当规定强度以上的光集中于以Z轴方向为中心的比较宽的角度范围内的配光分布的光从背面5a入射时，向下棱镜片能够几乎不窄带化地从前面5b出射该配光分布。因此，从导光板7的前面7b放射的照明光12即使通过向上棱镜片5V、导光板4和向下棱镜片也不窄带化。接着，对向上棱镜片5V的光学构造进行说明。图8的(a)、(b)是概括性示出向上棱镜片5V的光学构造的一例的图。图8的(a)是概括性示出向上棱镜片5V的表面5c的构造的一例的立体图，图8的(b)是概括性示出图8的(a)所示的向上棱镜片5V的从Y轴方向观察到的一部分结构的图。如图8的(a)所示，向上棱镜片5V的表面5c (与导光板4相对的面)具有多个微小光学元件51、…、51沿着与显示面IOa平行的面在X轴方向上规则地排列而成的构造。各微小光学元件51形成三角棱镜形状的凸状部，微小光学元件51的顶角部向液晶显示面板10侧突出，构成该顶角部的棱线向Y轴方向延伸。微小光学元件51、51的间隔是固定的。另外，各微小光学兀件51具有从Z轴方向向+X轴方向和X轴方向分别倾斜的两个倾斜面51a、51b。此外，向上棱镜片5V的微小光学元件51、…、51的排列 方向(X轴方向)与向下棱镜片的微小光学元件50、…、50的排列方向(Y轴方向)大致正交。作为这种向上棱镜片5V的微小光学元件50的实施例，例如，可采用由倾斜面51a、51b构成的顶角(图8的(b)的剖面为等腰直角三角形形状的顶角)为90度、最大高度Dmax为O. 015mm、折射率为I. 49的微小构造元件。另外，能够以X轴方向的中心间隔Gp为O. 03mm的方式排列微小光学兀件51、…、51。此外,棱镜片的材质可以为PMMA,但并非限定于该材质。只要是透光率良好、成形加工性良好的材质，则也可以使用聚碳酸酯树脂等其它树脂材料或者玻璃材料。上述向上棱镜片5V可通过使从导光板4入射至微小光学兀件51、…、51的光(返回光)在背面5e进行内表面全反射，将返回光的行进方向变更成液晶显示面板10的方向。作为来自导光板4的返回光，可举出在导光板4的背面4a不满足全反射条件而向液晶显示面板10侧的相反侧的方向放射的光、从向下棱镜片向液晶显示面板10侧的相反侧放射的光。向上棱镜片5V可将这样的返回光再次作为第I背光源单元I的照明光，因此能够提高光的利用效率。以下对上述微小光学元件51的光学作用进行说明。图9的(a)、(b)是概括性示出向上棱镜片5V的微小光学元件51的光学的作用的图。如上所述，本实施方式的微小光学元件51、…、51的排列方向(X轴方向)与向下棱镜片的微小光学元件50、…、50的排列方向(Y轴方向)大致正交。图9的(a)是概括性示出具有微小光学元件51、51、51的向上棱镜片5V的与X-Z平面平行的部分剖面的图，图9的(b)是沿着图9的(a)的向上棱镜片5V的IXb-IXb线的部分剖视图。与此相对，图10的(a)、(b)是概括性示出以微小光学元件51、…、51的排列方向与向下棱镜片的微小光学元件50、…、50的排列方向平行的方式变更向上棱镜片5V的配置时的微小光学元件51的光学作用的图。图10的(a)是概括性示出向上棱镜片5V的与Y-Z平面平行的部分剖面的图，图10的(b)是沿着图10的Ca)的向上棱镜片5V的Xb-Xb线的部分剖视图。图9的(a)、(b)和图10的(a)、(b)示出返回光RL从导光板4入射至微小光学元件51内时的光的变化。这里，由于是来自导光板4的实际返回光中沿着Y-Z平面传播的光的变化占主，因此为了便于说明，仅简略地示出在与Y-Z平面平行的面上传播的返回光RL。如图9的(a)所不,各微小光学兀件51具有倾斜面51a、51b的对，该倾斜面51a、51b在X-Z平面上具有关于Z轴方向对称的倾角。如图9的(a)、(b)所示，作为返回光RL的光线以各个入射角入射至微小光学元件51的倾斜面51a。并且，如图9的(a)所示，沿着Z轴方向入射的光在倾斜面51a向-X轴方向进行折射。此外，虽未图不，但返回光RL也入射至微小光学元件51的倾斜面51b，并在倾斜面51b向+X轴方向进行折射。由此，在向上棱镜片5V内行进的折射光朝向背面5e的入射角度变大，在向上棱镜片5V与空气层的界面(背面5e)容易产生满足全反射条件的折射光。换言之，折射光朝向背面5e的入射角度容易成为临界角以上。折射光中在背面5e进行内表面全反射的光OL如图9的(a)、(b)所示向液晶显示面板10的方向进行出射。 特别是来自导光板4的返回光RL大多以从向上棱镜片5V的法线方向(Z轴方向)大幅倾斜后的角度入射至向上棱镜片5V的微小光学元件51，因此，在向上棱镜片5V的背面5e中全反射条件容易成立。如图9的(a)所示，向上棱镜片5V具有微小光学元件50的倾斜面51a、51b的对沿着X轴方向连续排列而成的光学构造。另一方面，如图9的(b)所示，微小光学元件51在Y轴方向上延伸，因此，在Y-Z平面中，向上棱镜片5V的构造关于Z轴方向对称。由此，在向上棱镜片5V内行进的折射光在背面5e进行内表面全反射时，在X-Z平面和Y-Z平面的任何平面上都以与到达向上棱镜片5V的返回光RL的入射角(相对于Z轴方向的入射角)大致相等的角度从向上棱镜片5V向液晶显示面板10的方向出射。另外，如图9的(b)所示，返回光RL中到达向上棱镜片5V的入射角(相对于Z轴方向的入射角)小的光在背面5e不进行内表面全反射，入射角比较大的光在背面5e进行内表面全反射，由此,转换成出射光0L。从而可在保存返回光RL的一部分配光分布的同时,将一部分返回光RL的行进方向变更成液晶显不面板10的方向。出射光OL透射导光板4而转换成具有为了在向下棱镜片的微小光学元件50进行内表面全反射并转换成窄角配光分布的照明光11所需的配光分布(例如，如图4所示，具有半值全宽度以上的强度的光集中于以从Z轴方向约倾斜+75度的轴为中心约+60度'90度的角度范围和以从Z轴方向约倾斜-75度的轴为中心约-60度度的角度范围内的分布)的光。这样从向上棱镜片5V向液晶显不面板10的方向放射的光通过透射导光板4入射至向下棱镜片5D，由此，转换成具有中心亮度高且分布宽度窄的配光分布的照明光11，对液晶显示面板10的背面IOb进行照明。由此，能够提高从第I背光源单元I放射的具有窄角配光分布的照明光11的光量相对于从构成第I背光源单元I的光源3A、3B放射的光量的比率(将该比率定义为第I背光源单元I的光利用效率)。因此，与以往相比能够降低为了确保显示面IOa中的规定亮度所需的光源光量，并能够抑制液晶显示装置100的功耗。但是，当变更向上棱镜片5V的配置以使微小光学元件51、…、51的排列方向与向下棱镜片的微小光学元件50、…、50的排列方向一致时，如图10的(a)所示，返回光RL由微小光学兀件51进行折射,该折射光的一部分在背面5e进行内表面全反射后向液晶显示面板10的方向出射。在此情况下，出射光OL也透射导光板4被转换成具有与图4所示的配光分布大致相同的配光分布的光，但与图9的(a)、(b)的情况相比，从向上棱镜片5V向液晶显示面板10的方向放射的光的光量减少。如图10的(a)所示，当返回光RL以相对于向上棱镜片5V较大的角度(相对于Z轴方向的角度)入射至微小光学元件51时，微小光学元件51内的光的行进方向通过折射或反射复杂地进行变化。与图9的(b)的情况相比，向上棱镜片5V的背面5e中的全反射条件不成立的光变多，从向上棱镜片5V的背面5e向液晶显示面板10的相反侧放射的光变多。因此，在向上棱镜片5V进行内表面全反射后向液晶显示面板10的方向放射的光的光量减少。由此，从获得高功耗降低效果的观点出发，优选向上棱镜片5V的微小光学元件51、"·、51的排列方向与向下棱镜片的微小光学元件50、…、50的排列方向大致正交。本实施方式的液晶显示装置100具有层叠第I背光源单元I和第2背光源单元2而成的结构，第I背光源单元I设置在第2背光源单元2与液晶显示面板10之间。第I背光源单元I需要使从第2背光源单元2放射的广角配光分布的照明光12透射，因此，在第I背光源单元I中，作为使返回光RL向液晶显示面板10的方向反射的单元，不优选使用如光反射片8那样透光率低且反射率高的光反射片。第I背光源单元I不使用这种光反射片 而是具有透光率非常高的向上棱镜片5V，因此，不用降低从液晶显示装置100的显示面IOa放射的具有广角配光分布的光的光量相对于从构成第2背光源单元的光源6Α、6Β放射的光量的比率(将该比率定义为第2背光源单元2的光利用效率)，就能够抑制功耗的增加。光反射片8使从第I背光源单元I和第2背光源单元2传播出的返回光向液晶显示面板10的方向进行反射后再次用作照明光。其中，向光反射片8的表面入射的光是由第2背光源单元2的漫反射构造70扩散后的广角配光分布的光，另外，在光反射片8的表面进行反射时或者透射漫反射构造70时使在光反射片8的表面向液晶显示面板10的方向反射的光扩散。由此，在从其背面侧向第I背光源单元I入射的光中，具有为了转换成窄角配光分布的照明光11所需的角度的光的比例减少。与此相对，如上所述，向上棱镜片5V可出射具有为了将到达向下棱镜片5D的入射光在微小光学兀件50进行内表面全反射而转换成窄角配光分布的照明光11所需的配光分布的光。因此，通过使用向上棱镜片5V，可将从导光板4入射的返回光RL高效地转换成以液晶显示面板10的显示面IOa的法线方向为中心的具有窄角配光分布的光，从而提高第I背光源单元I的光利用效率。图11和图12是示出利用实验来测定从构造相互不同的背光源单元放射出的光的角度亮度分布(配光分布)的结果的曲线图。在图11和图12的曲线图中，横轴表示放射光的放射角度，纵轴表示归一化后的亮度。图11示出从本实施方式的第I背光源单元I的实施例(第I实施例)向液晶显不面板10的方向放射的光的配光分布，以及以微小光学兀件
51、…、51的排列方向与向下棱镜片的微小光学元件50、…、50的排列方向平行的方式变更向上棱镜片5V的配置来构成第2实施例的背光源单元时，从该背光源单元向液晶显示面板10的方向放射的光的配光分布。另外，图12示出在取代本实施方式的第I背光源单元I内的向上棱镜片5V，配置构造与光反射片8相同的光反射片来构成第I比较例的背光源单元时，从该背光源单元向液晶显示面板10的方向放射的光的配光分布，以及取代本实施方式的第I背光源单元I内的向上棱镜片5V，配置光吸收片来构成第2比较例的背光源单元时，从该背光源单元向液晶显示面板10的方向放射的光的配光分布。对图11和图12的曲线图的亮度进行归一化，使第I实施例的放射光的配光分布的最大峰值亮度为I。此夕卜，在本实验中，在第I实施例、第2实施例、第I比较例以及第2比较例的任何情况下，都从构成背光源单兀的光源3Α、3Β输出相等光量的光。由图11可知，与第I实施例的情况、第2实施例的情况相比，放射光的光量多，用于生成窄角配光分布的照明光的光利用效率高。另外，如图11所示，在第I实施例和第2实施例的放射光的配光分布中，亮度充分集中于以O度为中心的30度的角度范围内(-15度 +15度的角度范围内)。与此相对，如图12所示，第I比较例的放射光的配光分布在小于-30度的范围和超过+30度的范围内具有约O. 4以上的亮度，未成为窄角配光分布。此夕卜，由图12可知，第2比较例的放射光的配光分布的最大峰值亮度不过约O. 5。接着，对第2背光源单元2的结构进行说明。如图I所示，第2背光源单元2包含与第I背光源单兀I的光源3A、3B相同地构成的光源6A、6B和与导光板4的背面4a大致平行且与该背面4a相对配置的导光板7。导光板7是由PMMA等透明光学材料形成的板状部件，在其背面7a具有漫反射构造70。光源6A、6B相对配置在导光板7的Y轴方向的两个端面(入射端面)7c、7d上。与第I背光源单元I的情况相同，从光源6A、6B发出的光从导光板7的入射端面7c、7d入射至导光板7。该入射光在导光板7的内部一边全反射一边传播，通过背面7a的漫反射构造70来漫反射一部分传播光，然后作为照明光12从导光板7的前面7b放射。例如可通过在背面7a涂敷漫反射材料来构成漫反射构造70。漫反射构造70将传播光扩散至较宽的角度范围，因此，从第2背光源单元2放射的照明光12作为具有广角配光分布的照明光向液晶显示面板10放射。 具有上述结构的液晶显示装置100不仅能够将照明光朝向液晶显示面板10的背面IOb的配光分布设为窄角配光分布或广角配光分布，而且能够设为窄角配光分布与广角配光分布间中间的配光分布。图13的(a)、(b)、(c)是概括地例示照明光的3种配光分布的图。在第I背光源单元I的光源3A、3B点亮，第2背光源单元2的光源6A、6B没有点亮时，液晶显示面板10的背面IOb被图13的(a)所示的具有窄角配光分布D3的照明光进行照明。因此，观察者可以从液晶显示装置100的正面方向视觉识别到明亮的图像，在从斜方向观察显示面IOa时视觉识别到暗的图像。此时，液晶显示装置100不向观察方向以外的不需要的方向放射光，因此能够将光源3A、3B的发光量抑制为较少，能够降低功耗。另一方面，当第2背光源单元2的光源6A、6B点亮，第I背光源单元I的光源3A、3B没有点亮时，液晶显示面板10的背面被图13的(b)所示的具有广角配光分布D4的照明光12进行照明。因此，观察者能够从较宽的角度方向视觉识别明亮的图像。为了针对全部角度方向确保充分的明亮度，光源6A、6B需要较大的发光量，功耗也随之增加。因此，在实施方式I的液晶显示装置100中，控制部101根据观察方向来控制第I背光源单兀I的光源3A、3B的发光量和第2背光源单兀2的光源6A、6B的发光量。例如，如图13的(c)所示，控制部101通过使其产生第I背光源单元I的照明光12和第2背光源单兀2的照明光11后使照明光12的配光分布D3a与照明光11的配光分布D4a重合,形成中间状态的配光分布D5。结果，可获得与观察方向相应的最优配光分布D5。由此，能够获得与观察方向相应的视角，并将向不需要的方向放射的光抑制到最小限度。从而，与为了能够从较宽的观察方向视觉识别到明亮的图像而放射广角配光分布D4的照明光的情况(图13的(b))相比，可降低光源3A、3B、6A、6B整体的发光量，因此能够获得较大的功耗削减效果。图14的(a)、(b)、(C)是示意性示出3种视角控制的例子的图。在图14的(a广(C)的例子中，根据与观察者的位置的关系来进行视角控制。如图14的(a)所示，当观察者相对于液晶显示面板10位于正面方向时，控制部101通过将第I背光源单元I的发光量设定为比第2背光源单兀2的发光量大,使第I背光源单兀I的配光分布D3aa与第2背光源单元2的配光分布D4aa重合后生成窄角配光分布D5aa (窄视角显示模式)。与此相对，如图14的(b)所示，当观察者的位置向左右扩宽时，根据其扩宽程度，控制部101将第2背光源单元2的发光量相对于第I背光源单元I的发光量的比例设定得较大，由此，能够使第I背光源单元I的配光分布D3ab与第2背光源单元2的配光分布D4ab重合后生成广角配光分布D5ab (第I宽视角显示模式)。如图14的(c)所示，当观察者的位置进一步向左右扩宽时，根据其扩宽程度，控制部101将第2背光源单元2的发光量相对于第I背光源单元I的发光量的比例设定得更大，由此能够使第I背光源单元I的配光分布D3ac与第2背光源单元2的配光分布D4ac重合后生成广角配光分布D5ac (第2宽视角显示模式)。这样，控制部101随着观察者的位置向左右扩宽，根据其扩宽程度，将第2背光源单元2的发光量相对于第I背光源单元I的发光量的比 例设定得较大，因此能够进行精细的视角控制。另外，能够获得更高的功耗降低效果。根据当液晶显示装置100的显示面IOa过亮时观察者感到晃眼等理由，不需要必要以上的明亮度。因此，如图13的(a广(C)和图14的(a厂(C)所示，控制部101在控制光源3A、3B、6A、6B的发光量来调整照明光朝向液晶显示面板10的背面IOb的配光分布时，可控制液晶显示面板10的正面方向的明亮度(亮度)使其始终保持固定的值L。在第I背光源单元I和第2背光源单元2中，希望光源3A、3B、6A、6B是同一发光方式的光源。其理由是在改变第I背光源单元I的发光量与第2背光源单元2的发光量的比例来变更视角时，能够避免光源3A、3B、6A、6B的发光特性(发光光谱等)的差异引起发光颜色变化等的可能性。可通过在第I背光源单元I和第2背光源单元2中使用同一发光方式的光源来避免这样的可能性，在视角变更时维持良好的画质。作为同一发光方式的光源例如可举出同一构造的发光体、发光波长带等发光特性相同的发光体、具有不同发光特性的多个发光体的组合相同的发光体模块或者被以同一驱动方式驱动的发光体。在具有上述这样的视角可变功能的液晶显示装置100中，当观察者的视线方向从画面法线方向大幅倾斜时，例如站在正对着大型液晶显示装置的画面中央部的位置上的观察者未充分取得与液晶显示装置的距离就观察画面周边部时，有可能在进行窄视角显示时未获得充分的亮度，从而难以识别图像。针对这样的问题，例如，在背光源单元I与液晶显示面板10之间设置表面具有菲涅耳构造的光学片等使画面周边部的光的行进方向朝向画面中央部这样的构造，由此能够避免该问题。此外,如图3的(a)和图3的(b)所不,微小光学兀件40具有凸球面形状,但不限于此。只要具有发出在向下棱镜片的微小光学元件50产生内表面全反射后生成窄角配光分布的照明光11的放射光Ila的构造，则也可以采用取代微小光学元件40的构造。如以上说明的那样，实施方式I的液晶显示装置100未使用专利文献I所述的复杂且高价的有源光学元件，通过调整第I背光源单元I的发光量与第2背光源单元2的发光量的比例就能够进行视角控制。由此，液晶显示装置100可将从显示面IOa向不需要的方向放射的光量抑制到最小限度，因此能够实现有效降低功耗的视角控制功能。另外，实施方式I的液晶显示装置100的结构由简易且廉价的结构构成，与其画面尺寸无关从小型到大型都是有效的结构。另外，液晶显示装置100能够正确且容易地控制第I背光源单元I和第2背光源单元2的发光量或发光方向，因此，不会产生显示图像的颜色变化等，能够精细地变更成最优的视角。
另外，可不使用有源光学元件，利用第I背光源单元I的导光板4和向下棱镜片生成具有窄角配光分布的照明光11。如上所述，形成在向下棱镜片的背面5a的微小光学元件50使从导光板4的前面4b入射的放射光I Ia在倾斜面50a、50b进行内表面全反射，由此，能够生成具有窄角配光分布的照明光11。另外，第I背光源单元I具有向上棱镜片5V，因此，即使在本实施方式这样的背光源层叠型的液晶显示装置100中，也不会损失来自第2背光源单元2的放射光就能够提高第I背光源单元I的光利用效率。如上所述，从第I背光源单元I的导光板4向其背面方向放射的返回光RL在由向上棱镜片5V的微小光学兀件51折射之后在背面5e向液晶显不面板10的方向全反射，因此，能够成为第I背光源单元I的照明光11。此外，从第2背光源单元2放射的照明光12不会通过向背面侧突出的微小光学元件50的倾斜面50a、50b使其配光分布窄带化，就能够对液晶显示面板10的背面进行照明。作为实现窄视角的结构，可采用放射具有广角配光分布的照明光的面状光源与会聚该照明 作为出光面的光学构造)的组合，但在此结构中，面状光源的出射光被转换成窄角配光分布的光，因此，就连从第2背光源单元2放射出的广角配光分布的照明光的配光分布也被窄角化。因此，无法如图13的(a) (c)所示使窄角配光分布的照明光与广角配光分布的照明光重合来获得期望的配光分布。本实施方式的微小光学元件50未会聚来自第2背光源单元2的照明光12，其广角配光分布未窄带化。因此，本实施方式的结构即使在应用于层叠2层以上的多层背光源单元而构成的液晶显示装置时，也能够进行精细的视角控制。在本实施方式中，如图I所不，在导光板4的侧方设置有光源3A、3B,在导光板7的侧方设置有光源6A、6B，因此，即使在层叠2层以上的多层背光源单元来构成液晶显示装置时，也能够实现Z轴方向的厚度小的薄型结构。由此，能够实现具有视角控制功能的薄型液晶显示装置。另外，在实施方式I中，控制部101在将显示面IOa的正面方向的亮度保持为规定的指示值L的同时，单独控制多个第I背光源单元I和第2背光源单元2的发光量，因此，无需造成必要以上的明亮度就能够取得与观察方向相应的最优照明光的配光分布。此外，可将向不需要的方向放射的光抑制到最小限度，从而大幅降低功耗。此外，为了控制照明光朝向液晶显示面板10背面的配光分布，优选可自如地控制光源3A、3B、6A、6B的发光量。根据此观点，希望光源3A、3B、6A、6B使用如激光光源或者发光二极管那样容易控制发光量的固体光源。由此，能够进行最优的视角控制。另外，为了从第I背光源单元I放射的照明光11具有窄角配光分布，如上所述，需要具有从导光板4放射的照明光Ila集中于从画面法线方向(Z轴方向)大幅倾斜的角度范围内的配光分布。在导光板4内传播的光的指向性高的一方容易控制从导光板4放射的光的出射角度，而且能够使配光分布窄带化(规定强度以上的光集中于特定的角度范围内)，因此是优选的。因此，优选使用指向性高的激光光源作为光源3A、3B。由此，能够精细地实现最优的视角控制，并且，能够获得更大的功耗降低效果。在本实施方式中，第I背光源单元I将导光板4的Y轴方向的两个端面作为光入射面，具有与这两个端面相对的光源3A、3B，但并不限定于此结构。第I背光源单元I还可以构成为仅将导光板4的两个端面中的一个端面作为光入射面，仅具有与该端面相对的光源。在此情况下，优选通过适当变更设置在导光板4的背面4a上的微小光学元件40的配置间隔或规格，使从导光板4放射的光的面内亮度分布均匀化。同样，第2背光源单元2也可以构成为仅将导光板7的两个端面中的一个端面作为光入射面，仅具有与该端面相对的光源实施方式2图15是示意性示出本发明实施方式2的液晶显示装置(透射式液晶显示装置)200的结构的图。图16是示意性示出从Y轴方向观察图15的液晶显示装置200的一部分结构的图。图15和图16的液晶显示装置200的构成要素中标注有与图I的构成要素同一符号的构成要素具有同一功能，省略其详细的说明。如图15和图16所示，液晶显示装置200具备透射式液晶显示面板10、光学片9、第I背光源单元16以及第2背光源单元17，这些构成要素10、9、16、17沿着Z轴进行排列。液晶显示面板10与实施方式I同样具有与包含和Z轴正交的X轴以及Y轴的X-Y平面平行的显示面10a。此外,X轴和Y轴相互正交。液晶显示装置200还具有驱动液晶显示面板10的面板驱动部202、驱动第I背光源单元16包含的光源3C的光源驱动部203A以及驱动第2背光源单兀17包含的光源19、…、19的光源驱动部203B。面板驱动部202和光源驱动部203A、203B的动作由控制部201进行控制。控制部201对从信号源(未图示)提供的视频信号(未图示)实施图像处理来生成控制信号，并将这些控制信号提供给面板驱动部202和光源驱动部203A、203B。光源驱动部203A、203B根据来自控制部201的控制信号来分别驱动光源3C和光源19，然后从光源3C和光源19出射光。第I背光源单元16将光源3C的出射光转换成具有窄角配光分布(规定强度以上的光集中于以液晶显示面板10的显示面IOa的法线方向即Z轴方向为中心的比较窄的角度范围内的分布)的照明光13后，向液晶显示面板10的背面放射。该照明光13经由光学片9向液晶显示面板10的背面进行照射。另一方面，第2背光源单元17将光源19、···、19的出射光转换成具有广角配光分布(规定强度以上的光集中于以Z轴方向为中心的比较宽的角度范围内的分布)的照明光14后，向第I背光源单元16放射。照明光14透射第I背光源单元16，经由光学片9向液晶显示面板10的背面进行照射。如图15和图16所不,第I背光源单兀16包含光源3C、相对于液晶显不面板10的显示面IOa平行配置的导光板4R、向下棱镜片以及向上棱镜片5V。通过将实施方式I的第I背光源单元I的导光板4置换成导光板4R来获得第I背光源单元16的结构。导光板4R由板状部件构成，该板状部件由丙烯酸树脂(PMMA)等透明光学材料形成。导光板4R的背面4e (液晶显不面板10侧的相反侧的面)具有微小光学兀件40R、…、40R沿着与显示面IOa平行的面排列的构造。各微小光学元件40R的形状构成球面形状的一部分，其表面具有固定的曲率。光源3C相对配置在导光板4R的Y轴方向的一个端面(入射端面)4g上，例如通过将多个发光二极管元件在X轴方向上进行排列来构成。从光源3C发出的光从导光板4R的入射端面4g入射至导光板4R,在导光板4R的内部一边全反射一边传播。此时,利用导光板4R的背面4e的微小光学元件40R来反射一部分传播光，并作为照明光13a从导光板4R的前面4f放射。微小光学元件40R将在导光板4R内部传播的光转换成以从Z轴方向倾斜规定角度的方向为中心的配光分布的光后，从前面4f放射。从该导光板4R放射出的光13a入射至向下棱镜片之后，由图15和图16的微小光学元件50进行内表面全反射，然后从前面(出光面)5b作为照明光13放射。微小光学兀件40R的形状可与上述实施方式I的微小光学兀件40的形状相同。具有这些微小光学元件40R、…、40R的导光板4R的材质也能够与实施方式I的导光板4的材质相同。由此,作为微小光学元件40R的实施例，例如可采用其表面曲率约为O. 15_、最大高度约为O. 005_、折射率约为I. 49的微小光学元件。与光源3C的出射光入射的入射端面4g之间的距离越大，将微小光学元件40R、40R的中心间隔设定得越小，与入射端面4g之间的距离越小，将微小光学元件40R、40R的中心间隔设定得越大。如上所述，光源3C的出射光从导光板4R侧方的入射端面4g入射至导光 板4R的内部。该入射光一边在导光板4R的内部传播，一边利用导光板4R的微小光学元件40R与空气层的折射率差进行全反射后，从导光板4R的前面4f向液晶显示面板10的方向放射。这里，微小光学元件40R形成为越接近在光源3C附近的入射端面4g就越疏(S卩，微小光学元件40R的每单位面积的数量即密度越接近入射端面4g越小)，越远离光源3C就越密(即，越远离入射端面4g，微小光学元件40R的密度就越大)。其理由是为了使放射光13a的面内亮度分布均匀化。由于越接近入射端面4g光强度越大，因此，微小光学元件40R的密度降低，传播光中由微小光学元件40R进行内表面全反射的光的比例减少，由于越远离入射端面4g光强度越弱，因此,微小光学兀件40R的密度提高,传播光中由微小光学兀件40R进行内表面全反射的光的比例增大。由此，能够使放射光13a的面内亮度分布均匀化。与上述实施方式I的情况相同，将在导光板4R的背面4e上不满足全反射条件而放射的光、从向下棱镜片5D向液晶显不面板10侧的相反侧放射的光入射至向上棱镜片5V的前面5c。向上棱镜片5V使从导光板4R入射至微小光学元件51、…、51内部的光(返回光)在背面5e进行内表面全反射，由此可将返回光的行进方向变更成液晶显示面板10的方向。这样在背面5e进行内表面全反射的光向液晶显不面板10的方向放射并透射导光板4R，由此，由向下棱镜片的微小光学元件50进行内表面全反射，转换成具有为了转换成窄角配光分布的照明光13所需的配光分布的光。由此，能够提高从第I背光源单元16放射的具有窄角配光分布的照明光13的光量相对于从构成第I背光源单元16的光源3C放射的光量的比率(将该比率定义为第I背光源单元16的光利用效率)。因此，与以往相比能够降低为了确保显示面IOa中的规定亮度所需的光源光量，能够抑制液晶显示装置200的功耗。接着，对第2背光源单元17的结构进行说明。如图15和图16所示，第2背光源单兀17包含外壳21和配置在该外壳21内的发光二极管等光源19、···、19。这些光源19、···、19以位于液晶显示面板10正下方的方式沿着X-Y平面规则地进行排列。外壳21的Y轴方向的侧壁内表面和底板部内表面都是漫反射面。在外壳21的前面(液晶显示面板10侧的面)设置有漫透射从光源19、…、19发出的光的漫透射板22。该漫透射板22由为了确保照明光14的面内均匀性而扩散度高的材料构成。这样第2背光源单元17构成为光源直下型背光源。上述第2背光源单元17作为放射广角配光分布的照明光14并且需要较大发光量的背光源单元是有效的。例如，在使液晶显示装置200大画面化的情况下，也能够通过使用光源直下型的第2背光源单元17来确保充分的明亮度。在采用光源直下型的第2背光源单元17的情况下，当使用发光面积小且指向性高的激光光源作为光源19、…、19时，需要用于使照明光14的配光分布均匀化的复杂构造。因此，在实施方式2中希望采用具有与激光光源同样高的发光控制性，并且由于是面发光而使照明光14的配光分布容易均匀化的发光二极管，作为第2背光源单元17的光源。由此，第2背光源单元17的构造简单，可实现进一步的成本降低。另外，希望第I背光源单元16的光源3C和第2背光源单元17的光源19、…、19是同一发光方式的光源。其理由是当改变第I背光源单元16的发光量与第2背光源单元17的发光量的比例来变更视角时，可以避免光源3C、19的发光特性(发光光谱等)的差异引起发光颜色变化等的可能性。在具有上述这种视角可变功能的液晶显示装置200中，当观察者的视线方向从画面法线方向大幅倾斜时，例如站在正对着大型液晶显示装置的画面中央部的位置上的观察 者未充分获得与液晶显示装置之间的距离就观察画面周边部时，有可能在进行窄视角显示时未取得充分的亮度而难以识别图像。针对这样的问题，例如在背光源单元16与液晶显示面板10之间设置表面具有菲涅耳构造的光学片等使画面周边部的光的行进方向朝向画面中央部这样的构造，由此能够避免该问题。如以上说明的那样，实施方式2的液晶显示装置200与实施方式I的液晶显示装置100同样未使用复杂且高价的有源光学元件，可通过调整第I背光源单元16的发光量与第2背光源单元17的发光量的比例来进行视角控制。液晶显示装置200将从显示面IOa向不需要的方向放射的光量抑制到最小限度，因此，能够实现有效降低功耗的视角控制功能。另外，实施方式2的液晶显示装置200的构造由简易且廉价的结构构成，与其画面尺寸无关从小型到大型都是有效的结构。另外，与实施方式I的液晶显示装置100同样，第I背光源单元16具有向上棱镜片5V。在第I背光源单兀16中从导光板4R向其背面方向放射的返回光由于向上棱镜片5V的微小光学构造51的存在而在其背面5e进行内表面全反射,成为具有窄角配光分布的照明光13。因此，可将返回光用作第I背光源单元16的放射光。因此，即使在实施方式2这样的背光源层叠型的液晶显示装置中，也不会损失来自第2背光源单元17的放射光14就能够提高第I背光源单元16的光利用效率。此外，在液晶显示装置200中，放射广角配光分布的照明光14的第2背光源单元17构成为光源直下型的背光源，因此，能够低成本地实现具有视角控制功能的液晶显示装置200的大画面化和低功耗化。实施方式3图17是示意性示出本发明实施方式3的液晶显示装置(透射式液晶显示装置)300的结构的图。图18是示意性示出从Y轴方向观察图17的液晶显示装置300的一部分结构的图。实施方式3的液晶显示装置300的结构与实施方式2的液晶显示装置200的结构大致相同，除了第2背光源单元的结构不同这点之外。以下，对实施方式3特有的结构进行详细说明。在图17和图18的液晶显示装置300的构成要素中标注与图1、2、15、16的构成要素同一符号的构成要素具有同一功能，省略其详细说明。如图17和图18所示，液晶显示装置300具备透射式液晶显示面板10、光学片9、第I背光源单元16以及第2背光源单元18，这些构成要素10、9、16、18沿着Z轴进行排列。液晶显示面板10与上述实施方式1、2的情况相同，具有与包含和Z轴正交的X轴以及Y轴的X-Y平面平行的显示面10a。此外,X轴和Y轴相互正交。液晶显示装置300还具有驱动液晶显示面板10的面板驱动部302、驱动第I背光源单元16包含的光源3C的光源驱动部303A以及驱动第2背光源单元18包含的光源60、…、60的光源驱动部303B。面板驱动部302和光源驱动部303A、303B的动作由控制部301进行控制。控制部301对从信号源(未图示)提供的视频信号(未图示)实施图像处理来生成控制信号，并将这些控制信号提供给面板驱动部302和光源驱动部303A、303B。光源驱动部303A、303B根据来自控制部301的控制信号来分别驱动光源3C和光源60，然后从光源3C和光源60出射光。第I背光源单元16将光源3C的出射光转换成具有窄角配光分布(规定强度以上的光集中于以液晶显示面板10的显示面IOa的法线方向即Z轴方向为中心的比较窄的角度范围内的分布)的照明光13后，向液晶显示面板10的背面放射。该照明光13经由光学片9向液晶显示面板10的背面进行照射。另一方面，第2背光源单元18将从光源60、···、60放射的具有比较窄的窄角配光分布(规定强度以上的光集中于以Z轴方向为中心的比较窄的角度范围内的分布)的照明光15向第I背光源单元16的背面放射。照明光15通过透射第I背光源单元16而成为具有规定强度以上的光集中于以从Z轴方向大幅倾斜的角度为中心的比较窄的角度范围内的分布的照明光15a，经由光学片9照射至液晶显示面板10的背面。如图17和图18所示，第I背光源单元16与实施方式2的情况同样地包含光源3C、相对于液晶显不面板10的显不面IOa平行配置的导光板4R、向下棱镜片以及向上棱镜片5V。导光板4R由板状部件构成，该板状部件由丙烯酸树脂(PMMA)等透明光学材料形成。导光板4R的背面4e (液晶显不面板10侧的相反侧的面)具有微小光学兀件40R、…、40R沿着与显示面IOa平行的面进行排列的构造。各微小光学元件40R的形状构成球面形状的一部分，其表面具有固定的曲率。与上述实施方式1、2的情况相同，在导光板4R的背面4e不满足全反射条件而放射的光、从向下棱镜片5D向液晶显不面板10侧的相反侧放射的光入射至向上棱镜片5V的前面5c。向上棱镜片5V使从导光板4R向微小光学元件51、…、51的内部入射的光(返回光)在背面5e进行内表面全反射，由此能够将返回光的行进方向变更成液晶显示面板10的方向。这样在背面5e进行内表面全反射后的光向液晶显不面板10的方向放射并透射导光板4R，由此，由向下棱镜片的微小光学元件50进行内表面全反射之后，转换成具有为了转换成窄角配光分布的照明光13所需的配光分布的光。从而，能够提高从第I背光源单元16放射的具有窄角配光分布的照明光13的光量相对于从构成第I背光源单元16的光源3C放射的光量的比率(B卩，第I背光源单元16的光利用效率)。因此，与以往相比能够降低为了确保显示面IOa中的规定亮度所需的光源光量，能够抑制液晶显示装置300的功耗。接着，对第2背光源单元18的结构进行说明。如图17和图18所示，第2背光源单 兀18包含外壳61和配置在该外壳61内的发光二极管等光源60、···、60。这些光源60、···、60以位于液晶显示面板10正下方的方式沿着X-Y平面规则地进行排列。光源60放射配光分布窄的光。作为光源60例如采用放射具有朗伯特形状的角度强度分布的光的LED光源即可。在光源60的出射端面设置有透镜60L。由此，可生成角度强度分布窄的光。实施方式3的光源60和透镜60L放射具有半值全角(峰值强度的50%的广角度)约为48度的大致高斯形状的配光分布的光，使该光源60的光轴方向与液晶显示面板10的法线方向相互平行。外壳61的Y轴方向的侧壁内表面和底板部内表面都是正反射面。在外壳61的前面(液晶显示面板10侧的面)设置有漫透射从光源60、…、60发出的光的漫透射板62。该漫透射板62是为了确保照明光15的面内均匀性而设置的。作为漫透射板62为了从第2背光源单元18放射的照明光15的配光分布不过宽而采用扩散度低的部件。这样第2背光源单元18构成为光源直下型背光源。从上述第2背光源单元18放射的窄角配光分布的照明光15按照第I背光源单元16包含的向上棱镜片5V、导光板4R、向下棱镜片的顺序透射。如图7的(a)所示，向下棱镜片的微小光学元件50使相对于其法线方向(Z轴方向)以规定角度以上入射至倾斜 面50a的光束IL在倾斜面50b进行内表面全反射，然后向Z轴方向或者从Z轴方向倾斜的倾斜角度小的方向放射。另一方面，如图7的(b)所示，微小光学元件50使以相对于Z轴方向小于规定角度的角度入射至倾斜面50a的光束IL折射后，向从Z轴方向大幅倾斜的角度方向放射。从第2背光源单兀18放射的光15以Z轴方向为中心具有窄角配光分布。该光15通过透射向下棱镜片5D，如图7的(b)所示的光束OL那样向从Z轴方向大幅倾斜的角度方向放射。图19和图20示出从上述第2背光源单元18放射的照明光15的透射向下棱镜片5D前和透射向下棱镜片后的配光分布变化的例子。图19是示出从第2背光源单元18放射的照明光15的配光分布的图。图20是示出在照明光15透射向下棱镜片之后获得的照明光15a的配光分布的图。在图19和图20中，横轴表示与液晶显示面板10的法线(Z轴方向)相对的倾角度，纵轴表示亮度。如图19所示，具有半值全角约为50度的大致高斯形状的配光分布的照明光15通过透射向下棱镜片被转换成具有如下配光分布的光15a,该配光分布如图20所示在从Z轴方向起约±40度处具有亮度峰值且在Z轴方向上不具有强度。如上所述，可通过仅点亮第I背光源单元16来获得图6所示的以Z轴方向为中心的窄角配光分布的照明光。另一方面，可通过仅点亮第2背光源单元18来获得具有如下配光分布的照明光15a,该配光分布如图20所不在从Z轴方向移动任意角度后的角度处具有亮度峰值。具有上述结构的液晶显示装置300可切换照明光向液晶显示面板10的背面IOb的配光分布，并根据显示器与观察者的位置关系，优化从显示器的整个面IOa放射的照明光的亮度峰值的位置。图21的(a)、(b)、(C)是概括地例示照明光的3种配光分布的图。当第I背光源单元16的光源3C点亮，第2背光源单元18的光源60、…、60未点亮时，利用具有图21的(a)所示的窄角配光分布D13的照明光13来照明液晶显示面板10的背面IOb0因此，观察者可从液晶显示装置300的正面方向视觉识别到明亮的图像，在从斜方向观察显示面IOa时视觉识别到暗的图像。此时，液晶显示装置300对观察方向以外的不需要的方向不放射光，因此，能够将光源3C的发光量抑制为较少，能够降低功耗。另一方面，当第2背光源单元18的光源60、…、60点亮，第I背光源单元16的光源3C未点亮时，利用具有图21的(b)所示的在某个任意的角度具有亮度峰值的配光分布D6的照明光15a来照明液晶显示面板10的背面。因此，观察者能够从某个任意的角度来视觉识别到明亮的图像，在从其它方向观察显示面IOa时视觉识别到暗的图像。此时，液晶显示装置300不向观察方向以外的不需要的方向放射光，因此，能够将光源60的发光量抑制为较少，能够降低功耗。另外，在实施方式3的液晶显示装置300中，通过点亮第I背光源单元16和第2背光源单元18双方，观察者可从多个方向视觉识别到明亮的图像，在从除此以外的方向观察显示面IOa时视觉识别到暗的图像(例如，图21的(C))。由此，能够将向不需要的方向放射的光抑制到最小限度，与放射可从全部方向视觉识别到明亮的图像这样的在广角范围内连续存在光的广角配光分布的照明光的情况相比，可降低整体的发光量，因此能够获得功耗降低效果。图22的(a)、(b)、(C)是示意性示出3种视角控制的例子的图。在图22的(a) (C)的例子中，根据与观察者位置的关系进行视角控制。如图22的(a)所示，在观察者相对于液晶显示面板10仅位于正面方向时，控制部301通过使第I背光源单元16发光来生成仅在正面位置可视觉识别的配光分布D13(正面显示模式)。与此相对，如图22的(b)所示，当观察者仅位于相对于液晶显示面板10的正面方向倾斜任意角度的方向时，控制部301通过使第2背光源单元18发光来生成相对于正面方向仅从侧方可视觉识别的配光分布D6 (侧方显示模式)。另外，如图22的(c)所示，在观察者位于正面方向以及侧方时，控制部301使第I背光源单元16以及第2背光源单元18都发光，由此生成位于正面方向以及侧方的观察者可视觉识别的配光分布D7 (正面/侧方显示模式)。这样，控制部301根据观察者的位置来设定第I背光源单元16以及第2背光源单元18的最优发光量，因此没有无效的照明，能够获得较高的功耗降低效果。如上所述，实施方式3的液晶显示装置300可相对于观察者的位置将背光源的照明方法切换成最优的照明方法，因此没有无效的照明，能够获得较高的功耗降低效果。尤其在例如车载用显示器或游戏机用显示器等中，液晶显示面IOa与观察者的位置关系在某种程度上固定的情况下，实施方式3的视角控制功能是更有效的功能。在实施方式3中，将侧方显示模式时的亮度峰值位置的方向设为从液晶显示面板10的法线方向倾斜±40度的方向，但本发明不仅限于此。通过变更从第2背光源单元18放射的光的配光分布，变更向下棱镜片的微小光学元件50、…、50的形状，可将亮度峰值设定在期望的角度方向上。另外，在实施方式3中，在正面显示模式以及侧方显示模式下使配光分布宽度窄带化，仅针对必要的方向提高视觉识别性，并降低关于不必要方向的视觉识别性，但本发明不仅限于此。通过拓宽各个配光分布宽度，不仅可以提高必要方向的视觉识别性，而且可以提高其周围方向的视觉识别性。关于正面显示模式中的配光分布，可通过变更光源3C的配光分布，变更形成在导光板4R的背面的微小光学元件40R的形状来拓宽配光分布宽度。另夕卜，关于侧方显示模式，可通过变更从第2背光源单元18放射的照明光15的配光分布，变更向下棱镜片5D的微小光学元件50、…、50的形状来拓宽配光分布宽度。在此情况下，当 第I背光源单元16和第2背光源单元18双方都点亮时，控制部301考虑到第I背光源单元16以及第2背光源单元18中一方的放射光对另一方的放射光带来的影响，还可以单独控制第I背光源单元16以及第2背光源单元18的发光量来调整亮度。其中，在液晶显示面IOa与观察者的位置关系固定且可视觉识别的角度范围较窄即可的用途的情况下，能够通过使各显示模式的配光分布宽度窄带化来获得较高的功耗降低效果。另外，在实施方式3中，在第I背光源单元16与第2背光源单元18之间配置向上棱镜片5V,使其棱镜棱线方向与向下棱镜片的棱镜棱线方向大致正交,因此,从第I背光源单元16向其背面方向(液晶显示面板10侧的相反侧的方向)放射的光由向上棱镜片全反射。然后，在已保存光在Y-Z平面的行进方向的状态下再次用作第I背光源单元16的光。因此，能够提高第I背光源单元16的光利用效率，能够获得进一步的功耗降低效果。另外，在实施方式3中，将第2背光源单元18的外壳61的侧壁内表面以及底板部内表面设为正反射面。这是因为在已大致保存从第2背光源单元18向其背面方向(液晶显示面板10的相反侧的方向)放射的光的行进方向的状态下，将该光再次转换成朝向液晶显示面板10的光，用作规定强度以上的光集中于以Z轴方向为中心的比较窄的角度范围内的第2背光源单元18的光。由此，可提高第2背光源单元18的光利用效率，并能够获得进一步的功耗降低效果。在实施方式3中，第2背光源单元18具备放射具有窄角配光分布的光的发光二极管作为光源60、…、60。这些光源60、…、60以位于液晶显不面板10正下方的方式沿着 X-Y平面规则地进行排列。因此，第2背光源单元18构成为光源直下型的背光源，但本发明不仅限于此。例如，还可以采用从导光板(未图示)的侧端面入射光的所谓侧光方式，采用在该导光板的光出射面设置微小光学元件的结构。在此情况下，能够实现将从光源(未图示)向该导光板入射的光作为规定强度以上的光集中于以Z轴方向为中心的比较窄的角度范围内的配光分布的光，向第I背光源单元16的背面放射的结构。希望第I背光源单元16的光源3C和第2背光源单元18的光源60、…、60是同一发光方式的光源。其理由是，在改变第I背光源单兀16的发光量与第2背光源单兀18的发光量的比例来变更视角时，可避免光源3C、60的发光特性(发光光谱等)的差异引起发光颜色变化等的可能性。如以上说明的那样，实施方式3的液晶显示装置300未使用复杂且高价的有源光学元件，可通过调整第I背光源单元16的发光量与第2背光源单元18的发光量的比例来进行视角控制。液晶显示装置300将从显示面IOa向不需要的方向放射的光量抑制到最小限度，因此能够实现有效降低功耗的视角控制功能。另外，液晶显示装置300的结构由简易且廉价的结构构成，并且与其画面尺寸无关从小型到大型都是有效的结构。另外，与实施方式1、2的液晶显示装置100、200同样，第I背光源单元16具有向上棱镜片5V。在第I背光源单兀16中从导光板4R向其背面方向放射的返回光由于存在向上棱镜片5V的微小光学构造51而在其背面5e进行内表面全反射,成为具有窄角配光分布的照明光13。因此，可将该返回光用作第I背光源单元16的放射光。因此，即使在实施方式3的背光源层叠型的液晶显示装置300中，也无需损失来自第2背光源单元18的放射光14，就能够提高第I背光源单元16的光利用效率。此外，实施方式3的液晶显示装置300为了提高第I背光源单元16的光利用效率而具备向上棱镜片5V，但不仅限于此。如图23和图24所示，还能具有不具备向上棱镜片5V的方式的液晶显示装置300M。图23是示意性示出作为实施方式3变形例的液晶显示装置(透射式液晶显示装置)300M的结构的图，图24是示意性示出从Y轴方向观察图23的液晶显示装置的一部分结构的图。即使图23和图24所示的结构，也能够从第I背光源单元16获得具有配光分布D13的照明光13，从第2背光源单元18获得具有配光分布D6的照明光15a。通过控制这些照明光13、15a的发光量，可实现能降低功耗的视角可变的液晶显示装置300M。实施方式1、2、3的变形例以上，参照附图叙述了本发明的各种实施方式，但它们都是本发明的例示，还可以采用上述以外的各种结构。例如，如图5的(a)以及图5的(b)所示，微小光学元件50的形状是三角棱镜形状，但不仅限于此。如上所述，微小光学元件50的形状是由与导光板4的组合来决定的。只要能够将从导光板4的前面4b放射并入射至向下棱镜片的光的主光线由微小光学元件50进行内表面全反射后转换成窄角配光分布的照明光11，就可以应用三角棱镜形状以外的形状。另外，例如，如图8的(a)以及图8的(b)所示，向上棱镜片5V具有由凸状三角棱镜形状构成的微小光学元件51，但不仅限于此。向下棱镜片的微小光学元件50可以使用具有其它微小光学元件的光学片或者板状部件，该其它微小光学元件在具有倾斜部的平面(图中的Y-Z平面)上不具有构造，在与其正交的平面(图中的Z-X平面)上具有构造。但是，从上述第2背光源单元2、17、18放射的光需要透射这样的光学片或板状部件，因此还需要在该光学片或板状部件上形成已考虑到在图中的Z-X平面上受光学影响的构造。实施方式1、2、3的向上棱镜片5V具有在与视角控制方向垂直的方向上会聚第2背光源单元的光的构造。由此缩窄不需要宽视角的方向的配光分布，能够获得亮度提高或者功耗降低效果。上述实施方式1、2的液晶显示装置100、200虽然具有向上棱镜片5V，但也可以是不具有向上棱镜片5V的方式。另外，如上所述，实施方式1、2、3的第I背光源单元1、16具有向上棱镜片5V的微小光学元件51、"·、51的排列方向与向下棱镜片的微小光学元件50、···、50的排列方向大致正交这样的适当结构，但本发明不仅限于此。即使在微小光学元件51、…、51的排列方向与微小光学元件50、…、50的排列方向构成的角度从90度偏移某种程度的情况下，与不具有向上棱镜片5V的方式相比，也能够提高第I背光源单元1、16的光利用效率。如上所述，实施方式1、2、3的液晶显示装置100、200、300与画面尺寸无关，都能够进行精细的视角控制。由此，可根据观察者的人数或观察位置来选择最优的视角，并通过有效的照明来获得功耗降低效果。此外，液晶显示装置100、200、300还可以实现产生如下私人模式的功能在通常情况下利用宽视角显示使来自观察者及其周围的视觉识别性良好，在其它情况下通过将宽视角显示切换成窄视角显示而无法从周围看到显示部。
符号说明100、200、300液晶显示装置，1、16第I背光源单元，2、17、18第2背光源单元，3Α、3B、6A、6B、3C、19,60光源，60L透镜，4、4R导光板，40、40R、50、51微小光学元件，5D向下棱镜
片，5V向上棱镜片，7导光板，70漫反射构造，8光反射片，9光学片，10液晶显示面板，21,61外壳，22、62漫透射板(漫透射构造)。
权利要求
1.一种液晶显示装置，其特征在于，该液晶显示装置具有 液晶显示面板，其具有背面和该背面的相反侧的显示面，调制从所述背面入射的光来生成图像光，并从所述显示面出射所述图像光； 第I背光源单元，其向所述液晶显示面板的所述背面照射光； 第2背光源单元，其向所述第I背光源单元的背面放射光； 第I光源驱动控制部，其控制所述第I背光源单元的发光量；以及 第2光源驱动控制部，其控制所述第2背光源单元的发光量， 所述第I背光源单元包含 第I光源，其由所述第I光源驱动控制部进行控制； 第I光学部件，其使由所述第2背光源单元放射的所述光透射，并且，将从所述第I光源出射的光转换成具有窄角配光分布的光，并向所述液晶显示面板放射，所述窄角配光分布是指规定强度以上的光集中于以所述液晶显示面板的所述显示面的法线方向为中心的第I角度范围内；以及 第I光学片，其使由所述第2背光源单元放射的所述光透射，并且，使从所述第I光学部件向所述液晶显示面板侧的相反侧放射的光向所述第I光学部件的方向进行内表面全反射， 所述第2背光源单元包含 第2光源，其由所述第2光源驱动控制部进行控制；以及 第2光学部件，其将从所述第2光源出射的光转换成具有广角配光分布的光，并向所述第I背光源单元的背面放射，所述广角配光分布是指规定强度以上的光集中于比所述第I角度范围宽的第2角度范围内， 所述第I光学部件和第I光学片使从所述第2光学部件放射的所述光透射而不缩窄所述广角配光分布。
2.根据权利要求I所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第I光学部件包含 导光板，其使从所述第I光源出射的光在所述液晶显示面板侧的相反侧具有的背面进行内表面反射，并向所述液晶显示面板放射；以及 第2光学片，其将从所述导光板向所述液晶显示面板放射的光转换成具有所述窄角配光分布的光。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第2光学片的背面具有多个第I微小光学元件沿着与所述显示面的法线方向垂直的面规则地排列而成的构造， 所述第I微小光学元件分别具有从所述显示面的法线方向倾斜的倾斜面， 所述第2光学片使从所述导光板相对于所述显示面的法线方向以规定角度以上入射的光在所述第I微小光学元件的倾斜面进行内表面全反射，转换成具有所述窄角配光分布的光。
4.一种液晶显示装置，其特征在于，该液晶显示装置具有 液晶显示面板，其具有背面和该背面的相反侧的显示面，调制从所述背面入射的光来生成图像光，并将所述图像光从所述显示面出射；第I背光源单元，其向所述液晶显示面板的所述背面照射光； 第2背光源单元，其向所述第I背光源单元的背面放射光； 第I光源驱动控制部，其控制所述第I背光源单元的发光量；以及 第2光源驱动控制部，其控制所述第2背光源单元的发光量， 所述第I背光源单元包含 第I光源，其由所述第I光源驱动控制部进行控制； 第I光学部件，其使由所述第2背光源单元放射的所述光透射，并且，将从所述第I光源出射的光转换成具有第I配光分布的光，并向所述液晶显不面板放射，所述第I配光分布是指规定强度以上的光集中于以所述液晶显示面板的所述显示面的法线方向为中心的第I角度范围内， 所述第2背光源单元包含 第2光源，其由所述第2光源驱动控制部进行控制；以及 第2光学部件，其将从所述第2光源出射的光转换成具有第2配光分布的光，并向所述第I背光源单元的背面放射，所述第2配光分布是指规定强度以上的光集中于以所述液晶显示面板的所述显示面的法线方向为中心的第2角度范围内， 所述第I光学部件将从所述第2光学部件放射的所述光转换成具有第3配光分布的光，并向所述液晶显示面板放射，所述第3配光分布是指规定强度以上的光集中于以从所述液晶显示面板的所述显示面的法线方向倾斜规定角度的方向为中心的第3角度范围内。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第I背光源单元还包含第I光学片，该第I光学片使由所述第2背光源单元放射的所述光透射，并且，使从所述第I光学部件向所述液晶显示面板侧的相反侧放射的光向所述第I光学部件的方向进行内表面全反射。
6.根据权利要求4或5所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第I光学部件包含 导光板，其使从所述第I光源出射的光在所述液晶显示面板侧的相反侧具有的背面进行内表面反射，并向所述液晶显示面板放射；以及 第2光学片，其将从所述导光板向所述液晶显示面板放射的光转换成具有所述第I配光分布的光。
7.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第2光学片的背面具有多个第I微小光学元件沿着与所述显示面的法线方向垂直的面规则地排列而成的构造， 所述第I微小光学元件分别具有从所述显示面的法线方向倾斜的倾斜面， 所述第2光学片利用所述第I微小光学元件，将从该第2光学片的背面相对于所述显示面的法线方向以规定角度以上的角度入射的光，转换成具有规定强度以上的光集中于以所述显示面的法线方向为中心的规定角度范围内的配光分布的光，并向所述液晶显示面板放射，利用所述第I微小光学元件，将从该第2光学片的背面相对于所述显示面的法线方向以小于规定角度的角度入射的光，转换成具有规定强度以上的光集中于以相对于所述显示面的法线方向倾斜规定角度的方向为中心的规定角度范围内的配光分布的光，并向所述液晶显示面板放射。
8.根据权利要求3或7所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第I微小光学元件由三角棱镜形状的凸状部构成，该三角棱镜形状的凸状部向所述液晶显示面板侧的相反侧突出且具有与所述显示面平行的棱线。
9.根据权利要求2、3以及6 8中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述导光板的背面具有沿着与所述显示面平行的面形成向所述液晶显示面板侧的相反侧突出的多个第2微小光学元件的构造， 所述导光板使从所述第I光源入射的光在所述第2微小光学兀件处进行内表面全反射，由此，生成具有规定强度以上的光集中于相对于所述显示面的法线方向在规定角度范围内的配光分布的光，并向所述液晶显示面板的背面放射。
10.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述导光板具有从与所述显示面平行的方向入射从所述第I光源出射的光的入射端面， 越远离所述入射端面，所述第2微小光学元件的每单位面积的数量越多。
11.根据权利要求9或10所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第2微小光学元件的表面具有曲率。
12.根据权利要求9 11中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于， 从所述导光板放射的该光的配光分布的所述规定角度范围是相对于所述显示面的法线方向呈+60度 +90度以及-60度 -90度的范围。
13.根据权利要求I 3以及5中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第I光学片的位于所述液晶显示面板侧的表面具有向所述液晶显示面板的方向突出的多个第3微小光学元件在与所述第I微小光学元件的排列方向不同的方向上规则地排列而成的构造， 所述第3微小光学元件分别具有从所述显示面的法线方向倾斜的倾斜面， 所述第3微小光学元件的倾斜面使从所述第I光学部件入射的光向所述第I光学片的背面方向折射， 所述第I光学片的背面使被所述第3微小光学元件的倾斜面折射后的光向所述导光板的方向全反射。
14.根据权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第3微小光学元件由具有与所述显示面平行的棱线的三角棱镜形状的凸状部构成。
15.根据权利要求I 3中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第2光学部件的背面具有漫反射构造，该漫反射构造使从所述第2光源出射的光漫反射，生成具有所述广角配光分布的光。
16.根据权利要求I 3中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第2光源是向所述液晶显示面板的方向放射光而将光照射到所述第2光学部件的背面的光源， 所述第2光学部件具有漫透射构造，该漫透射构造使从所述第2光源入射的光漫透射，生成具有所述广角配光分布的光。
17.根据权利要求4 7中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第2光源向所述液晶显示面板的方向放射光， 所述第2光学部件将从所述第2光源入射的光转换成具有所述第2配光分布的该光。
18.根据权利要求I 17中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第I光源驱动控制部和所述第2光源驱动控制部控制所述第I光源和所述第2光源，使得所述显示面上的法线方向的亮度恒定。
19.根据权利要求I 18中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第I光源和所述第2光源是发光二极管。
20.根据权利要求I 19中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第I光源和所述第2光源是激光光源。
21.根据权利要求I 20中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第I光源和所述第2光源由同一发光方式的光源构成。
全文摘要
液晶显示装置(100)具有第1背光源单元(1)和第2背光源单元(2)。第1背光源单元(1)包含第1光学部件(4、5D)，该第1光学部件(4、5D)使从第2背光源单元(2)入射的光透射，并且，将从光源(3A、3B)出射的光转换成具有窄角配光分布的光并向液晶显示面板(10)的背面放射。第2背光源单元(2)包含第2光学部件(7)，该第2光学部件(7)将从光源(6A、6B)出射的光转换成具有广角配光分布的光并向液晶显示面板(10)的背面放射。
文档编号G09F9/00GK102640039SQ201080054460
公开日2012年8月15日 申请日期2010年11月29日 优先权日2009年12月2日
发明者小岛邦子, 新仓荣二, 桑田宗晴, 笹川智广, 西谷令奈 申请人:三菱电机株式会社
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置，尤其涉及具有视角控制功能的液晶显示装置。
背景技术：
一般情况下，透射式或半透射式液晶显示装置具备具有液晶层的液晶显示面板和向该液晶显示面板的背面照射光的光源单元(背光源)。近年来提出了具有通过控制背光源出射光的配光分布来根据显示内容或状况变更视角的视角控制功能的液晶显示装置。例如，在日本专利第4164077号公报(专利文献I)中公开了具有配置在背光源与液晶显示面板之间的视角控制机构的液晶显示装置。该液晶显示装置的视角控制机构根据来自电源部的供给电压，成为使背光源的出射光几乎全部透射的透明状态和使背光源的出射光扩散的不透明扩散状态(白浊状态)中的任意一种状态。当从电源部提供电压时，视角控制机构成为透明状态，视角成为窄视角，当未从电源部提供电压时，视角控制机构成为不透明扩散状态，视角成为宽视角。 现有技术文献专利文献专利文献I :日本专利第4164077号公报
发明内容
发明要解决的问题但是，专利文献I所述的视角控制机构为了与供给电压相应地从透明状态和不透明扩散状态的一方向另一方切换，需要结构复杂的有源光学元件。另外，这样的有源光学元件的透射率较低，从而导致光利用效率的降低。因此，当使用这样的有源光学元件时，具有液晶显示装置的结构变得复杂，功耗较高且制造成本变高这样的问题。鉴于上述情况，本发明的目的是提供低功耗、结构简易且能够实现视角控制的液晶显示装置。用于解决问题的手段本发明第I方式的液晶显示装置的特征在于，该液晶显示装置具有液晶显示面板，其具有背面和该背面的相反侧的显示面，调制从所述背面入射的光来生成图像光，并从所述显示面出射所述图像光；第I背光源单元，其向所述液晶显示面板的所述背面照射光；第2背光源单元，其向所述第I背光源单元的背面放射光；第I光源驱动控制部，其控制所述第I背光源单元的发光量；以及第2光源驱动控制部，其控制所述第2背光源单元的发光量，所述第I背光源单元包含 第I光源，其由所述第I光源驱动控制部进行控制；第I光学部件，其使由所述第2背光源单元放射的所述光透射，并且，将从所述第I光源出射的光转换成具有窄角配光分布的光，并向所述液晶显示面板放射，所述窄角配光分布是指规定强度以上的光集中于以所述液晶显示面板的所述显示面的法线方向为中心的第I角度范围内；以及第I光学片，其使由所述第2背光源单元放射的所述光透射，并且，使从所述第I光学部件向所述液晶显示面板侧的相反侧放射的光向所述第I光学部件的方向进行内表面全反射，所述第2背光源单元包含第2光源，其由所述第2光源驱动控制部进行控制；以及第2光学部件，其将从所述第2光源出射的光转换成具有广角配光分布的光，并向所述第I背光源单元的背面放射，所述广角配光分布是指规定强度以上的光集中于比所述第I角度范围宽的第2角度范围内，所述第I光学部件和第I光学片使从所述第2光学部件放射的所述光透射而不缩窄所述广角配光分布。本发明第2方式的液晶显示装置的特征在于，该液晶显示装置具有液晶显示面板，其具有背面和该背面的相反侧的显示面，调制从所述背面入射的光来生成图像光，并将所述图像光从所述显示面出射；第I背光源单元，其向所述液晶显示面板的所述背面照射光；第2背光源单元，其向所述第I背光源单元的背面放射光;第I光源驱动控制部，其控制所述第I背光源单元的发光量；以及 第2光源驱动控制部，其控制所述第2背光源单元的发光量，所述第I背光源单元包含第I光源，其由所述第I光源驱动控制部进行控制；第I光学部件，其使由所述第2背光源单元放射的所述光透射，并且，将从所述第I光源出射的光转换成具有第I配光分布的光，并向所述液晶显示面板放射，所述第I配光分布是指规定强度以上的光集中于以所述液晶显示面板的所述显示面的法线方向为中心的第I角度范围内，所述第2背光源单元包含第2光源，其由所述第2光源驱动控制部进行控制；以及第2光学部件，其将从所述第2光源出射的光转换成具有第2配光分布的光，并向所述第I背光源单元的背面放射，所述第2配光分布是指规定强度以上的光集中于以所述液晶显示面板的所述显示面的法线方向为中心的第2角度范围内，所述第I光学部件将从所述第2光学部件放射的所述光转换成具有第3配光分布的光，并向所述液晶显示面板放射，所述第3配光分布是指规定强度以上的光集中于以从所述液晶显示面板的所述显示面的法线方向倾斜规定角度的方向为中心的第3角度范围内。发明效果根据本发明，可提供不使用结构复杂的有源光学元件就能够进行视角控制的低功耗的液晶显示装置。
图I是示意性示出本发明实施方式I的液晶显示装置(透射式液晶显示装置)的结构的图。图2是示意性示出从Y轴方向观察图I的液晶显示装置的一部分结构的图。图3的(a)、(b)是概括性示出实施方式I的第I背光源单元中的导光板的光学构造的一例的图。图4是示出经由从图3所示的导光板放射的放射光的配光分布的模拟得出的计算结果的曲线图。图5的(a)、(b)是概括性示出实施方式I的第I背光源单元的向下棱镜片的光学构造的一例的图。图6是示出经由从向下棱镜片放射的照明光的配光分布的模拟得出的计算结果的曲线图。图7的(a)、(b)是概括性示出在向下棱镜片的背面形成的微小光学元件的光学作用的图。
图8的(a)、(b)是概括性示出实施方式I的第I背光源单元中的向上棱镜片的光学构造的一例的图。图9的(a)、(b)是概括性示出在向上棱镜片的前面形成的微小光学元件的光学作用的图。图10的(a)、(b)是概括性示出使向上棱镜片的微小光学元件的排列方向与向下棱镜片的微小光学元件的排列方向一致时的向上棱镜片的微小光学元件的光学作用的图。图11是示出从背光源单元放射的照明光的配光分布的实测结果的曲线图。图12是示出从背光源单元放射的照明光的配光分布的其它实测结果的曲线图。图13的(a)、(b)、(c)是概括地例示照明光的3种配光分布的图。图14的(a)、(b)、(C)是示意性示出3种视角控制的例子的图。图15是示意性示出本发明实施方式2的液晶显示装置(透射式液晶显示装置)的结构的图。图16是示意性示出从Y轴方向观察图15的液晶显示装置的一部分结构的图。图17是示意性示出本发明实施方式3的液晶显示装置(透射式液晶显示装置)的结构的图。图18是示意性示出从Y轴方向观察图17的液晶显示装置的一部分结构的图。图19是示出经由从实施方式3的第2背光源单元放射的照明光的配光分布的模拟得出的计算结果的曲线图。图20是示出经由从实施方式3的第2背光源单元放射的照明光透射向下棱镜片后的配光分布的模拟得出的计算结果的曲线图。图21的(a)、(b)、(c)是概括地例示照明光的3种配光分布的图。图22的(a)、(b)、(C)是示意性示出3种视角控制的一例的图。图23是示意性示出作为本发明实施方式3的变形例的液晶显示装置(透射式液晶显示装置)的结构的图。图24是示意性示出从Y轴方向观察图23的液晶显示装置的一部分结构的图。
具体实施例方式以下，参照附图来说明本发明的实施方式。实施方式I图I是示意性示出本发明实施方式I的液晶显示装置(透射式液晶显示装置)100的结构的图。图2是示意性示出从Y轴方向观察图I的液晶显示装置100的一部分结构的图。如图I所示，液晶显示装置100具备透射式液晶显示面板10、光学片9、第I背光源单元I、第2背光源单元2以及光反射片8，这些构成要素10、9、1、2、8沿着Z轴进行排列。液晶显示面板10具有与包含和Z轴正交的X轴以及Y轴的X-Y平面平行的显示面10a。此夕卜，X轴和Y轴相互正交。液晶显示装置100还具有驱动液晶显示面板10的面板驱动部102 ;驱动第I背光源单元I包含的光源3A、3B的光源驱动部103A ；以及驱动第2背光源单元2包含的光源6A、6B的光源驱动部103B。面板驱动部102和光源驱动部103AU03B的动作由控制部101进行控制。控制部101对从信号源(未图示)提供的视频信号实施图像处理来生成控制信号，并将这些控制信号提供给面板驱动部102和光源驱动部103A、103B。光源驱动部103A、103B分别根据来自控制部101的控制信号驱动光源3A、3B、6A、6B，从这些光源3A、3B、6A、6B出射光。第I背光源单元I将光源3A、3B的出射光转换成具有窄角配光分布(规定强度以上的光集中于以液晶显示面板10的显示面IOa的法线方向即Z轴方向为中心的比较窄的角度范围内的分布)的照明光11后向液晶显示面板10的背面IOb放射。该照明光11经由光学片9照射到液晶显示面板10的背面10b。光学片9用于抑制细微的照明不均等的光学影响。另一方面，第2背光源单兀2将光源6A、6B的出射光转换成具有广角配光分布(规定强度以上的光集中于以Z轴方向为中心的比较宽的角度范围内的分布)的照明光12后向液晶显示面板10的背面IOb放射。照明光12透射第I背光源单元I和光学片9照射到液晶显示面板10的背面10b。在第2背光源单元2的正下方配置有光反射片8。从第I背光源单元I向其背面侧放射的光中已透射第2背光源单元2的光和从第2背光源单元2向其背面侧放射的光由光反射片8进行反射，用作照射液晶显示面板10的背面IOb的照明光。作为光反射片8例如可使用具有聚对苯二甲酸乙二醇酯等树脂作为基体材料的光反射片或在基板表面上蒸镀金属而成的光反射片。液晶显示面板10具有沿着与Z轴方向正交的X-Y平面延伸的液晶层10c。液晶显示面板10的显示面IOa具有矩形状，图I所示的X轴方向和Y轴方向分别是沿着与该显示面IOa的相互正交的2个边的方向。面板驱动部102根据从控制部101提供的控制信号使液晶层IOc的透光率以像素为单位进行变化。由此，液晶显示面板10可在空间上调制从第I背光源单元I和第2背光源单元2中的一方或双方入射的照明光来生成图像光，并从显示面IOa出射该图像光。当仅驱动光源3A、3B而不驱动光源6A、6B时，从第I背光源单元I放射窄角配光分布的照明光11，因此液晶显示装置100的视角成为窄视角，当仅驱动光源6A、6B时，从第2背光源单元2放射广角配光分布的照明光12，因此液晶显示装置100的视角成为宽视角。另外，控制部101可单独控制光源驱动部103AU03B来调整从第I背光源单元I放射的照明光11的强度与从第2背光源单元2放射的照明光12的强度的比例。如图I所示，第I背光源单元I包含光源3A、3B、相对于液晶显示面板10的显示面IOa平行配置的导光板4、光学片(以下,称作向下棱镜片OT)以及光学片5V (以下，称作向上棱镜片5V)。利用导光板4与向下棱镜片的组合(第I光学部件)将从光源3A、3B出射的光转换成具有窄角配光分布的照明光11。导光板4是由丙烯酸树脂(PMMA)等透明光学材料形成的板状部件，其背面4a (液晶显示面板10侧的相反侧的面)具有如下构造向液晶显示面板10侧的相反侧突出的微小光学元件40、…、40沿着与显示面IOa平行的面规则地进行排列。微小光学元件40的形状构成球面形状的一部分，其表面具有一定的曲率。向上棱镜片5V具有使由第2背光源单元2出射的具有广角配光分布的照明光12 透射的光学构造，还具有使从导光板4的背面4a放射的光反射后向导光板4的方向返回的光学构造。从导光板4的背面4a放射的光由向上棱镜片5V进行反射，使其行进方向改变为液晶显不面板10的方向，透射导光板4和向下棱镜片5D,由此用作具有窄角配光分布的照明光。光源3A、3B分别相对配置在导光板4的Y轴方向的两个端面(入射端面)4c、4d上，例如使多个激光发光元件在X轴方向上进行排列。从这些光源3A、3B发出的光从导光板4的入射端面4c、4d入射到各个导光板4，并在导光板4的内部一边全反射一边传播。此时，由导光板4的背面4a的微小光学元件40反射一部分传播光，并作为照明光Ila从导光板4的前面(出光面)4b放射。微小光学元件40将在导光板4的内部传播的光转换成以从Z轴方向倾斜规定角度的方向为中心的配光分布的光后从前面4b放射。从该导光板4放射的光Ila入射至向下棱镜片的微小光学元件50的内部，并在该微小光学元件50的倾斜面进行内表面全反射，然后从前面(出光面)5b作为照明光11放射。图3的(a)、(b)是概括性示出导光板4的光学构造的一例的图。图3的(a)是概括性示出导光板4的背面4a的构造的一例的立体图，图3的(b)是概括性示出图3的(a)所示的导光板4的从X轴方向观察到的一部分构造的图。如图3的(a)所示，在导光板4的背面4a 二维地(沿着X-Y平面)排列有凸球面形状的微小光学元件40。作为微小光学元件40的实施例，例如可采用其表面曲率约为O. 15mm、最大高度Hmax约为O. 005_、折射率约为1.49的微小光学兀件。另外，微小光学兀件40、40的中心间隔Lp可以为O. 077mm。此外，导光板4的材质可以为丙烯酸树脂，但并非限定于该材质。只要是透光率良好、成形加工性良好的材质，则也可以使用聚碳酸酯树脂等其它树脂材料或者玻璃材料来取代丙烯酸树脂。如上所述，光源3A、3B的出射光从导光板4的侧方端面4c、4d入射至导光板4的内部。该入射光一边在导光板4的内部传播，一边根据导光板4的微小光学元件40与空气层的折射率差进行全反射，然后从导光板4的前面4b向液晶显示面板10的方向放射。此夕卜，在导光板4的背面4a大致规则地排列有图3的(a)、(b)所不的微小光学兀件40、…、40，但为了使从导光板4的前面4b出射的放射光Ila的面内亮度分布均匀，也可以使微小光学元件40的密度即每个单位面积的数量越远离端面4c、4d越多，使微小光学元件40的密度越接近端面4c、4d越小。或者，也可以形成为使微小光学元件40、…、40越接近导光板4的中心越密，并且随着远离该中心而阶段性变疏。图4是示出经由从导光板4的前面4b放射的放射光Ila的配光分布(角度亮度分布)的模拟得出的计算结果的曲线图。在图4的曲线图中，横轴表示放射光Ila的放射角度，纵轴表不亮度。如图4所不,放射光Ila的配光分布具有以从Z轴方向倾斜约±75度的轴为中心各自约30度的分布宽度(半值全宽度FWHM)。S卩，放射光Ila的配光分布是具有半值全宽度以上的强度的光集中于以从Z轴方向倾斜约+75度的轴为中心约+60度'90度的角度范围和以从Z轴方向倾斜约-75度的轴为中心约-60度 90度的角度范围内的分布。这里，从图I右方的光源3B出射的光由微小光学元件40进行内表面反射后主要形 成-60度 90度角度范围的放射光，从图I左方的光源3A出射的光由微小光学元件40进行内表面反射后主要形成+60度'90度角度范围的放射光。此外，即使取代凸球面形状使微小光学元件40的形状成为棱镜形状，也能够生成这样的配光分布的放射光。如后所述，通过生成集中于这2个角度范围内的放射光11a，能够使入射至向下棱镜片的微小光学元件50内部的放射光Ila由微小光学元件50的内表面全反射。在微小光学元件50的内表面引起全反射的光集中于以Z轴方向为中心的窄角度范围内，形成具有窄角配光分布的照明光11。接着，对向下棱镜片的光学构造进行说明。图5的(a)、(b)是概括性示出向下棱镜片的光学构造的一例的图。图5的(a)是概括性示出向下棱镜片的背面5a的构造的一例的立体图，图5的(b)是概括性示出图5的(a)所示的向下棱镜片的从X轴方向观察到的一部分结构的图。如图5的(a)所示，向下棱镜片的背面5a (即与导光板4相对的面)具有多个微小光学元件50沿着与显示面IOa平行的面在Y轴方向上规则地排列而成的构造。各微小光学元件50形成三角棱镜形状的凸状部，微小光学元件50的顶角部向液晶显示面板10侧的相反侧突出，构成该顶角部的棱线在X轴方向上延伸。微小光学元件50、50的间隔固定。另外，各微小光学元件50具有从Z轴方向向+Y轴方向和-Y轴方向分别倾斜的两个倾斜面50a、50b。从导光板4的前面4b出射的放射光Ila入射至向下棱镜片的背面5a即微小光学元件50。该入射光由微小光学元件50的构成三角棱镜的倾斜面50a、50b中的一方进 行内表面全反射，由此以接近液晶显示面板10的法线方向(Z轴方向)的方式进行弯曲，因此，成为具有中心亮度高、分布宽度窄的配光分布的照明光11。作为这样的微小光学元件50的实施例，例如可采用由倾斜面50a、50b形成的顶角(图5的(b)的剖面为等腰三角形状的顶角)为68度、高度Tmax为O. 022mm、折射率为I. 49的微小光学元件。另外，能够以Y轴方向的中心间隔Wp为O. 03mm的方式排列微小光学元件
50、…、50。此外，向下棱镜片的材质可以为PMMA,但并非限定于该材质。只要是透光率良好、成形加工性良好的材质，则也可以使用聚碳酸酯树脂等其它树脂材料或者玻璃材料。图6是示出经由从向下棱镜片的前面5b放射的照明光11的配光分布的模拟得出的计算结果的曲线图。在图6的曲线图中，横轴表示照明光11的放射角度，纵轴表示亮度。此外，在图6的配光分布中没有包含从第2背光源单元2放射并透射第I背光源单元I的光。如图6所示，照明光11的配光分布具有以Z轴方向为中心，放射角度约为30度的分布宽度(半值全宽度FWHM)。S卩，照明光11的配光分布是具有半值全宽度以上的强度的光处于以Z轴方向为中心-15度'15度角度范围内的窄角配光分布。图6所示的窄角配光分布是以来自导光板4的放射光Ila具有图4的配光分布为前提的。图4的配光分布是通过以满足如下条件的方式设计导光板4而取得的(1)以使用具有朗伯特形状的角度强度分布的光源3A、3B为前提；(2)将来自导光板4的放射光Ila由向下棱镜片5D的微小光学元件50 (顶角68度)的倾斜面50a、50b进行内表面全反射后使其在向下棱镜片内行进，由此，转换成集中于以O度为中心约30度分布宽度的角度范围内的配光分布的光。图7的(a)、(b)是概括性示出微小光学元件50的光学作用的图。如图7的(a)所示，微小光学元件50使相对于Z轴方向以规定角度以上入射至倾斜面50a的光束IL(主要是由导光板4的微小光学兀件40进行内表面反射后的放射光Ila)在倾斜面50b进行内表面全反射。结果，出射光束OL的出射角度小于入射光束IL的入射角度。另一方面，如图7的(b)所示，微小光学元件50使相对于Z轴方向小于规定角度入射至倾斜面50a后的光束IL(主要是从第2背光源单元2内的导光板7的前面7b放射并透射导光板4的照明光12)折射，并在从Z轴方向大幅倾斜的角度方向放射。结果，出射光束OL的出射角度大于入射光束IL的入射角度。由此，当规定强度以上的光集中于以Z轴方向为中心的比较宽的角度范围内的配光分布的光从背面5a入射时，向下棱镜片能够几乎不窄带化地从前面5b出射该配光分布。因此，从导光板7的前面7b放射的照明光12即使通过向上棱镜片5V、导光板4和向下棱镜片也不窄带化。接着，对向上棱镜片5V的光学构造进行说明。图8的(a)、(b)是概括性示出向上棱镜片5V的光学构造的一例的图。图8的(a)是概括性示出向上棱镜片5V的表面5c的构造的一例的立体图，图8的(b)是概括性示出图8的(a)所示的向上棱镜片5V的从Y轴方向观察到的一部分结构的图。如图8的(a)所示，向上棱镜片5V的表面5c (与导光板4相对的面)具有多个微小光学元件51、…、51沿着与显示面IOa平行的面在X轴方向上规则地排列而成的构造。各微小光学元件51形成三角棱镜形状的凸状部，微小光学元件51的顶角部向液晶显示面板10侧突出，构成该顶角部的棱线向Y轴方向延伸。微小光学元件51、51的间隔是固定的。另外，各微小光学兀件51具有从Z轴方向向+X轴方向和X轴方向分别倾斜的两个倾斜面51a、51b。此外，向上棱镜片5V的微小光学元件51、…、51的排列 方向(X轴方向)与向下棱镜片的微小光学元件50、…、50的排列方向(Y轴方向)大致正交。作为这种向上棱镜片5V的微小光学元件50的实施例，例如，可采用由倾斜面51a、51b构成的顶角(图8的(b)的剖面为等腰直角三角形形状的顶角)为90度、最大高度Dmax为O. 015mm、折射率为I. 49的微小构造元件。另外，能够以X轴方向的中心间隔Gp为O. 03mm的方式排列微小光学兀件51、…、51。此外,棱镜片的材质可以为PMMA,但并非限定于该材质。只要是透光率良好、成形加工性良好的材质，则也可以使用聚碳酸酯树脂等其它树脂材料或者玻璃材料。上述向上棱镜片5V可通过使从导光板4入射至微小光学兀件51、…、51的光(返回光)在背面5e进行内表面全反射，将返回光的行进方向变更成液晶显示面板10的方向。作为来自导光板4的返回光，可举出在导光板4的背面4a不满足全反射条件而向液晶显示面板10侧的相反侧的方向放射的光、从向下棱镜片向液晶显示面板10侧的相反侧放射的光。向上棱镜片5V可将这样的返回光再次作为第I背光源单元I的照明光，因此能够提高光的利用效率。以下对上述微小光学元件51的光学作用进行说明。图9的(a)、(b)是概括性示出向上棱镜片5V的微小光学元件51的光学的作用的图。如上所述，本实施方式的微小光学元件51、…、51的排列方向(X轴方向)与向下棱镜片的微小光学元件50、…、50的排列方向(Y轴方向)大致正交。图9的(a)是概括性示出具有微小光学元件51、51、51的向上棱镜片5V的与X-Z平面平行的部分剖面的图，图9的(b)是沿着图9的(a)的向上棱镜片5V的IXb-IXb线的部分剖视图。与此相对，图10的(a)、(b)是概括性示出以微小光学元件51、…、51的排列方向与向下棱镜片的微小光学元件50、…、50的排列方向平行的方式变更向上棱镜片5V的配置时的微小光学元件51的光学作用的图。图10的(a)是概括性示出向上棱镜片5V的与Y-Z平面平行的部分剖面的图，图10的(b)是沿着图10的Ca)的向上棱镜片5V的Xb-Xb线的部分剖视图。图9的(a)、(b)和图10的(a)、(b)示出返回光RL从导光板4入射至微小光学元件51内时的光的变化。这里，由于是来自导光板4的实际返回光中沿着Y-Z平面传播的光的变化占主，因此为了便于说明，仅简略地示出在与Y-Z平面平行的面上传播的返回光RL。如图9的(a)所不,各微小光学兀件51具有倾斜面51a、51b的对，该倾斜面51a、51b在X-Z平面上具有关于Z轴方向对称的倾角。如图9的(a)、(b)所示，作为返回光RL的光线以各个入射角入射至微小光学元件51的倾斜面51a。并且，如图9的(a)所示，沿着Z轴方向入射的光在倾斜面51a向-X轴方向进行折射。此外，虽未图不，但返回光RL也入射至微小光学元件51的倾斜面51b，并在倾斜面51b向+X轴方向进行折射。由此，在向上棱镜片5V内行进的折射光朝向背面5e的入射角度变大，在向上棱镜片5V与空气层的界面(背面5e)容易产生满足全反射条件的折射光。换言之，折射光朝向背面5e的入射角度容易成为临界角以上。折射光中在背面5e进行内表面全反射的光OL如图9的(a)、(b)所示向液晶显示面板10的方向进行出射。 特别是来自导光板4的返回光RL大多以从向上棱镜片5V的法线方向(Z轴方向)大幅倾斜后的角度入射至向上棱镜片5V的微小光学元件51，因此，在向上棱镜片5V的背面5e中全反射条件容易成立。如图9的(a)所示，向上棱镜片5V具有微小光学元件50的倾斜面51a、51b的对沿着X轴方向连续排列而成的光学构造。另一方面，如图9的(b)所示，微小光学元件51在Y轴方向上延伸，因此，在Y-Z平面中，向上棱镜片5V的构造关于Z轴方向对称。由此，在向上棱镜片5V内行进的折射光在背面5e进行内表面全反射时，在X-Z平面和Y-Z平面的任何平面上都以与到达向上棱镜片5V的返回光RL的入射角(相对于Z轴方向的入射角)大致相等的角度从向上棱镜片5V向液晶显示面板10的方向出射。另外，如图9的(b)所示，返回光RL中到达向上棱镜片5V的入射角(相对于Z轴方向的入射角)小的光在背面5e不进行内表面全反射，入射角比较大的光在背面5e进行内表面全反射，由此,转换成出射光0L。从而可在保存返回光RL的一部分配光分布的同时,将一部分返回光RL的行进方向变更成液晶显不面板10的方向。出射光OL透射导光板4而转换成具有为了在向下棱镜片的微小光学元件50进行内表面全反射并转换成窄角配光分布的照明光11所需的配光分布(例如，如图4所示，具有半值全宽度以上的强度的光集中于以从Z轴方向约倾斜+75度的轴为中心约+60度'90度的角度范围和以从Z轴方向约倾斜-75度的轴为中心约-60度度的角度范围内的分布)的光。这样从向上棱镜片5V向液晶显不面板10的方向放射的光通过透射导光板4入射至向下棱镜片5D，由此，转换成具有中心亮度高且分布宽度窄的配光分布的照明光11，对液晶显示面板10的背面IOb进行照明。由此，能够提高从第I背光源单元I放射的具有窄角配光分布的照明光11的光量相对于从构成第I背光源单元I的光源3A、3B放射的光量的比率(将该比率定义为第I背光源单元I的光利用效率)。因此，与以往相比能够降低为了确保显示面IOa中的规定亮度所需的光源光量，并能够抑制液晶显示装置100的功耗。但是，当变更向上棱镜片5V的配置以使微小光学元件51、…、51的排列方向与向下棱镜片的微小光学元件50、…、50的排列方向一致时，如图10的(a)所示，返回光RL由微小光学兀件51进行折射,该折射光的一部分在背面5e进行内表面全反射后向液晶显示面板10的方向出射。在此情况下，出射光OL也透射导光板4被转换成具有与图4所示的配光分布大致相同的配光分布的光，但与图9的(a)、(b)的情况相比，从向上棱镜片5V向液晶显示面板10的方向放射的光的光量减少。如图10的(a)所示，当返回光RL以相对于向上棱镜片5V较大的角度(相对于Z轴方向的角度)入射至微小光学元件51时，微小光学元件51内的光的行进方向通过折射或反射复杂地进行变化。与图9的(b)的情况相比，向上棱镜片5V的背面5e中的全反射条件不成立的光变多，从向上棱镜片5V的背面5e向液晶显示面板10的相反侧放射的光变多。因此，在向上棱镜片5V进行内表面全反射后向液晶显示面板10的方向放射的光的光量减少。由此，从获得高功耗降低效果的观点出发，优选向上棱镜片5V的微小光学元件51、"·、51的排列方向与向下棱镜片的微小光学元件50、…、50的排列方向大致正交。本实施方式的液晶显示装置100具有层叠第I背光源单元I和第2背光源单元2而成的结构，第I背光源单元I设置在第2背光源单元2与液晶显示面板10之间。第I背光源单元I需要使从第2背光源单元2放射的广角配光分布的照明光12透射，因此，在第I背光源单元I中，作为使返回光RL向液晶显示面板10的方向反射的单元，不优选使用如光反射片8那样透光率低且反射率高的光反射片。第I背光源单元I不使用这种光反射片 而是具有透光率非常高的向上棱镜片5V，因此，不用降低从液晶显示装置100的显示面IOa放射的具有广角配光分布的光的光量相对于从构成第2背光源单元的光源6Α、6Β放射的光量的比率(将该比率定义为第2背光源单元2的光利用效率)，就能够抑制功耗的增加。光反射片8使从第I背光源单元I和第2背光源单元2传播出的返回光向液晶显示面板10的方向进行反射后再次用作照明光。其中，向光反射片8的表面入射的光是由第2背光源单元2的漫反射构造70扩散后的广角配光分布的光，另外，在光反射片8的表面进行反射时或者透射漫反射构造70时使在光反射片8的表面向液晶显示面板10的方向反射的光扩散。由此，在从其背面侧向第I背光源单元I入射的光中，具有为了转换成窄角配光分布的照明光11所需的角度的光的比例减少。与此相对，如上所述，向上棱镜片5V可出射具有为了将到达向下棱镜片5D的入射光在微小光学兀件50进行内表面全反射而转换成窄角配光分布的照明光11所需的配光分布的光。因此，通过使用向上棱镜片5V，可将从导光板4入射的返回光RL高效地转换成以液晶显示面板10的显示面IOa的法线方向为中心的具有窄角配光分布的光，从而提高第I背光源单元I的光利用效率。图11和图12是示出利用实验来测定从构造相互不同的背光源单元放射出的光的角度亮度分布(配光分布)的结果的曲线图。在图11和图12的曲线图中，横轴表示放射光的放射角度，纵轴表示归一化后的亮度。图11示出从本实施方式的第I背光源单元I的实施例(第I实施例)向液晶显不面板10的方向放射的光的配光分布，以及以微小光学兀件
51、…、51的排列方向与向下棱镜片的微小光学元件50、…、50的排列方向平行的方式变更向上棱镜片5V的配置来构成第2实施例的背光源单元时，从该背光源单元向液晶显示面板10的方向放射的光的配光分布。另外，图12示出在取代本实施方式的第I背光源单元I内的向上棱镜片5V，配置构造与光反射片8相同的光反射片来构成第I比较例的背光源单元时，从该背光源单元向液晶显示面板10的方向放射的光的配光分布，以及取代本实施方式的第I背光源单元I内的向上棱镜片5V，配置光吸收片来构成第2比较例的背光源单元时，从该背光源单元向液晶显示面板10的方向放射的光的配光分布。对图11和图12的曲线图的亮度进行归一化，使第I实施例的放射光的配光分布的最大峰值亮度为I。此夕卜，在本实验中，在第I实施例、第2实施例、第I比较例以及第2比较例的任何情况下，都从构成背光源单兀的光源3Α、3Β输出相等光量的光。由图11可知，与第I实施例的情况、第2实施例的情况相比，放射光的光量多，用于生成窄角配光分布的照明光的光利用效率高。另外，如图11所示，在第I实施例和第2实施例的放射光的配光分布中，亮度充分集中于以O度为中心的30度的角度范围内(-15度 +15度的角度范围内)。与此相对，如图12所示，第I比较例的放射光的配光分布在小于-30度的范围和超过+30度的范围内具有约O. 4以上的亮度，未成为窄角配光分布。此夕卜，由图12可知，第2比较例的放射光的配光分布的最大峰值亮度不过约O. 5。接着，对第2背光源单元2的结构进行说明。如图I所示，第2背光源单元2包含与第I背光源单兀I的光源3A、3B相同地构成的光源6A、6B和与导光板4的背面4a大致平行且与该背面4a相对配置的导光板7。导光板7是由PMMA等透明光学材料形成的板状部件，在其背面7a具有漫反射构造70。光源6A、6B相对配置在导光板7的Y轴方向的两个端面(入射端面)7c、7d上。与第I背光源单元I的情况相同，从光源6A、6B发出的光从导光板7的入射端面7c、7d入射至导光板7。该入射光在导光板7的内部一边全反射一边传播，通过背面7a的漫反射构造70来漫反射一部分传播光，然后作为照明光12从导光板7的前面7b放射。例如可通过在背面7a涂敷漫反射材料来构成漫反射构造70。漫反射构造70将传播光扩散至较宽的角度范围，因此，从第2背光源单元2放射的照明光12作为具有广角配光分布的照明光向液晶显示面板10放射。 具有上述结构的液晶显示装置100不仅能够将照明光朝向液晶显示面板10的背面IOb的配光分布设为窄角配光分布或广角配光分布，而且能够设为窄角配光分布与广角配光分布间中间的配光分布。图13的(a)、(b)、(c)是概括地例示照明光的3种配光分布的图。在第I背光源单元I的光源3A、3B点亮，第2背光源单元2的光源6A、6B没有点亮时，液晶显示面板10的背面IOb被图13的(a)所示的具有窄角配光分布D3的照明光进行照明。因此，观察者可以从液晶显示装置100的正面方向视觉识别到明亮的图像，在从斜方向观察显示面IOa时视觉识别到暗的图像。此时，液晶显示装置100不向观察方向以外的不需要的方向放射光，因此能够将光源3A、3B的发光量抑制为较少，能够降低功耗。另一方面，当第2背光源单元2的光源6A、6B点亮，第I背光源单元I的光源3A、3B没有点亮时，液晶显示面板10的背面被图13的(b)所示的具有广角配光分布D4的照明光12进行照明。因此，观察者能够从较宽的角度方向视觉识别明亮的图像。为了针对全部角度方向确保充分的明亮度，光源6A、6B需要较大的发光量，功耗也随之增加。因此，在实施方式I的液晶显示装置100中，控制部101根据观察方向来控制第I背光源单兀I的光源3A、3B的发光量和第2背光源单兀2的光源6A、6B的发光量。例如，如图13的(c)所示，控制部101通过使其产生第I背光源单元I的照明光12和第2背光源单兀2的照明光11后使照明光12的配光分布D3a与照明光11的配光分布D4a重合,形成中间状态的配光分布D5。结果，可获得与观察方向相应的最优配光分布D5。由此，能够获得与观察方向相应的视角，并将向不需要的方向放射的光抑制到最小限度。从而，与为了能够从较宽的观察方向视觉识别到明亮的图像而放射广角配光分布D4的照明光的情况(图13的(b))相比，可降低光源3A、3B、6A、6B整体的发光量，因此能够获得较大的功耗削减效果。图14的(a)、(b)、(C)是示意性示出3种视角控制的例子的图。在图14的(a广(C)的例子中，根据与观察者的位置的关系来进行视角控制。如图14的(a)所示，当观察者相对于液晶显示面板10位于正面方向时，控制部101通过将第I背光源单元I的发光量设定为比第2背光源单兀2的发光量大,使第I背光源单兀I的配光分布D3aa与第2背光源单元2的配光分布D4aa重合后生成窄角配光分布D5aa (窄视角显示模式)。与此相对，如图14的(b)所示，当观察者的位置向左右扩宽时，根据其扩宽程度，控制部101将第2背光源单元2的发光量相对于第I背光源单元I的发光量的比例设定得较大，由此，能够使第I背光源单元I的配光分布D3ab与第2背光源单元2的配光分布D4ab重合后生成广角配光分布D5ab (第I宽视角显示模式)。如图14的(c)所示，当观察者的位置进一步向左右扩宽时，根据其扩宽程度，控制部101将第2背光源单元2的发光量相对于第I背光源单元I的发光量的比例设定得更大，由此能够使第I背光源单元I的配光分布D3ac与第2背光源单元2的配光分布D4ac重合后生成广角配光分布D5ac (第2宽视角显示模式)。这样，控制部101随着观察者的位置向左右扩宽，根据其扩宽程度，将第2背光源单元2的发光量相对于第I背光源单元I的发光量的比 例设定得较大，因此能够进行精细的视角控制。另外，能够获得更高的功耗降低效果。根据当液晶显示装置100的显示面IOa过亮时观察者感到晃眼等理由，不需要必要以上的明亮度。因此，如图13的(a广(C)和图14的(a厂(C)所示，控制部101在控制光源3A、3B、6A、6B的发光量来调整照明光朝向液晶显示面板10的背面IOb的配光分布时，可控制液晶显示面板10的正面方向的明亮度(亮度)使其始终保持固定的值L。在第I背光源单元I和第2背光源单元2中，希望光源3A、3B、6A、6B是同一发光方式的光源。其理由是在改变第I背光源单元I的发光量与第2背光源单元2的发光量的比例来变更视角时，能够避免光源3A、3B、6A、6B的发光特性(发光光谱等)的差异引起发光颜色变化等的可能性。可通过在第I背光源单元I和第2背光源单元2中使用同一发光方式的光源来避免这样的可能性，在视角变更时维持良好的画质。作为同一发光方式的光源例如可举出同一构造的发光体、发光波长带等发光特性相同的发光体、具有不同发光特性的多个发光体的组合相同的发光体模块或者被以同一驱动方式驱动的发光体。在具有上述这样的视角可变功能的液晶显示装置100中，当观察者的视线方向从画面法线方向大幅倾斜时，例如站在正对着大型液晶显示装置的画面中央部的位置上的观察者未充分取得与液晶显示装置的距离就观察画面周边部时，有可能在进行窄视角显示时未获得充分的亮度，从而难以识别图像。针对这样的问题，例如，在背光源单元I与液晶显示面板10之间设置表面具有菲涅耳构造的光学片等使画面周边部的光的行进方向朝向画面中央部这样的构造，由此能够避免该问题。此外,如图3的(a)和图3的(b)所不,微小光学兀件40具有凸球面形状,但不限于此。只要具有发出在向下棱镜片的微小光学元件50产生内表面全反射后生成窄角配光分布的照明光11的放射光Ila的构造，则也可以采用取代微小光学元件40的构造。如以上说明的那样，实施方式I的液晶显示装置100未使用专利文献I所述的复杂且高价的有源光学元件，通过调整第I背光源单元I的发光量与第2背光源单元2的发光量的比例就能够进行视角控制。由此，液晶显示装置100可将从显示面IOa向不需要的方向放射的光量抑制到最小限度，因此能够实现有效降低功耗的视角控制功能。另外，实施方式I的液晶显示装置100的结构由简易且廉价的结构构成，与其画面尺寸无关从小型到大型都是有效的结构。另外，液晶显示装置100能够正确且容易地控制第I背光源单元I和第2背光源单元2的发光量或发光方向，因此，不会产生显示图像的颜色变化等，能够精细地变更成最优的视角。
另外，可不使用有源光学元件，利用第I背光源单元I的导光板4和向下棱镜片生成具有窄角配光分布的照明光11。如上所述，形成在向下棱镜片的背面5a的微小光学元件50使从导光板4的前面4b入射的放射光I Ia在倾斜面50a、50b进行内表面全反射，由此，能够生成具有窄角配光分布的照明光11。另外，第I背光源单元I具有向上棱镜片5V，因此，即使在本实施方式这样的背光源层叠型的液晶显示装置100中，也不会损失来自第2背光源单元2的放射光就能够提高第I背光源单元I的光利用效率。如上所述，从第I背光源单元I的导光板4向其背面方向放射的返回光RL在由向上棱镜片5V的微小光学兀件51折射之后在背面5e向液晶显不面板10的方向全反射，因此，能够成为第I背光源单元I的照明光11。此外，从第2背光源单元2放射的照明光12不会通过向背面侧突出的微小光学元件50的倾斜面50a、50b使其配光分布窄带化，就能够对液晶显示面板10的背面进行照明。作为实现窄视角的结构，可采用放射具有广角配光分布的照明光的面状光源与会聚该照明 作为出光面的光学构造)的组合，但在此结构中，面状光源的出射光被转换成窄角配光分布的光，因此，就连从第2背光源单元2放射出的广角配光分布的照明光的配光分布也被窄角化。因此，无法如图13的(a) (c)所示使窄角配光分布的照明光与广角配光分布的照明光重合来获得期望的配光分布。本实施方式的微小光学元件50未会聚来自第2背光源单元2的照明光12，其广角配光分布未窄带化。因此，本实施方式的结构即使在应用于层叠2层以上的多层背光源单元而构成的液晶显示装置时，也能够进行精细的视角控制。在本实施方式中，如图I所不，在导光板4的侧方设置有光源3A、3B,在导光板7的侧方设置有光源6A、6B，因此，即使在层叠2层以上的多层背光源单元来构成液晶显示装置时，也能够实现Z轴方向的厚度小的薄型结构。由此，能够实现具有视角控制功能的薄型液晶显示装置。另外，在实施方式I中，控制部101在将显示面IOa的正面方向的亮度保持为规定的指示值L的同时，单独控制多个第I背光源单元I和第2背光源单元2的发光量，因此，无需造成必要以上的明亮度就能够取得与观察方向相应的最优照明光的配光分布。此外，可将向不需要的方向放射的光抑制到最小限度，从而大幅降低功耗。此外，为了控制照明光朝向液晶显示面板10背面的配光分布，优选可自如地控制光源3A、3B、6A、6B的发光量。根据此观点，希望光源3A、3B、6A、6B使用如激光光源或者发光二极管那样容易控制发光量的固体光源。由此，能够进行最优的视角控制。另外，为了从第I背光源单元I放射的照明光11具有窄角配光分布，如上所述，需要具有从导光板4放射的照明光Ila集中于从画面法线方向(Z轴方向)大幅倾斜的角度范围内的配光分布。在导光板4内传播的光的指向性高的一方容易控制从导光板4放射的光的出射角度，而且能够使配光分布窄带化(规定强度以上的光集中于特定的角度范围内)，因此是优选的。因此，优选使用指向性高的激光光源作为光源3A、3B。由此，能够精细地实现最优的视角控制，并且，能够获得更大的功耗降低效果。在本实施方式中，第I背光源单元I将导光板4的Y轴方向的两个端面作为光入射面，具有与这两个端面相对的光源3A、3B，但并不限定于此结构。第I背光源单元I还可以构成为仅将导光板4的两个端面中的一个端面作为光入射面，仅具有与该端面相对的光源。在此情况下，优选通过适当变更设置在导光板4的背面4a上的微小光学元件40的配置间隔或规格，使从导光板4放射的光的面内亮度分布均匀化。同样，第2背光源单元2也可以构成为仅将导光板7的两个端面中的一个端面作为光入射面，仅具有与该端面相对的光源实施方式2图15是示意性示出本发明实施方式2的液晶显示装置(透射式液晶显示装置)200的结构的图。图16是示意性示出从Y轴方向观察图15的液晶显示装置200的一部分结构的图。图15和图16的液晶显示装置200的构成要素中标注有与图I的构成要素同一符号的构成要素具有同一功能，省略其详细的说明。如图15和图16所示，液晶显示装置200具备透射式液晶显示面板10、光学片9、第I背光源单元16以及第2背光源单元17，这些构成要素10、9、16、17沿着Z轴进行排列。液晶显示面板10与实施方式I同样具有与包含和Z轴正交的X轴以及Y轴的X-Y平面平行的显示面10a。此外,X轴和Y轴相互正交。液晶显示装置200还具有驱动液晶显示面板10的面板驱动部202、驱动第I背光源单元16包含的光源3C的光源驱动部203A以及驱动第2背光源单兀17包含的光源19、…、19的光源驱动部203B。面板驱动部202和光源驱动部203A、203B的动作由控制部201进行控制。控制部201对从信号源(未图示)提供的视频信号(未图示)实施图像处理来生成控制信号，并将这些控制信号提供给面板驱动部202和光源驱动部203A、203B。光源驱动部203A、203B根据来自控制部201的控制信号来分别驱动光源3C和光源19，然后从光源3C和光源19出射光。第I背光源单元16将光源3C的出射光转换成具有窄角配光分布(规定强度以上的光集中于以液晶显示面板10的显示面IOa的法线方向即Z轴方向为中心的比较窄的角度范围内的分布)的照明光13后，向液晶显示面板10的背面放射。该照明光13经由光学片9向液晶显示面板10的背面进行照射。另一方面，第2背光源单元17将光源19、···、19的出射光转换成具有广角配光分布(规定强度以上的光集中于以Z轴方向为中心的比较宽的角度范围内的分布)的照明光14后，向第I背光源单元16放射。照明光14透射第I背光源单元16，经由光学片9向液晶显示面板10的背面进行照射。如图15和图16所不,第I背光源单兀16包含光源3C、相对于液晶显不面板10的显示面IOa平行配置的导光板4R、向下棱镜片以及向上棱镜片5V。通过将实施方式I的第I背光源单元I的导光板4置换成导光板4R来获得第I背光源单元16的结构。导光板4R由板状部件构成，该板状部件由丙烯酸树脂(PMMA)等透明光学材料形成。导光板4R的背面4e (液晶显不面板10侧的相反侧的面)具有微小光学兀件40R、…、40R沿着与显示面IOa平行的面排列的构造。各微小光学元件40R的形状构成球面形状的一部分，其表面具有固定的曲率。光源3C相对配置在导光板4R的Y轴方向的一个端面(入射端面)4g上，例如通过将多个发光二极管元件在X轴方向上进行排列来构成。从光源3C发出的光从导光板4R的入射端面4g入射至导光板4R,在导光板4R的内部一边全反射一边传播。此时,利用导光板4R的背面4e的微小光学元件40R来反射一部分传播光，并作为照明光13a从导光板4R的前面4f放射。微小光学元件40R将在导光板4R内部传播的光转换成以从Z轴方向倾斜规定角度的方向为中心的配光分布的光后，从前面4f放射。从该导光板4R放射出的光13a入射至向下棱镜片之后，由图15和图16的微小光学元件50进行内表面全反射，然后从前面(出光面)5b作为照明光13放射。微小光学兀件40R的形状可与上述实施方式I的微小光学兀件40的形状相同。具有这些微小光学元件40R、…、40R的导光板4R的材质也能够与实施方式I的导光板4的材质相同。由此,作为微小光学元件40R的实施例，例如可采用其表面曲率约为O. 15_、最大高度约为O. 005_、折射率约为I. 49的微小光学元件。与光源3C的出射光入射的入射端面4g之间的距离越大，将微小光学元件40R、40R的中心间隔设定得越小，与入射端面4g之间的距离越小，将微小光学元件40R、40R的中心间隔设定得越大。如上所述，光源3C的出射光从导光板4R侧方的入射端面4g入射至导光 板4R的内部。该入射光一边在导光板4R的内部传播，一边利用导光板4R的微小光学元件40R与空气层的折射率差进行全反射后，从导光板4R的前面4f向液晶显示面板10的方向放射。这里，微小光学元件40R形成为越接近在光源3C附近的入射端面4g就越疏(S卩，微小光学元件40R的每单位面积的数量即密度越接近入射端面4g越小)，越远离光源3C就越密(即，越远离入射端面4g，微小光学元件40R的密度就越大)。其理由是为了使放射光13a的面内亮度分布均匀化。由于越接近入射端面4g光强度越大，因此，微小光学元件40R的密度降低，传播光中由微小光学元件40R进行内表面全反射的光的比例减少，由于越远离入射端面4g光强度越弱，因此,微小光学兀件40R的密度提高,传播光中由微小光学兀件40R进行内表面全反射的光的比例增大。由此，能够使放射光13a的面内亮度分布均匀化。与上述实施方式I的情况相同，将在导光板4R的背面4e上不满足全反射条件而放射的光、从向下棱镜片5D向液晶显不面板10侧的相反侧放射的光入射至向上棱镜片5V的前面5c。向上棱镜片5V使从导光板4R入射至微小光学元件51、…、51内部的光(返回光)在背面5e进行内表面全反射，由此可将返回光的行进方向变更成液晶显示面板10的方向。这样在背面5e进行内表面全反射的光向液晶显不面板10的方向放射并透射导光板4R，由此，由向下棱镜片的微小光学元件50进行内表面全反射，转换成具有为了转换成窄角配光分布的照明光13所需的配光分布的光。由此，能够提高从第I背光源单元16放射的具有窄角配光分布的照明光13的光量相对于从构成第I背光源单元16的光源3C放射的光量的比率(将该比率定义为第I背光源单元16的光利用效率)。因此，与以往相比能够降低为了确保显示面IOa中的规定亮度所需的光源光量，能够抑制液晶显示装置200的功耗。接着，对第2背光源单元17的结构进行说明。如图15和图16所示，第2背光源单兀17包含外壳21和配置在该外壳21内的发光二极管等光源19、···、19。这些光源19、···、19以位于液晶显示面板10正下方的方式沿着X-Y平面规则地进行排列。外壳21的Y轴方向的侧壁内表面和底板部内表面都是漫反射面。在外壳21的前面(液晶显示面板10侧的面)设置有漫透射从光源19、…、19发出的光的漫透射板22。该漫透射板22由为了确保照明光14的面内均匀性而扩散度高的材料构成。这样第2背光源单元17构成为光源直下型背光源。上述第2背光源单元17作为放射广角配光分布的照明光14并且需要较大发光量的背光源单元是有效的。例如，在使液晶显示装置200大画面化的情况下，也能够通过使用光源直下型的第2背光源单元17来确保充分的明亮度。在采用光源直下型的第2背光源单元17的情况下，当使用发光面积小且指向性高的激光光源作为光源19、…、19时，需要用于使照明光14的配光分布均匀化的复杂构造。因此，在实施方式2中希望采用具有与激光光源同样高的发光控制性，并且由于是面发光而使照明光14的配光分布容易均匀化的发光二极管，作为第2背光源单元17的光源。由此，第2背光源单元17的构造简单，可实现进一步的成本降低。另外，希望第I背光源单元16的光源3C和第2背光源单元17的光源19、…、19是同一发光方式的光源。其理由是当改变第I背光源单元16的发光量与第2背光源单元17的发光量的比例来变更视角时，可以避免光源3C、19的发光特性(发光光谱等)的差异引起发光颜色变化等的可能性。在具有上述这种视角可变功能的液晶显示装置200中，当观察者的视线方向从画面法线方向大幅倾斜时，例如站在正对着大型液晶显示装置的画面中央部的位置上的观察 者未充分获得与液晶显示装置之间的距离就观察画面周边部时，有可能在进行窄视角显示时未取得充分的亮度而难以识别图像。针对这样的问题，例如在背光源单元16与液晶显示面板10之间设置表面具有菲涅耳构造的光学片等使画面周边部的光的行进方向朝向画面中央部这样的构造，由此能够避免该问题。如以上说明的那样，实施方式2的液晶显示装置200与实施方式I的液晶显示装置100同样未使用复杂且高价的有源光学元件，可通过调整第I背光源单元16的发光量与第2背光源单元17的发光量的比例来进行视角控制。液晶显示装置200将从显示面IOa向不需要的方向放射的光量抑制到最小限度，因此，能够实现有效降低功耗的视角控制功能。另外，实施方式2的液晶显示装置200的构造由简易且廉价的结构构成，与其画面尺寸无关从小型到大型都是有效的结构。另外，与实施方式I的液晶显示装置100同样，第I背光源单元16具有向上棱镜片5V。在第I背光源单兀16中从导光板4R向其背面方向放射的返回光由于向上棱镜片5V的微小光学构造51的存在而在其背面5e进行内表面全反射,成为具有窄角配光分布的照明光13。因此，可将返回光用作第I背光源单元16的放射光。因此，即使在实施方式2这样的背光源层叠型的液晶显示装置中，也不会损失来自第2背光源单元17的放射光14就能够提高第I背光源单元16的光利用效率。此外，在液晶显示装置200中，放射广角配光分布的照明光14的第2背光源单元17构成为光源直下型的背光源，因此，能够低成本地实现具有视角控制功能的液晶显示装置200的大画面化和低功耗化。实施方式3图17是示意性示出本发明实施方式3的液晶显示装置(透射式液晶显示装置)300的结构的图。图18是示意性示出从Y轴方向观察图17的液晶显示装置300的一部分结构的图。实施方式3的液晶显示装置300的结构与实施方式2的液晶显示装置200的结构大致相同，除了第2背光源单元的结构不同这点之外。以下，对实施方式3特有的结构进行详细说明。在图17和图18的液晶显示装置300的构成要素中标注与图1、2、15、16的构成要素同一符号的构成要素具有同一功能，省略其详细说明。如图17和图18所示，液晶显示装置300具备透射式液晶显示面板10、光学片9、第I背光源单元16以及第2背光源单元18，这些构成要素10、9、16、18沿着Z轴进行排列。液晶显示面板10与上述实施方式1、2的情况相同，具有与包含和Z轴正交的X轴以及Y轴的X-Y平面平行的显示面10a。此外,X轴和Y轴相互正交。液晶显示装置300还具有驱动液晶显示面板10的面板驱动部302、驱动第I背光源单元16包含的光源3C的光源驱动部303A以及驱动第2背光源单元18包含的光源60、…、60的光源驱动部303B。面板驱动部302和光源驱动部303A、303B的动作由控制部301进行控制。控制部301对从信号源(未图示)提供的视频信号(未图示)实施图像处理来生成控制信号，并将这些控制信号提供给面板驱动部302和光源驱动部303A、303B。光源驱动部303A、303B根据来自控制部301的控制信号来分别驱动光源3C和光源60，然后从光源3C和光源60出射光。第I背光源单元16将光源3C的出射光转换成具有窄角配光分布(规定强度以上的光集中于以液晶显示面板10的显示面IOa的法线方向即Z轴方向为中心的比较窄的角度范围内的分布)的照明光13后，向液晶显示面板10的背面放射。该照明光13经由光学片9向液晶显示面板10的背面进行照射。另一方面，第2背光源单元18将从光源60、···、60放射的具有比较窄的窄角配光分布(规定强度以上的光集中于以Z轴方向为中心的比较窄的角度范围内的分布)的照明光15向第I背光源单元16的背面放射。照明光15通过透射第I背光源单元16而成为具有规定强度以上的光集中于以从Z轴方向大幅倾斜的角度为中心的比较窄的角度范围内的分布的照明光15a，经由光学片9照射至液晶显示面板10的背面。如图17和图18所示，第I背光源单元16与实施方式2的情况同样地包含光源3C、相对于液晶显不面板10的显不面IOa平行配置的导光板4R、向下棱镜片以及向上棱镜片5V。导光板4R由板状部件构成，该板状部件由丙烯酸树脂(PMMA)等透明光学材料形成。导光板4R的背面4e (液晶显不面板10侧的相反侧的面)具有微小光学兀件40R、…、40R沿着与显示面IOa平行的面进行排列的构造。各微小光学元件40R的形状构成球面形状的一部分，其表面具有固定的曲率。与上述实施方式1、2的情况相同，在导光板4R的背面4e不满足全反射条件而放射的光、从向下棱镜片5D向液晶显不面板10侧的相反侧放射的光入射至向上棱镜片5V的前面5c。向上棱镜片5V使从导光板4R向微小光学元件51、…、51的内部入射的光(返回光)在背面5e进行内表面全反射，由此能够将返回光的行进方向变更成液晶显示面板10的方向。这样在背面5e进行内表面全反射后的光向液晶显不面板10的方向放射并透射导光板4R，由此，由向下棱镜片的微小光学元件50进行内表面全反射之后，转换成具有为了转换成窄角配光分布的照明光13所需的配光分布的光。从而，能够提高从第I背光源单元16放射的具有窄角配光分布的照明光13的光量相对于从构成第I背光源单元16的光源3C放射的光量的比率(B卩，第I背光源单元16的光利用效率)。因此，与以往相比能够降低为了确保显示面IOa中的规定亮度所需的光源光量，能够抑制液晶显示装置300的功耗。接着，对第2背光源单元18的结构进行说明。如图17和图18所示，第2背光源单 兀18包含外壳61和配置在该外壳61内的发光二极管等光源60、···、60。这些光源60、···、60以位于液晶显示面板10正下方的方式沿着X-Y平面规则地进行排列。光源60放射配光分布窄的光。作为光源60例如采用放射具有朗伯特形状的角度强度分布的光的LED光源即可。在光源60的出射端面设置有透镜60L。由此，可生成角度强度分布窄的光。实施方式3的光源60和透镜60L放射具有半值全角(峰值强度的50%的广角度)约为48度的大致高斯形状的配光分布的光，使该光源60的光轴方向与液晶显示面板10的法线方向相互平行。外壳61的Y轴方向的侧壁内表面和底板部内表面都是正反射面。在外壳61的前面(液晶显示面板10侧的面)设置有漫透射从光源60、…、60发出的光的漫透射板62。该漫透射板62是为了确保照明光15的面内均匀性而设置的。作为漫透射板62为了从第2背光源单元18放射的照明光15的配光分布不过宽而采用扩散度低的部件。这样第2背光源单元18构成为光源直下型背光源。从上述第2背光源单元18放射的窄角配光分布的照明光15按照第I背光源单元16包含的向上棱镜片5V、导光板4R、向下棱镜片的顺序透射。如图7的(a)所示，向下棱镜片的微小光学元件50使相对于其法线方向(Z轴方向)以规定角度以上入射至倾斜 面50a的光束IL在倾斜面50b进行内表面全反射，然后向Z轴方向或者从Z轴方向倾斜的倾斜角度小的方向放射。另一方面，如图7的(b)所示，微小光学元件50使以相对于Z轴方向小于规定角度的角度入射至倾斜面50a的光束IL折射后，向从Z轴方向大幅倾斜的角度方向放射。从第2背光源单兀18放射的光15以Z轴方向为中心具有窄角配光分布。该光15通过透射向下棱镜片5D，如图7的(b)所示的光束OL那样向从Z轴方向大幅倾斜的角度方向放射。图19和图20示出从上述第2背光源单元18放射的照明光15的透射向下棱镜片5D前和透射向下棱镜片后的配光分布变化的例子。图19是示出从第2背光源单元18放射的照明光15的配光分布的图。图20是示出在照明光15透射向下棱镜片之后获得的照明光15a的配光分布的图。在图19和图20中，横轴表示与液晶显示面板10的法线(Z轴方向)相对的倾角度，纵轴表示亮度。如图19所示，具有半值全角约为50度的大致高斯形状的配光分布的照明光15通过透射向下棱镜片被转换成具有如下配光分布的光15a,该配光分布如图20所示在从Z轴方向起约±40度处具有亮度峰值且在Z轴方向上不具有强度。如上所述，可通过仅点亮第I背光源单元16来获得图6所示的以Z轴方向为中心的窄角配光分布的照明光。另一方面，可通过仅点亮第2背光源单元18来获得具有如下配光分布的照明光15a,该配光分布如图20所不在从Z轴方向移动任意角度后的角度处具有亮度峰值。具有上述结构的液晶显示装置300可切换照明光向液晶显示面板10的背面IOb的配光分布，并根据显示器与观察者的位置关系，优化从显示器的整个面IOa放射的照明光的亮度峰值的位置。图21的(a)、(b)、(C)是概括地例示照明光的3种配光分布的图。当第I背光源单元16的光源3C点亮，第2背光源单元18的光源60、…、60未点亮时，利用具有图21的(a)所示的窄角配光分布D13的照明光13来照明液晶显示面板10的背面IOb0因此，观察者可从液晶显示装置300的正面方向视觉识别到明亮的图像，在从斜方向观察显示面IOa时视觉识别到暗的图像。此时，液晶显示装置300对观察方向以外的不需要的方向不放射光，因此，能够将光源3C的发光量抑制为较少，能够降低功耗。另一方面，当第2背光源单元18的光源60、…、60点亮，第I背光源单元16的光源3C未点亮时，利用具有图21的(b)所示的在某个任意的角度具有亮度峰值的配光分布D6的照明光15a来照明液晶显示面板10的背面。因此，观察者能够从某个任意的角度来视觉识别到明亮的图像，在从其它方向观察显示面IOa时视觉识别到暗的图像。此时，液晶显示装置300不向观察方向以外的不需要的方向放射光，因此，能够将光源60的发光量抑制为较少，能够降低功耗。另外，在实施方式3的液晶显示装置300中，通过点亮第I背光源单元16和第2背光源单元18双方，观察者可从多个方向视觉识别到明亮的图像，在从除此以外的方向观察显示面IOa时视觉识别到暗的图像(例如，图21的(C))。由此，能够将向不需要的方向放射的光抑制到最小限度，与放射可从全部方向视觉识别到明亮的图像这样的在广角范围内连续存在光的广角配光分布的照明光的情况相比，可降低整体的发光量，因此能够获得功耗降低效果。图22的(a)、(b)、(C)是示意性示出3种视角控制的例子的图。在图22的(a) (C)的例子中，根据与观察者位置的关系进行视角控制。如图22的(a)所示，在观察者相对于液晶显示面板10仅位于正面方向时，控制部301通过使第I背光源单元16发光来生成仅在正面位置可视觉识别的配光分布D13(正面显示模式)。与此相对，如图22的(b)所示，当观察者仅位于相对于液晶显示面板10的正面方向倾斜任意角度的方向时，控制部301通过使第2背光源单元18发光来生成相对于正面方向仅从侧方可视觉识别的配光分布D6 (侧方显示模式)。另外，如图22的(c)所示，在观察者位于正面方向以及侧方时，控制部301使第I背光源单元16以及第2背光源单元18都发光，由此生成位于正面方向以及侧方的观察者可视觉识别的配光分布D7 (正面/侧方显示模式)。这样，控制部301根据观察者的位置来设定第I背光源单元16以及第2背光源单元18的最优发光量，因此没有无效的照明，能够获得较高的功耗降低效果。如上所述，实施方式3的液晶显示装置300可相对于观察者的位置将背光源的照明方法切换成最优的照明方法，因此没有无效的照明，能够获得较高的功耗降低效果。尤其在例如车载用显示器或游戏机用显示器等中，液晶显示面IOa与观察者的位置关系在某种程度上固定的情况下，实施方式3的视角控制功能是更有效的功能。在实施方式3中，将侧方显示模式时的亮度峰值位置的方向设为从液晶显示面板10的法线方向倾斜±40度的方向，但本发明不仅限于此。通过变更从第2背光源单元18放射的光的配光分布，变更向下棱镜片的微小光学元件50、…、50的形状，可将亮度峰值设定在期望的角度方向上。另外，在实施方式3中，在正面显示模式以及侧方显示模式下使配光分布宽度窄带化，仅针对必要的方向提高视觉识别性，并降低关于不必要方向的视觉识别性，但本发明不仅限于此。通过拓宽各个配光分布宽度，不仅可以提高必要方向的视觉识别性，而且可以提高其周围方向的视觉识别性。关于正面显示模式中的配光分布，可通过变更光源3C的配光分布，变更形成在导光板4R的背面的微小光学元件40R的形状来拓宽配光分布宽度。另夕卜，关于侧方显示模式，可通过变更从第2背光源单元18放射的照明光15的配光分布，变更向下棱镜片5D的微小光学元件50、…、50的形状来拓宽配光分布宽度。在此情况下，当 第I背光源单元16和第2背光源单元18双方都点亮时，控制部301考虑到第I背光源单元16以及第2背光源单元18中一方的放射光对另一方的放射光带来的影响，还可以单独控制第I背光源单元16以及第2背光源单元18的发光量来调整亮度。其中，在液晶显示面IOa与观察者的位置关系固定且可视觉识别的角度范围较窄即可的用途的情况下，能够通过使各显示模式的配光分布宽度窄带化来获得较高的功耗降低效果。另外，在实施方式3中，在第I背光源单元16与第2背光源单元18之间配置向上棱镜片5V,使其棱镜棱线方向与向下棱镜片的棱镜棱线方向大致正交,因此,从第I背光源单元16向其背面方向(液晶显示面板10侧的相反侧的方向)放射的光由向上棱镜片全反射。然后，在已保存光在Y-Z平面的行进方向的状态下再次用作第I背光源单元16的光。因此，能够提高第I背光源单元16的光利用效率，能够获得进一步的功耗降低效果。另外，在实施方式3中，将第2背光源单元18的外壳61的侧壁内表面以及底板部内表面设为正反射面。这是因为在已大致保存从第2背光源单元18向其背面方向(液晶显示面板10的相反侧的方向)放射的光的行进方向的状态下，将该光再次转换成朝向液晶显示面板10的光，用作规定强度以上的光集中于以Z轴方向为中心的比较窄的角度范围内的第2背光源单元18的光。由此，可提高第2背光源单元18的光利用效率，并能够获得进一步的功耗降低效果。在实施方式3中，第2背光源单元18具备放射具有窄角配光分布的光的发光二极管作为光源60、…、60。这些光源60、…、60以位于液晶显不面板10正下方的方式沿着 X-Y平面规则地进行排列。因此，第2背光源单元18构成为光源直下型的背光源，但本发明不仅限于此。例如，还可以采用从导光板(未图示)的侧端面入射光的所谓侧光方式，采用在该导光板的光出射面设置微小光学元件的结构。在此情况下，能够实现将从光源(未图示)向该导光板入射的光作为规定强度以上的光集中于以Z轴方向为中心的比较窄的角度范围内的配光分布的光，向第I背光源单元16的背面放射的结构。希望第I背光源单元16的光源3C和第2背光源单元18的光源60、…、60是同一发光方式的光源。其理由是，在改变第I背光源单兀16的发光量与第2背光源单兀18的发光量的比例来变更视角时，可避免光源3C、60的发光特性(发光光谱等)的差异引起发光颜色变化等的可能性。如以上说明的那样，实施方式3的液晶显示装置300未使用复杂且高价的有源光学元件，可通过调整第I背光源单元16的发光量与第2背光源单元18的发光量的比例来进行视角控制。液晶显示装置300将从显示面IOa向不需要的方向放射的光量抑制到最小限度，因此能够实现有效降低功耗的视角控制功能。另外，液晶显示装置300的结构由简易且廉价的结构构成，并且与其画面尺寸无关从小型到大型都是有效的结构。另外，与实施方式1、2的液晶显示装置100、200同样，第I背光源单元16具有向上棱镜片5V。在第I背光源单兀16中从导光板4R向其背面方向放射的返回光由于存在向上棱镜片5V的微小光学构造51而在其背面5e进行内表面全反射,成为具有窄角配光分布的照明光13。因此，可将该返回光用作第I背光源单元16的放射光。因此，即使在实施方式3的背光源层叠型的液晶显示装置300中，也无需损失来自第2背光源单元18的放射光14，就能够提高第I背光源单元16的光利用效率。此外，实施方式3的液晶显示装置300为了提高第I背光源单元16的光利用效率而具备向上棱镜片5V，但不仅限于此。如图23和图24所示，还能具有不具备向上棱镜片5V的方式的液晶显示装置300M。图23是示意性示出作为实施方式3变形例的液晶显示装置(透射式液晶显示装置)300M的结构的图，图24是示意性示出从Y轴方向观察图23的液晶显示装置的一部分结构的图。即使图23和图24所示的结构，也能够从第I背光源单元16获得具有配光分布D13的照明光13，从第2背光源单元18获得具有配光分布D6的照明光15a。通过控制这些照明光13、15a的发光量，可实现能降低功耗的视角可变的液晶显示装置300M。实施方式1、2、3的变形例以上，参照附图叙述了本发明的各种实施方式，但它们都是本发明的例示，还可以采用上述以外的各种结构。例如，如图5的(a)以及图5的(b)所示，微小光学元件50的形状是三角棱镜形状，但不仅限于此。如上所述，微小光学元件50的形状是由与导光板4的组合来决定的。只要能够将从导光板4的前面4b放射并入射至向下棱镜片的光的主光线由微小光学元件50进行内表面全反射后转换成窄角配光分布的照明光11，就可以应用三角棱镜形状以外的形状。另外，例如，如图8的(a)以及图8的(b)所示，向上棱镜片5V具有由凸状三角棱镜形状构成的微小光学元件51，但不仅限于此。向下棱镜片的微小光学元件50可以使用具有其它微小光学元件的光学片或者板状部件，该其它微小光学元件在具有倾斜部的平面(图中的Y-Z平面)上不具有构造，在与其正交的平面(图中的Z-X平面)上具有构造。但是，从上述第2背光源单元2、17、18放射的光需要透射这样的光学片或板状部件，因此还需要在该光学片或板状部件上形成已考虑到在图中的Z-X平面上受光学影响的构造。实施方式1、2、3的向上棱镜片5V具有在与视角控制方向垂直的方向上会聚第2背光源单元的光的构造。由此缩窄不需要宽视角的方向的配光分布，能够获得亮度提高或者功耗降低效果。上述实施方式1、2的液晶显示装置100、200虽然具有向上棱镜片5V，但也可以是不具有向上棱镜片5V的方式。另外，如上所述，实施方式1、2、3的第I背光源单元1、16具有向上棱镜片5V的微小光学元件51、"·、51的排列方向与向下棱镜片的微小光学元件50、···、50的排列方向大致正交这样的适当结构，但本发明不仅限于此。即使在微小光学元件51、…、51的排列方向与微小光学元件50、…、50的排列方向构成的角度从90度偏移某种程度的情况下，与不具有向上棱镜片5V的方式相比，也能够提高第I背光源单元1、16的光利用效率。如上所述，实施方式1、2、3的液晶显示装置100、200、300与画面尺寸无关，都能够进行精细的视角控制。由此，可根据观察者的人数或观察位置来选择最优的视角，并通过有效的照明来获得功耗降低效果。此外，液晶显示装置100、200、300还可以实现产生如下私人模式的功能在通常情况下利用宽视角显示使来自观察者及其周围的视觉识别性良好，在其它情况下通过将宽视角显示切换成窄视角显示而无法从周围看到显示部。
符号说明100、200、300液晶显示装置，1、16第I背光源单元，2、17、18第2背光源单元，3Α、3B、6A、6B、3C、19,60光源，60L透镜，4、4R导光板，40、40R、50、51微小光学元件，5D向下棱镜
片，5V向上棱镜片，7导光板，70漫反射构造，8光反射片，9光学片，10液晶显示面板，21,61外壳，22、62漫透射板(漫透射构造)。
权利要求
1.一种液晶显示装置，其特征在于，该液晶显示装置具有 液晶显示面板，其具有背面和该背面的相反侧的显示面，调制从所述背面入射的光来生成图像光，并从所述显示面出射所述图像光； 第I背光源单元，其向所述液晶显示面板的所述背面照射光； 第2背光源单元，其向所述第I背光源单元的背面放射光； 第I光源驱动控制部，其控制所述第I背光源单元的发光量；以及 第2光源驱动控制部，其控制所述第2背光源单元的发光量， 所述第I背光源单元包含 第I光源，其由所述第I光源驱动控制部进行控制； 第I光学部件，其使由所述第2背光源单元放射的所述光透射，并且，将从所述第I光源出射的光转换成具有窄角配光分布的光，并向所述液晶显示面板放射，所述窄角配光分布是指规定强度以上的光集中于以所述液晶显示面板的所述显示面的法线方向为中心的第I角度范围内；以及 第I光学片，其使由所述第2背光源单元放射的所述光透射，并且，使从所述第I光学部件向所述液晶显示面板侧的相反侧放射的光向所述第I光学部件的方向进行内表面全反射， 所述第2背光源单元包含 第2光源，其由所述第2光源驱动控制部进行控制；以及 第2光学部件，其将从所述第2光源出射的光转换成具有广角配光分布的光，并向所述第I背光源单元的背面放射，所述广角配光分布是指规定强度以上的光集中于比所述第I角度范围宽的第2角度范围内， 所述第I光学部件和第I光学片使从所述第2光学部件放射的所述光透射而不缩窄所述广角配光分布。
2.根据权利要求I所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第I光学部件包含 导光板，其使从所述第I光源出射的光在所述液晶显示面板侧的相反侧具有的背面进行内表面反射，并向所述液晶显示面板放射；以及 第2光学片，其将从所述导光板向所述液晶显示面板放射的光转换成具有所述窄角配光分布的光。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第2光学片的背面具有多个第I微小光学元件沿着与所述显示面的法线方向垂直的面规则地排列而成的构造， 所述第I微小光学元件分别具有从所述显示面的法线方向倾斜的倾斜面， 所述第2光学片使从所述导光板相对于所述显示面的法线方向以规定角度以上入射的光在所述第I微小光学元件的倾斜面进行内表面全反射，转换成具有所述窄角配光分布的光。
4.一种液晶显示装置，其特征在于，该液晶显示装置具有 液晶显示面板，其具有背面和该背面的相反侧的显示面，调制从所述背面入射的光来生成图像光，并将所述图像光从所述显示面出射；第I背光源单元，其向所述液晶显示面板的所述背面照射光； 第2背光源单元，其向所述第I背光源单元的背面放射光； 第I光源驱动控制部，其控制所述第I背光源单元的发光量；以及 第2光源驱动控制部，其控制所述第2背光源单元的发光量， 所述第I背光源单元包含 第I光源，其由所述第I光源驱动控制部进行控制； 第I光学部件，其使由所述第2背光源单元放射的所述光透射，并且，将从所述第I光源出射的光转换成具有第I配光分布的光，并向所述液晶显不面板放射，所述第I配光分布是指规定强度以上的光集中于以所述液晶显示面板的所述显示面的法线方向为中心的第I角度范围内， 所述第2背光源单元包含 第2光源，其由所述第2光源驱动控制部进行控制；以及 第2光学部件，其将从所述第2光源出射的光转换成具有第2配光分布的光，并向所述第I背光源单元的背面放射，所述第2配光分布是指规定强度以上的光集中于以所述液晶显示面板的所述显示面的法线方向为中心的第2角度范围内， 所述第I光学部件将从所述第2光学部件放射的所述光转换成具有第3配光分布的光，并向所述液晶显示面板放射，所述第3配光分布是指规定强度以上的光集中于以从所述液晶显示面板的所述显示面的法线方向倾斜规定角度的方向为中心的第3角度范围内。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第I背光源单元还包含第I光学片，该第I光学片使由所述第2背光源单元放射的所述光透射，并且，使从所述第I光学部件向所述液晶显示面板侧的相反侧放射的光向所述第I光学部件的方向进行内表面全反射。
6.根据权利要求4或5所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第I光学部件包含 导光板，其使从所述第I光源出射的光在所述液晶显示面板侧的相反侧具有的背面进行内表面反射，并向所述液晶显示面板放射；以及 第2光学片，其将从所述导光板向所述液晶显示面板放射的光转换成具有所述第I配光分布的光。
7.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第2光学片的背面具有多个第I微小光学元件沿着与所述显示面的法线方向垂直的面规则地排列而成的构造， 所述第I微小光学元件分别具有从所述显示面的法线方向倾斜的倾斜面， 所述第2光学片利用所述第I微小光学元件，将从该第2光学片的背面相对于所述显示面的法线方向以规定角度以上的角度入射的光，转换成具有规定强度以上的光集中于以所述显示面的法线方向为中心的规定角度范围内的配光分布的光，并向所述液晶显示面板放射，利用所述第I微小光学元件，将从该第2光学片的背面相对于所述显示面的法线方向以小于规定角度的角度入射的光，转换成具有规定强度以上的光集中于以相对于所述显示面的法线方向倾斜规定角度的方向为中心的规定角度范围内的配光分布的光，并向所述液晶显示面板放射。
8.根据权利要求3或7所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第I微小光学元件由三角棱镜形状的凸状部构成，该三角棱镜形状的凸状部向所述液晶显示面板侧的相反侧突出且具有与所述显示面平行的棱线。
9.根据权利要求2、3以及6 8中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述导光板的背面具有沿着与所述显示面平行的面形成向所述液晶显示面板侧的相反侧突出的多个第2微小光学元件的构造， 所述导光板使从所述第I光源入射的光在所述第2微小光学兀件处进行内表面全反射，由此，生成具有规定强度以上的光集中于相对于所述显示面的法线方向在规定角度范围内的配光分布的光，并向所述液晶显示面板的背面放射。
10.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述导光板具有从与所述显示面平行的方向入射从所述第I光源出射的光的入射端面， 越远离所述入射端面，所述第2微小光学元件的每单位面积的数量越多。
11.根据权利要求9或10所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第2微小光学元件的表面具有曲率。
12.根据权利要求9 11中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于， 从所述导光板放射的该光的配光分布的所述规定角度范围是相对于所述显示面的法线方向呈+60度 +90度以及-60度 -90度的范围。
13.根据权利要求I 3以及5中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第I光学片的位于所述液晶显示面板侧的表面具有向所述液晶显示面板的方向突出的多个第3微小光学元件在与所述第I微小光学元件的排列方向不同的方向上规则地排列而成的构造， 所述第3微小光学元件分别具有从所述显示面的法线方向倾斜的倾斜面， 所述第3微小光学元件的倾斜面使从所述第I光学部件入射的光向所述第I光学片的背面方向折射， 所述第I光学片的背面使被所述第3微小光学元件的倾斜面折射后的光向所述导光板的方向全反射。
14.根据权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第3微小光学元件由具有与所述显示面平行的棱线的三角棱镜形状的凸状部构成。
15.根据权利要求I 3中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第2光学部件的背面具有漫反射构造，该漫反射构造使从所述第2光源出射的光漫反射，生成具有所述广角配光分布的光。
16.根据权利要求I 3中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第2光源是向所述液晶显示面板的方向放射光而将光照射到所述第2光学部件的背面的光源， 所述第2光学部件具有漫透射构造，该漫透射构造使从所述第2光源入射的光漫透射，生成具有所述广角配光分布的光。
17.根据权利要求4 7中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第2光源向所述液晶显示面板的方向放射光， 所述第2光学部件将从所述第2光源入射的光转换成具有所述第2配光分布的该光。
18.根据权利要求I 17中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第I光源驱动控制部和所述第2光源驱动控制部控制所述第I光源和所述第2光源，使得所述显示面上的法线方向的亮度恒定。
19.根据权利要求I 18中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第I光源和所述第2光源是发光二极管。
20.根据权利要求I 19中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第I光源和所述第2光源是激光光源。
21.根据权利要求I 20中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述第I光源和所述第2光源由同一发光方式的光源构成。
全文摘要
液晶显示装置(100)具有第1背光源单元(1)和第2背光源单元(2)。第1背光源单元(1)包含第1光学部件(4、5D)，该第1光学部件(4、5D)使从第2背光源单元(2)入射的光透射，并且，将从光源(3A、3B)出射的光转换成具有窄角配光分布的光并向液晶显示面板(10)的背面放射。第2背光源单元(2)包含第2光学部件(7)，该第2光学部件(7)将从光源(6A、6B)出射的光转换成具有广角配光分布的光并向液晶显示面板(10)的背面放射。
文档编号G09F9/00GK102640039SQ201080054460
公开日2012年8月15日 申请日期2010年11月29日 优先权日2009年12月2日
发明者小岛邦子, 新仓荣二, 桑田宗晴, 笹川智广, 西谷令奈 申请人:三菱电机株式会社
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