CN104303099A - 照明装置和显示装置 - Google Patents
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Abstract
每个照明装置(1,2)设置有:一对基板(来自10,31,37之中的两个),设置为彼此面对,其间具有间隔;以及光源(20),设置至一对基板(来自10,31,37之中的两个)中的至少一个的侧面。每个照明装置(1,2)还设置具有电极(32,36),该电极被设置至一对基板(来自10,31,37之中的两个)中的每一个的表面并且其在与每个基板(10,31,37)的表面垂直相交的方向上生成电场。每个照明装置(1,2)还设置具有光调制层(34),该光调制层被设置在一对基板(来自10,31,37之中的两个)之间的间隙中并且其根据由电极(32,36)生成的电场的大小针对来自光源(20)的光呈现散射性或透明性。每个电极(32,36)具有位于一对基板(来自10,31,37之中的两个)的一个基板的表面上的第一电极的块(32C,36C),第一电极的每个块(32C,36C)具有在第一方向上延伸并且被排列在与第一方向相交的方向上的局部电极(32A,36A)。
Description
技术领域
本技术涉及设置有对光呈现出的散射性或透明性的光调制元件的照明装置和显示装置。
背景技术
近年来,液晶显示器在高清技术和节能方面取得了显著的进展,并提出了一种通过局部调制背光的光强度来实现提高暗处对比度的方法。该方法局部驱动被用作背光的光源的发光二极管(LED)以根据显示图像调制背光的光。另外,大型液晶显示器对厚度减小的要求越来越高,与小型液晶显示器类似,并且代替冷阴极荧光灯(cold cathode fluorescent lamp)或LED布置在液晶面板正下方的方法,光源布置在导光板端部上的边缘光方法备受关注。然而,边缘光方法难以执行局部驱动,其对光源的光强度进行局部调制。
引用列表
专利文献
PTL 1:日本未经审查专利申请公开第H6-347790号
发明内容
顺便提及,作为用于提取通过导光板传播的光的技术,例如,PTL 1中提出了一种使用切换透明和散射的高分子分散液晶(PDLC)的显示装置。该技术防止反射,并将电压局部施加至PDLC以切换透光性和散射。然而,在该技术中,在照明光通过局部提取导向光而局部调制的情况下,当从驱动PDLC的电极图案推导而来的边界处的亮度差较大时,边界出现在显示图像中有改进的余地。
因此,期望提供一种能够模糊照明光中的亮部分与暗部分之间的边界的照明装置和显示装置。
一种根据本技术的实施例的照明装置包括:被布置为有间距地彼此相对的一对基板;布置在这对基板中的一个或两个的侧面上的光源;以及布置在这对基板的每一个的表面上并被配置为在与基板的表面垂直相交的方向上生成电场的电极。照明装置进一步包括布置在这对基板之间的间隙处并基于由电极生成的电场的大小来呈现出对来自光源的光的散射性或透明性的光调制层。电极包括布置在这对基板中的一个的表面上的多个第一电极块。第一电极块中的每一个包括均在第一方向上延伸并且在与第一方向相交的方向上布置的多个局部电极。
根据本技术的实施例的显示装置设置有被配置为显示图像的显示面板和被配置为照明显示面板的照明装置。安装在显示装置上的照明装置包括与根据上述实施例的照明装置的组件类似的组件。
在根据本技术的相应实施例的照明装置和显示装置中,第一电极块的每一个包括分别在第一方向上延伸并且在与第一方向相交的方向上布置的多个局部电极。因此,在与各个第一电极块相对的区域中可以局部调节光调制层的散射性。
根据本技术的相应实施例的照明装置和显示装置,允许光调制层的散射性在与各个第一电极块相对的区域中局部调节。因此,可以适度调整从光调制层提取的光的亮度分布的平面的变化。结果,可以模糊照明光中的亮部分与暗部分之间的边界。
附图说明
[图1]示出了根据本技术的第一实施例的照明装置的配置的实例的截面图。
[图2]示出了图1中的光调制元件的结构的实例的截面图。
[图3]示出了图2中的下侧电极的配置的实例的平面图。
[图4A]示出了图2的下侧电极的配置的另一个实例的平面图。
[图4B]示出了图2的下侧电极的配置的又一个实例的平面图。
[图5]示出了图2的下侧电极的宽度的实例的平面图。
[图6A]示出了图2的上侧电极的配置的实例的平面图。
[图6B]示出了图2的上侧电极的配置的另一个实例的平面图。
[图7A]示出了图2的上侧电极的配置的又一个实例的平面图。
[图7B]示出了图2的上侧电极的配置的又一个实例的平面图。
[图8]示出了图1的光调制元件在不施加电压期间的配向(alignment)的实例的截面图。
[图9]示出了图1的光调制元件在施加电压期间的配向的实例的截面图。
[图10]用于说明图1的照明装置的功能的示意图。
[图11A]示出了图1的照明装置中的局部亮灯(partial lighting)的实例的示意图。
[图11B]示出了在图1的照明装置中的局部亮灯的另一个实例的示意图。
[图12A]示出了图1的照明装置的扫描驱动的实例的示意图。
[图12B]示出了继图12A之后的扫描驱动的实例的示意图。
[图13A]示出了图1的照明装置的扫描驱动的另一个实例的示意图。
[图13B]示出了继图13A之后的扫描驱动的另一个实例的示意图。
[图14]示出了图1的照明装置中的局部亮灯的方法的实例的示图。
[图15A]示出了图1的照明装置中的全亮灯(full lighting)的实例的示意图。
[图15B]示出了图1的照明装置中的全亮灯的另一个实例的示意图。
[图16]示出了在图1的照明装置中的全亮灯的方法的实例的图。
[图17]示出了根据比较例的照明装置中的全亮灯的方法的实例的图。
[图18]示出了根据比较例的照明装置中的全亮灯的方法的另一个实例的图。
[图19]示出了根据比较例的照明装置中的局部亮灯的方法的另一个实例的图。
[图20]用于说明图1的照明装置的制造过程的截面图。
[图21]用于说明继图20的过程之后的制造过程的截面图。
[图22]用于说明继图21的过程之后的制造过程的截面图。
[图23]示出了根据变形例的光调制元件在不施加电压期间配向的实例的截面图。
[图24]示出了根据变形例的光调制元件在施加电压期间配向的实例的截面图。
[图25]示出了根据本技术的第二实施例的照明装置的配置的实例的截面图。
[图26]示出了图25中的光调制元件的结构的实例的截面图。
[图27]示出了图25中的光调制元件在不施加电压期间配向的实例的截面图。
[图28]示出了图25中的光调制元件在施加电压期间配向的实例的截面图。
[图29]示出了上侧电极的配置的第一变形例的平面图。
[图30A]示出了上侧电极的配置的第二变形例的平面图。
[图30B]示出了上侧电极的配置的第二变形例的平面图。
[图31]示出了图29和图30的上侧电极的宽度的实例的平面图。
[图32]示出了下侧电极的配置的第一变形例的平面图。
[图33]示出了上侧电极的配置的第三变形例的平面图。
[图34]示出了下侧电极的配置的第二变形例的平面图。
[图35]示出了上侧电极的配置的第四变形例的平面图。
[图36]示出了下侧电极的配置的第三变形例的平面图。
[图37]示出了上侧电极的配置的第五变形例的平面图。
[图38A]示出了上侧电极的配置的第六变形例的平面图。
[图38B]示出了上侧电极的配置的第七变形例的平面图。
[图39A]示出了上侧电极的配置的第八变形例的平面图。
[图39B]示出了上侧电极的配置的第九变形例的平面图。
[图40A]示出了图38和图39的上侧电极中的图案密度的实例的示图。
[图40B]示出了当使用图38和图39的上侧电极时的亮度分布的实例的图。
[图41A]示出了光源的配置的变形例的透视图。
[图41B]示出了光源的配置的另一变形例的透视图。
[图41C]示出了光源的配置的又一变形例的透视图。
[图42A]示出了导光板的配置的变形例的透视图。
[图42B]示出了导光板的配置的另一变形例的透视图。
[图43A]示出了导光板的配置的又一变形例的透视图。
[图43B]示出了图43A的导光板的凸部的高度的实例的图。
[图44A]用于说明当凸部没有被设置在导光板上时的光学波导的示意图。
[图44B]用于说明当凸部设置在导光板上时的光学波导的示意图。
[图45]示出了当使用图41B或图41C的光源时局部亮灯的实例的示意图。
[图46]示出了照明装置的第一变形例的截面图。
[图47]示出了照明装置的第二变形例的截面图。
[图48]示出了照明装置的第三变形例的截面图。
[图49]示出了照明装置的第四变形例的截面图。
[图50]示出了照明装置的第五变形例的截面图。
[图51]示出了照明装置的第六变形例的截面图。
[图52]示出了照明装置的第七变形例的截面图。
[图53]示出了照明装置的第八变形例的截面图。
[图54]示出了根据应用实例的显示装置的实例的截面图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图详细描述实施本发明的实施例。注意,将按以下顺序给出描述。
1、第一实施例
其中包括水平配向膜的光调制元件被设置在照明装置中的实例
2、第一实施例的变形例
3、第二实施例
其中包括垂直配向膜的光调制元件被设置在照明装置中的实例
4、实施例共通的变形例
5、应用实例
根据上述实施例等中的任意一个的照明装置被应用于显示装置的背光的实例
<1、第一实施例>
图1是示出了根据本技术的第一实施例的照明装置1的示意性配置的实例的截面图。照明装置1可合适地适用于从其背面照射液晶显示面板的背光。例如,照明装置1可以包括导光板10、设置在导光板10的侧面上的光源20、设置在导光板10背后的光调制元件30和反射板40以及驱动光调制元件30的驱动电路50。
例如,光源20可以通过将多个点状光源布置成一列配置而成。点状光源中的每一个朝向导光板10的侧面发射光,并且例如可以由在面向导光板10的侧面的表面上具有发光点的发光元件配置而成。这种发光元件的实例可以包括LED和激光二极管(LD)。就效率、薄形化和均匀性而言,点状光源中的每一个可以优选为白色LED。顺便提及,例如,被包括在光源20中的多个点状光源可以被配置为包括红色LED、绿色LED和蓝色LED。
如图1中所示,光源20可以仅设置在导光板10的一个侧面上,或虽然未示出,但可以设置在导光板10的两个侧面、三个侧面或所有侧面上。而且,当光源20被设置在三个侧面或所有侧面上时,仅在执行局部亮灯时才可以打开仅设置在相对的两个侧面上的光源20,并且在执行全面亮灯时可以打开所有光源20。
导光板10将来自被设置在导光板10的一个或多个侧面上的光源20的光导向至导光板10的上表面。导光板10具有与设置在导光板10的上表面上的显示面板(未示出)相对应的形状,例如,由上表面、下表面和侧面包围的长方体形状。顺便提及,在以下描述中,在导光板10的侧面中的接收来自光源20的光的侧面被称为光入射面10A。例如,导光板10主要包含诸如聚碳酸酯树脂(PC)和丙烯酸树脂(聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))的透明热塑性树脂。
反射板40将通过光调制元件30从导光板10后面泄漏出来的光返回至导光板10侧,并且例如,可以具有反射、漫射、散射等功能。这允许有效地使用从光源20发射的光,并且还帮助提高正面亮度。反射板40可以由例如发泡PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、蒸镀银膜、多层反射膜和白色PET形成。
在本实施例中,光调制元件30紧密地粘附至导光板10的背面(下表面)上,其间没有空气层,并利用例如介于其间的粘附剂(未示出)粘附到导光板10的背面上。例如,如图2中所示,光调制元件30可以通过从反射板40侧按顺序地布置透明基板31、下侧电极32、配向膜33、光调制层34、配向膜35、上侧电极36和透明基板37来配置。
透明基板31和37是彼此相对设置且具有距离的一对基板。透明基板31和37支撑光调制层34,并且通常均由对可见光透明的基板,例如玻璃板或塑料膜形成。下侧电极32和上侧电极36分别被设置在透明基板31和37的表面上,并且分别在与透明基板31的表面正交的方向上生成电场。下侧电极32被设置在透明基板31的表面上(具体地,在与透明基板37相对的透明基板31的表面上),并且被配置为包括多个局部电极32A。多个局部电极32A均在平面中的一个方向(第一方向)上延伸,并且被布置在与第一方向相交的方向上。例如,第一方向可以是与光入射面10A平行或基本上平行的方向。注意,第一方向可以是与光入射面10A倾斜相交的方向。
图3示出了下侧电极32的平面配置的实例。图4A和图4B均示出了下侧电极32的平面配置的另一个实例。下侧电极32具有多个电极块32C(第一电极块)。多个电极块32C在平面中的预定方向(第二方向)和与第二方向相交的方向(第三方向)中的至少第二方向上布置。在这种情况下,当第一方向是与光入射面10A平行或基本上平行的方向时,第二方向是与第一方向正交或基本上正交的方向。当第一方向是与光入射面10A倾斜相交的方向时,第二方向是与光入射面10A正交或基本上正交的方向。换句话说,无论第一方向如何,第二方向都是与光入射面10A正交或基本上正交的方向。
电极块32C中的每一个形成在包括在第二方向上邻接的其他电极块32C的形成区域的一部分的区域中,以便不阻断由在第二方向上邻接的其他电极块32C形成在光调制层34中的电场。具体地,在重叠区域32-1中,两个以上的局部电极32A形成在第二方向上邻接的其他电极块32C的形成区域中,并与第二方向上邻接的其他电极块32C中包括的两个以上的局部电极混合地布置。例如,在电极块32C的每一个中,两个以上的局部电极32A可以形成在第二方向上邻接的其他电极块32C的形成区域中,并可以与被包括在第二方向上邻接的其它电极块32C中的两个以上的局部电极交替布置。此外,在电极块32C的每一个中,两个以上的局部电极32A形成在第二方向上邻接的其他电极块32C的形成区域的外部。换句话说,如图3、图4A和图4B中所示,电极块32C中的每一个的形成区域与第二方向上邻接的其他电极块32C的形成区域的一部分重叠。在图3、图4A和图4B中,其中相应的电极块32C的形成区域彼此重叠的区域被示为重叠区域32-1,并且其中相应的电极块32C的形成区域彼此不重叠的区域被示为非重叠区域32-2。顺便提及,在重叠区域32-1中,可布置在电极块32C中的一个中包括的两个以上的局部电极32A,以便对于每多个局部电极(例如,两个两个地)跳过在第二方向上邻接的其他电极块32C中包括的两个以上的局部电极。而且,在重叠区域32-1中,电极块32C中的一个中包括的两个以上的局部电极32A可以与第二方向上邻接的其他电极块32C中包括的两个以上的局部电极交替布置,并且可以以局部无齿的方式进行布置。
在电极块32C的每一个中,局部电极32A彼此电连接。具体地,如图3中所示,电极块32C中的每一个具有连接至相应的局部电极32A的端部的连接部32B(第一连接部),并且局部电极32A通过连接部32B彼此电连接。因此,电极块32C中的每一个均具有由多个局部电极32A和连接部32B配置而成的梳齿形状,并且多个电极块32C被布置在第二方向上,使得相应电极块32C的梳齿的方向交替地反转(切换)。
接下来,描述了布置方向上的相应的局部电极32A的宽度。图5示出了布置方向上的相应的局部电极32A的宽度的实例。局部电极32A的每一个具有与距电极块32C的每一个中的光源20的距离相对应的宽度。具体地,在电极块32C的每一个中,形成在第二方向上邻接的其他电极块32C的形成区域外(在非重叠区域32-2中)的相应的两个以上的局部电极32A的宽度随着距光源20的距离增加而增加。而且,在电极块32C的每一个中,形成在第二方向上邻接的并且位于距光源20处相对较远的其他电极块32C的形成区域中(在距光源20较远的重叠区域32-1中)的相应两个以上的局部电极32A的宽度随着距光源20的距离增加而减小。此外,在电极块32C的每一个中,形成在第二方向上邻接的并且位于相对更靠近光源20处的其他电极块32C的形成区域中(在更靠近光源20的重叠区域32-1中)的相应的两个以上的局部电极32A的宽度随着距光源20的距离增加而增加。换句话说,在电极块32C中的每一个中,多个局部电极32A中的位于光源20侧(更靠近光源20)上的相应的两个以上的局部电极32A的宽度随着距光源20的距离增加而增加,然而多个局部电极32A中的位于与光源20相对侧上(位于距光源20较远的一侧上)的相应的两个以上的局部电极32A的宽度随着距光源20的距离增加而减小。多个局部电极32A的宽度的此分布在下文中被称为“拱形分布”。顺便提及,虽然在图5中举例说明了利用多角曲线示出“拱形分布”的情况,但是“拱形分布”可以利用平滑曲线示出。注意,可不设置重叠区域32-1。在这种情况下,在电极块32C中的每一个中,布置方向上的多个局部电极32A的宽度在位于更靠近光源20的一侧上较小,并且随着距光源20的距离增加而逐渐增加。
接下来,描述上侧电极36。图6A、图6B、图7A和图7B均示出了上侧电极36的平面配置的实例。上侧电极36被设置在透明基板37的表面上(具体地,透明基板37的与透明基板31相对的表面上)。例如,如图6A和图6B中所示,上侧电极36可以是形成在整个平面上的(单一的)片状电极。片状电极经形成以面向所有的电极块32C。例如,如图7A和图7B中所示,上侧电极36可以由均在第二方向上延伸并且在第三方向上的布置多个条状局部电极36A配置而成。此时,在其中多个电极块32C被布置在第二方向和第三方向上的情况下,布置局部电极36A中的每一个以面向布置在第二方向上的多个电极块32C。
接下来,描述下侧电极32和上侧电极36的材料。下侧电极32和上侧电极36例如可以由诸如铟锡氧化物(ITO)的透明导电材料形成。透明导电材料优选吸收尽可能小的可见光。当光被引导通过导光板10时,光多次穿过下侧电极32和上侧电极36。因此,在大的背光中,即使当光垂直进入表面时可见光的吸收为几个百分点,但屏幕的中心部分的亮度也可以比光入射面附近的亮度低几十个百分点。而且,透明导电材料的吸收的波长依赖性可以优选较小。当特定波长的吸收大时,因为光被引导通过波导板10,故色度会改变,这可以造成屏幕的中心部分与屏幕的端部之间的颜色上的差异。
在其中上侧电极36是形成在整个平面上的单一的片状电极的情况下,当从光调制元件30的法线方向查看光调制元件30时,面向局部电极32A的光调制元件30的一部分构成光调制单元30a。例如,在图2中用虚线举例说明的部分是光调制单元30a。光调制单元30a中的每一个能够通过向下侧电极32和上侧电极36施加预定电压而独立于彼此进行驱动,并且根据施加至下侧电极32和上侧电极36的电压值的大小而呈现出对来自光源20的光的透明性或散射性。注意,将在光调制层34的描述中详细描述透明性和散射性。
例如,配向膜33和35可以对用于光调制层34的液晶和单体配向。多种配向膜的实例可以包括例如垂直配向膜和水平配向膜。然而,在本实施例中,水平配向膜被用于配向膜33和35。配向膜33和35具有与光入射面10A平行(或基本上平行)的配向方向。水平配向膜的实例可以包括例如通过对聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚乙烯醇等执行摩擦处理形成的配向膜、以及通过转印或蚀刻设置有凹槽的配向膜。而且,水平配向膜的实例可以包括例如通过倾斜蒸镀诸如二氧化硅的无机材料形成的配向膜、通过离子束辐照形成的类金刚石碳配向膜以及设置有电极图案狭缝的配向膜。在其中塑料膜被用作透明基板31和37的情况下,能够在100℃以下的温度下形成的聚酰胺-酰亚胺可以优选被用作配向膜33和35,因为在配向膜33和35被涂覆至透明基板31和37的表面之后的烧制温度在制造过程中优选为尽可能地低。
注意,可以使用具有用于向与水平配向膜相接触的液晶分子提供预倾(pretilt)的功能的水平配向膜。例如,摩擦(rubbing)可以被用作开发水平配向膜的预倾功能的方法。例如,预倾可表明在靠近配向膜的液晶分子的长轴以微小的角度与“配向膜的平面中的特定方向”或“配向膜的法线”相交。例如,上述水平配向膜可以具有用于允许靠近水平配向膜的液晶分子的长轴以微小的角度与平行于水平配向膜的表面的方向相交并且与光入射面10A的表面相交的功能。
而且,垂直和水平配向膜这两者足以具有对液晶和单体进行配向的功能,并且重复施加典型液晶显示器所需的电压的可靠性是不必要的。这是因为在元件制造之后电压施加的可靠性通过聚合后的单体和液晶之间的界面来确定。另外,允许用于光调制层34的液晶和单体通过例如在下侧电极32和上侧电极36之间施加电场或磁场来进行配向,而不使用配向膜33和35。换句话说,电压施加状态下的液晶和单体的配向状态允许通过辐照紫外线来固定,同时在下侧电极32和上侧电极36之间施加电场或磁场。在其中电压被用于形成配向膜33和35的情况下,电极以不同方式形成以便进行配向并驱动,或其中可以将通过频率进行反向的介电常数各向异性的符号的双频液晶用于液晶材料。另外,在其中磁场被用于形成配向膜33和35的情况下,优选将具有较大磁化率各向异性的材料用于配向膜33和35,并且例如,优选地使用具有大量苯环的材料。
光调制层34根据由下侧电极32和上侧电极36生成的磁场的大小呈现出对来自光源20的光的散射性或透明性。具体地,当没有向下侧电极32和上侧电极36施加电压时,光调制层34呈现出对来自光源20的光的透明性,并且当向下侧电极32和上侧电极36施加电压时,呈现出对来自光源20的光的散射性。例如,如图2中所示,光调制层34是包括块体34A和分散在块体34A中的多个微粒34B的复合层。块体34A和微粒34B具有光学各向异性。
图8示意性地示出了当下侧电极32和上侧电极36之间未施加电压时(在下文中,简称为“在不施加电压期间”)块体34A和微粒34B中的配向状态的实例。图8中的椭球体134A示出了在不施加电压期间呈现出块体34A的折射率各向异性的折射率椭球体的实例。图8中的椭球体134B示出了在不施加电压期间呈现出微粒34B的折射率各向异性的折射率椭球体的实例。折射率椭球体通过张量椭球体表示从各个方向入射的线偏振光的折射率,并且通过从光入射方向观察椭球体的横截面,用几何学表示折射率。
图9示意性地示出了当下侧电极32和上侧电极36之间施加电压时(在下文中,简称为“在施加电压期间”)块体34A和微粒34B中的配向状态的实例。图9中的椭球体134A示出了在施加电压期间呈现出块体34A的折射率各向异性的折射率椭球体的实例。图9中的椭球体134B示出了在施加电压期间呈现出微粒34B的折射率各向异性的折射率椭球体的实例。
例如,如图8A和图8B中所示,块体34A和微粒34B具有其中在不施加电压期间,块体34A的光轴AX1(椭球体134A的长轴)的方向和微粒34B的光轴AX2(椭球体134B的长轴)的方向彼此一致(平行)的配置。光轴AX1和AX2均表示平行于具有与偏振方向无关的固定折射率的光线的传播方向的线。在不施加电压期间光轴AX1的方向和AX2的方向不必一定要彼此一致,光轴AX1的方向由于例如制造误差而可以与光轴AX2的方向有一定程度上的偏离。
而且,例如,微粒34B可以具有其中在不施加电压期间,光轴AX2平行于(基本上平行于)光入射面10A并平行于(或基本上平行于)透明基板31的表面的配置。此外,例如,微粒34B可以具有其中光轴AX2与透明基板31的表面以微小的角度θ1(未示出)相交的配置。注意,在描述用于配置微粒34B的材料时将详细描述角度θ1。
另一方面,块体34A具有这样的配置,其中,光轴AX1是固定的,与下侧电极32和上侧电极36之间是否存在电压施加无关。具体地,块体34A具有这样的配置,其中,光轴AX1平行于(或基本上平行于)光入射面10A并且以预定角度θ1与透明基板31的表面相交。换句话说,在不施加电压期间,光轴AX1平行于(或基本上平行于)光轴AX2。
注意,光轴AX2可以不必一直平行于光入射面10A,也可以不必以角度θ1一直与透明基板31的表面相交,并且例如由于制造误差,光轴AX2可以以稍微不同于角度θ1的角度与透明基板31的表面相交。而且,光轴AX1和AX2可以不必一直平行于光入射面10A,并且例如由于制造误差,光轴AX1和AX2可以以小角度与光入射面10A相交。
这里,优选的是,块体34A的寻常光折射率(ordinary refractive index)等于微粒34B的寻常光折射率,而块体34A的非寻常光折射率(extraordinary refractive index)等于微粒34B的非寻常光折射率。在这种情况下,例如,在不施加电压期间,在所有方向上都很难存在折射率上的差异,从而能获得高透明性(光透射性)。因此,来自光源20的光没有在光调制层34中被散射,而是穿过光调制层34。结果,例如,如图10的(A)和(B)中所示,来自光源20的光L(来自倾斜方向的光)传播通过在光调制元件30中透明的区域(透射区域30A),并且被光调制元件30与空气之间的界面完全反射。因此,透射区域30A的亮度(黑色显示的亮度)与其中使亮度均匀的情况(图10的(B)中的交替长短虚线)相比降低。注意,图10的(B)中的图示出了其中扩散片(未示出)设置在导光板10上的状态下测量的正面亮度。
而且,例如,如图9中所示,块体34A和微粒34B可以具有这样的配置,其中,在施加电压期间,光轴AX1的方向与光轴AX2的方向不同(相交或正交)。另外,例如,微粒34B可以具有这样的配置,其中,在施加电压期间,光轴AX2平行于(或基本上平行于)光入射面10A,并且以大于角度θ1的角度θ2(未示出,例如90度)与透明基板31的表面相交。注意,将在描述用于配置微粒34B的材料中详细描述角度θ2。
因此,在施加电压期间,在光调制层34中,在所有方向上的折射率差异变大并且能够获得高的散射性。因此,来自光源20的光在光调制层34中被散射。结果,例如,如图10的(A)和(B)中所示,来自光源20的光L(来自倾斜方向的光)在处于光调制元件30中的散射状态下的区域(散射区域30B)中被散射,并且散射光直接进入导光板10或在被反射板40反射之后进入导光板10,然后从导光板10的上表面(光发射面1A)发出。因此,散射区域30B的亮度与使亮度均匀的情况(图10的(B)中的交替长短虚线)相比极高,并且局部白色显示的亮度(亮度增强)增加了透射区域30A的亮度的减小量。
注意,块体34A的寻常光折射率由于制造误差而可以与微粒34B的寻常光折射率略有不同,例如,其间的差优选可以是0.1以下,或者更优选地是0.05以下。另外,块体34A的非寻常光折射率由于制造误差而也可以与微粒34B的非寻常光折射率略有不同,例如,其间的差优选可以是0.1以下,或者更优选地是0.05以下。
另外,块体34A的折射率差(Δnp=非寻常光折射率neP-寻常光折射率noP)和微粒34B的折射率差(ΔnL=非寻常光折射率neL-寻常光折射率noL)优选可以是尽可能的大,优选为0.05以上,更优选为0.1以上,更进一步优选为0.15以上。这是因为当块体34A和微粒34B的每一个的折射率差较大时,光调制层34的散射能力变高,导光条件很容易被破坏,并且容易提取来自导光板10的光。
而且,块体34A对电场的响应速度不同于微粒34B对电场的响应速度。块体34A可以具有例如响应速度低于微粒34B的响应速度的条纹结构、多孔结构或棒状结构。例如,块体34A可以由通过聚合低分子单体获得的聚合物材料形成。例如,块体34A可以通过热或光或这两者聚合沿微粒34B的配向方向或配向膜33和35的配向方向进行配向并具有配向性或可聚合性的材料(例如,单体)形成。
例如,块体34A的条纹结构、多孔结构或棒状结构可以在平行于光入射面10A并且以微小的角度θ1与透明基板31的表面相交的方向上具有长轴。在其中块体34A具有条纹结构的情况下,就提高导向光的散射性而言,在短轴方向上的平均条纹组织大小优选可以是0.1μm以上和10μm以下,更优选为0.2μm以上和2.0μm以下。在短轴方向上的平均条纹组织大小为0.1μm以上和10μm以下的情况下,光调制元件30中的散射功率在380nm至780nm(包括两个端点)的可见区域中基本上是等效的。因此,平面中不会发生特定波长分量的光增加或减小,由此在平面中可实现可见区域的平衡。当短轴方向上的平均条纹组织大小小于0.1μm或大于10μm时,光调制元件30的散射功率较低,而与波长无关,由此光调制元件30难以起到光调制元件的作用。
而且,就降低散射的波长依赖性而言,在短轴方向上的平均条纹组织的大小优选地可以是0.5μm以上和50μm以下,更优选地在1μm至3μm(包括两个端点)的范围内。在这种情况下,当从光源20发射的光在传播导光板10中的光期间重复穿过光调制元件30中的块体34A时,抑制了块体34A中散射的波长依赖性。条纹组织的大小可通过偏振显微镜、共焦显微镜、电子显微镜等进行观察。
另一方面,例如,微粒34B可以被配置为主要包含液晶材料,并可以具有显著高于块体34A的响应速度。包含在微粒34B中的液晶材料(液晶分子)例如可以是棒状分子。作为包含在微粒34B中的液晶分子,优选使用具有正介电常数各向异性的液晶分子(所谓的正液晶)。
这里,在不施加电压期间,在微粒34B中,液晶分子的长轴方向平行于光轴AX1。此时,微粒34B中的液晶分子的长轴平行于(或基本上平行于)光入射面10A,并以微小的角度θ1与透明基板31相交。换句话说,在不施加电压期间,在平行于导光板10的光入射面10A的平面内,微粒34B中的液晶分子在以角度θ1倾斜的状态下配向。角度θ1被称为预倾角,并且例如,可以优选地是0.1度以上和30度以下。角度θ1可以更优选地是0.5度以上和10度以下,并且更进一步可以优选地是0.7度以上和2度以下。当角度θ1增加时,散射效率趋向于减小,原因如下所述。另外,当角度θ1十分小时,在其中不施加电压期间的液晶上升方位角发生变化。例如,液晶以改变180度(反向倾斜)的方位角上升。因此,微粒34B和块体34A之间的折射率差没有被有效地利用,从而,散射效率趋向于降低且亮度趋向于降低。
而且,在施加电压期间,在微粒34B中,液晶分子的长轴与光轴AX1相交或正交(或基本上正交)。此时,微粒34B中的液晶分子的长轴平行于(或基本上平行于)光入射面10A,并且以大于角度θ1的角度θ2(例如90度)与透明基板31相交。换句话说,在施加电压期间,微粒34B中的液晶分子在平行于光入射面10A的平面内以角度θ2倾斜配向或以角度θ2(=90度)保持上升。
作为具有配向特性和可聚合特性的上述单体,虽然具有光学各向异性并与液晶组合的材料是足够的,但在本实施例中,由紫外线固化的低分子单体可以是优选的。由于优选的是,在不施加电压的状态中,液晶的光学各向异性方向与通过聚合低分子单体而形成的材料(聚合材料)的光学各向异性方向一致,因此,液晶和低分子量单体在紫外线固化之前在相同方向上优选可以被配向。在将液晶用作微粒34B的情况下,当液晶是棒状分子时,要使用的单体材料的形状优选还具有棒状形状。如上所述,作为单体材料,优选地使用具有可聚合特性和液晶性的材料,并且例如,材料可以优选地包含从由丙烯酸基、异丁烯酸基、丙烯酰氧基、异丁烯酰基氧基、乙烯醚基、环氧基组成的组中选择的一个或多个官能团来作为可聚合的官能团。这些官能团可以通过用紫外线、红外线或电子射线照射或加热而进行聚合。在用紫外线照射的过程中,为了抑制配向特性的降低,可以添加具有多官能团的液晶材料。当块体34A具有前述条纹结构时,作为块体34A的材料,优选可以使用双官能团液晶单体。而且,为了调节呈现出液晶性的温度,可以将单官能团单体添加到块体34A的材料中,为了改善交联密度,可以将三官能团的单体添加到块体34A的材料中。
接下来,描述驱动电路50。例如,驱动电路50可以控制施加至下侧电极32和上侧电极36的电压的大小,使得在某个光调制单元30a中,微粒34B的光轴AX2平行于或基本上平行于块体34A的光轴AX1,并且在其他的光调制单元30a中微粒34B的光轴AX2与块体34A的光轴AX1相交或正交。换句话说,驱动电路50允许块体34A的光轴AX1和微粒34B的光轴AX2彼此一致(或基本上一致)或通过电场控制而彼此不同。驱动电路50可以调整光源20的光量。此外,驱动电路50可以鉴于从外侧输入的图像信号和距光源20的距离来控制光源20的光量和施加至下侧电极32和上侧电极36的电压的大小。
(局部亮灯和局部驱动)
而且,允许驱动电路50驱动多个电极块32C的一部分(一个或多个)。例如,如图11A中所示,驱动电路50驱动布置在第二方向上的多个电极块32C的一部分(一个或多个)。此时,带状光从与驱动电路50驱动的电极块32C对应的散射区域30B发射。而且,例如,如图11B中所示,驱动电路50驱动布置在第二方向和第三方向上的多个电极块32C的一部分(一个或多个)。此时,从与驱动电路50驱动的电极块32相对应的散射区域30B发射块状光。
此时,当驱动电路50驱动多个电极块32C时,驱动电路50向电极块32C中的每一个施加基于电极块32C距光源20的距离而调制的电压。具体地,例如,驱动电路50可以向电极块32C中的每一个施加其峰值、占空比和频率基于电极块32C距光源20的距离而调制的电压。例如,电压经调制使得光调制单元30a的散射性随着距光源20的距离增加而增强。此外,例如,驱动电路50可以向局部电极32A施加其峰值、占空比、和频率鉴于从外侧输入的图像信号和局部电极31A距光源20的距离而调制的电压。
散射区域30B的亮度与使亮度均匀的情况(图10的(B)中的交替长短虚线)相比极高,并且局部白色显示的亮度(亮度增强)增加了透射区域30A的亮度的减小量。因此,提高了液晶显示器的对比度。另外,利用“亮度增强”允许驱动电路50将来自光源20的光发射量减少要增加“亮度增强”至与使亮度均匀的情况(图10的(B)中的交替长短虚线)下相同的水平的亮度的量,从而允许减少光源20消耗的功率。
(局部亮灯和扫描驱动)
此外,驱动电路50可以预定单位(例如,一个接一个地)顺序地驱动的多个电极块32C。例如,如图12A和图12B中所示,驱动电路50可以预定单位顺序地驱动中的布置在第二方向上的多个电极块32C(例如,一个接一个地)。此时,通过驱动电路50的驱动在第二方向上扫描散射区域30B,并且因此在第二方向上扫描带状光。此时,通过在一个扫描周期针对时间对照明光取平均值而获得的亮度来表示实际上可通过眼睛观看的亮度。而且,例如,如图13A和图13B中所示,驱动电路50可以以预定单位(例如,一个接一个地)顺序地驱动布置在第二方向和第三方向上的多个电极块32C。此时,通过驱动电路50的驱动在第二方向上扫描散射区域30B,并且因此在第二方向上扫描块状光。
这里,当照明装置1被用作显示面板(未示出)的背光时,驱动电路50可以优选地在与显示面板的像素的扫描方向相同的方向上执行多个电极块32C的扫描,与显示面板的像素的扫描同步。在此情况下,可以执行高亮度、运动图像响应性(模糊)提高的显示。
此外,驱动电路50可以鉴于距光源20的距离和从外侧输入的图像信号来调节光源20的光量,并同时以预定单位(例如,一个接一个地)顺序地驱动多个电极块32C。此时,驱动电路50可以优选地以与显示面板的像素的扫描同步的方式在与显示面板的像素的扫描方向相同的方向上执行多个电极块32C的扫描。在此情况下,可以执行低功耗、运动图像响应性(模糊)提高的显示。
顺便提及,在上述局部驱动和扫描驱动中,例如如图14的(A)和(B)中所示,驱动电路50相对于待驱动的电极块32C输出100%的占空比的电压波形,并相对于待驱动的电极块32C输出0%的占空比的电压波形(接地电压)。此时,电极块32C中包括的相应的局部电极32A的宽度可以具有例如如图14的(C)中所示的“拱形分布”,并因此,与待驱动的电极块32C对应的光调制单元30a的散射强度也具有“拱形”分布。结果,与待驱动的电极块32C对应的光调制单元30a的亮度具有如图14的(D)中所示的“拱形分布”。
电极块32C中的每一个的形成区域与第二方向上邻接的其他电极块32C的形成区域的一部分重叠。因此,在上述局部驱动和扫描驱动中,与待驱动的电极块32C相对应的光调制单元30a的亮度具有如图14的(D)中所示的带有光滑边界的亮度分布。此外,由于相应的局部电极32A的宽度可以具有例如如图14的(C)中所示的“拱形分布”,因此与待驱动的电极块32C相对应的光调制单元30a的亮度在非重叠区域32-2中具有均匀分布,在重叠区域32-1中具有平滑衰减的分布,如图14的(D)中所示。
(全亮灯)
驱动电路50可以一次驱动所有电极块32C。例如,如图15A中所示,驱动电路50可以驱动布置在第二方向上的所有电极块32C。此时,从与由驱动电路50驱动的所有电极块32C对应的散射区域30B中输出平面光。而且,例如,如图15B中所示,驱动电路50可以驱动布置在第二方向和第三方向上的所有电极块32C。此时,从与由驱动电路50驱动的所有电极块32C相对应的散射区域30B输出平面光。
顺便提及,在上述全亮灯中,驱动电路向电极块32C中的每一个施加基于电极块32C距光源20的距离而调制的电压。具体地,在上述全亮灯中,例如,驱动电路50可以向电极块32C的每一个施加其峰值、占空比、和频率基于电极块32C距光源20的距离而调制的电压。例如,电压经调制使得光调制单元30a的散射性随着距光源20的距离增加而增强。此外,例如,驱动电路50可以向电极块32C的每一个施加其峰值、占空比、和频率鉴于从外侧输入的图像信号和相应的电极块32CA距光源20的距离而调制的电压。
图16的(A)和(B)示出了待施加至电极块32C中的每一个的电压的占空比的实例。图16的(C)示出了相应的局部电极32A在布置方向上的宽度的实例。图16的(D)示出了当待施加至电极块32C中的每一个的电压具有图16的(A)和(B)中所示的占空比时光调制单元30a的亮度分布的实例。注意,图16的(A)仅示出了所提取的布置在第二方向上的多个电极块32C。因此,图16的(A)不但包括其中多个电极块32C仅布置在第二方向上的实例,而且还包括其中多个电极块32C布置在第二方向和第三方向上的实例。
如图16的(A)和(B)中所示,施加于电极块32C的电压的占空比随着距光源20的距离增加而逐渐增加。此时,电极块32C中的每一个的形成区域与在第二方向上邻接的其他电极块32C的形成区域的一部分重叠,并且此外,电极块32C中包括的相应的局部电极32A的宽度例如可以具有如图16的(C)中所示的“拱形分布”。因此,施加至电极块32C的电压的占空比的值在形式上是离散的,然而,实际上假设随着距光源20的距离增加而不断增加。结果,光调制元件30的散射强度随着距光源20的距离增加而不断增加,由此照明装置1的亮度基本上是均匀的,与如图16的(D)中所示的距光源20的距离无关。
图17的(A)示出了根据比较例的局部电极132A的平面配置的实例。在本实施例中,局部电极132A与电极块32C相对应并且具有单一的带状形状。换句话说,与局部电极32A不同,局部电极132A中不会发生基于距光源20的距离的线宽的变化。此外,与电极块32C不同,不对多个局部电极132A进行分组,并且如本实施例中的重叠区域32-1的概念不存在。在本比较例中,局部电极132A中的每一个施加有电压,使得其占空比随着距光源20的距离增加而增加。此时,如图17的(C)中所示,照明装置1的亮度具有在光源20侧明亮的非均匀分布,在与局部电极132A相对应的区域的边界上具有非连续分布。因此,从视觉上可清楚识别照明光中的亮部分与暗部分之间的边界。
图18的(A)和图19的(A)均示出了根据比较例的局部电极132A的平面配置的另一个实例。图18的(B)和图19的(B)均示出了根据比较例的局部电极136A的平面配置的另一个实例。局部电极132A在本实施例中对应于电极块32C,并在与邻接的其他局部电极132A接近的一侧上具有锯齿状的不规则性。另一方面,局部电极136A在本实施例中对应于局部电极36A,并具有其相应的直径随着距光源20的距离增加而逐渐减小的多个开口。
在本比较例中,在照明装置的全亮灯时,局部电极132A中的每一个施加有电压,使得其占空比随着距光源20的距离增加而增加,如图18的(C)中所示。此时,如图18的(D)中所示,照明装置的全亮灯时的亮度变得基本上是均匀的而与距光源20的距离无关。而且,在本比较例中,在照明装置的局部亮灯时,例如,如图19的(C)中所示,待驱动的局部电极132A施加有具有100%占空比的电压波形,并且没有被驱动的局部电极132A施加有具有0%占空比的电压波形(接地电压)。此时,照明装置的局部亮灯时的亮度分布由于这侧上的锯齿状不规则性的作用而具有光滑的边界,如图19的(D)中所示。因此,本实施例中的电极块32C实现了与根据比较例的两个局部电极(局部电极132A和136A)等效的功能,而没有在侧边设置具有锯齿状不规则性或设置具有通过上下两个电极图案化所形成的多个开口。
在下文中,将参照图20至图22描述本实施例中的照明装置1的制造方法。
首先,由ITO等制成的透明导电膜32F形成在由玻璃基板或塑料膜基板配置而成的透明基板31上(图20的(A))。然后,在图案化抗蚀层(未示出)形成在透明导电膜32F上之后,透明导电膜32F利用抗蚀层作为掩模而选择性地进行蚀刻。结果,形成下侧电极32(图20的(B))。
接下来,将配向膜33涂覆在整个表面上,之后进行干燥和烧制(图20的(C))。当基于聚酰亚胺的材料被用作配向膜33时,NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)经常被用作溶剂,此时,在大气中约200℃的温度是必要的。注意,在这种情况下,当塑料基板被用作透明基板31时,配向膜33在100℃下可以在真空中干燥并烧制。此后,对配向膜33执行摩擦处理。结果,配向膜33可以起到用于水平配向的配向膜的作用。
接下来,在配向膜33上干法或湿法扩散形成单元间隙的间隔件38(图21的(A))。注意,当通过真空粘合方法形成光调制单元30a时,可将间隔件38混合在待滴下的混合物中。另外,代替间隔件38,可通过光刻法形成柱状间隔件。柱状间隔件可以优选地布置在不利于在光调制层34中的透明性和散射之间切换的区域中,即,在其中没有设置上侧电极36和下侧电极32中的一个或两个的区域中(例如,在图5中没有设置电极的部分中)。而且,当不利于透明性和散射之间切换的整个区域填充有柱状间隔件时,允许降低液晶材料的使用。而且,当微小的散射存在于透明状态下时,可以抑制散射并提高对比度。
随后,例如,在通过与上述方法类似的方法制造的配向膜35上以框架状(frame shape)涂覆用于粘合并防止液晶泄漏的密封剂图案39(图21的(B))。允许通过分配方法(dispenser method)和丝网印刷方法来形成密封剂图案39。
尽管下面将描述真空粘合法(一滴填入法:ODF法),但是可以通过真空注入法、辊压粘合法等形成光调制单元30a。
首先,与由单元间隙、单元区域等确定的立方体相对应的液晶和单体的混合物44均匀地滴在平面上(图21的(C))。尽管线性导向系统的精密分配器可以优选地用于滴下混合物44,但是密封剂图案39可以被用作存储体并且可以使用染料涂覆器等。
上述材料可以被用于液晶和单体,并且液晶和单体之间的重量比为98:2至50:50,优选为95:5至75:25,更优选为92:8至85:15。通过增加液晶的比例允许降低驱动电压。然而,如果液晶过度增加,则在施加电压时白色度(whiteness)趋于降低,或透明性在切断电压后的响应速度降低而趋于下降。
除了液晶和单体之外,混合物44还添加有聚合引发剂(polymerizationinitiator)。根据要使用的紫外线波长,添加的聚合引发剂的单体比例在0.l至10wt%的范围内调整。除此之外,混合物44根据需要还可以添加有聚合引发剂、增塑剂、粘性调节剂等。当单体在室温下处于固态或凝胶态时,优选地对杯子、注射器以及基板进行加热。
在将透明基板31和透明基板37放置在真空粘合器(未示出)中之后,执行抽真空并执行粘合(图22的(A))。之后,将粘合体释放到空气中,并且以大气压均匀地对单元间隙进行加压。根据白亮度(白色度)与驱动电压之间的关系,可任意选择单元间隙,并且是2μm至40μm,优选可以是3μm至10μm。
在粘合之后,优选的是根据需要执行配向处理(未示出)。当在粘合单元被插入正交的尼科耳光偏振器之间时产生光泄露时,对该单元进行一定时间的热处理或在室温下对该单元进行配向。之后,照射紫外线L3以聚合单体,由此形成聚合物(图22的(B))。以这种方式,制成了光调制元件30。
在紫外线照射期间,优选的是防止单元温度改变。优选地使用红外切割过滤器,或者优选地使用UV-LED等作为光源。紫外线的照明度影响复合材料的组织结构,因此,优选地,根据使用的液晶材料、使用的单体材料以及其组合物适当地调整紫外线的照明度,优选地在0.1至500mW/cm2的范围内,并且更优选地在0.5至30mW/cm2的范围内。随着紫外线照度降低,驱动电压趋向于降低并且可根据生产率和特性来选择优选的紫外线的照明度。
然后,光调制元件30被粘合至导光板10(图22的(C))。尽管可以通过粘附或粘合来执行粘合,但是优选地使用折射率尽可能接近导光板10的折射率和光调制元件30的基板材料的折射率的材料来进行粘附或粘合。最后,将引线(未示出)附接至下侧电极32和上侧电极36。以这种方式,制成了本实施例的照明装置1。
如上所述,描述了其中构造光调制元件30并且光调制元件30最终被粘合至导光板10的过程。然而,形成有配向膜35的透明基板37可以被预先粘合至导光板10的表面,然后可以构造照明装置1。而且,可以通过单晶片系统(single wafer system)或辊对辊系统(roll to roll system)来制造照明装置1。
接下来,将描述本实施例的照明装置1的功能和效果。
在本实施例的照明装置1中,例如,可以将电压施加到每一个光调制单元30a的下侧电极32和上侧电极36上,使得在光调制单元30a中,微粒34B的光轴AX2平行于或基本上平行于块体34A的光轴AX1,而在其他光调制单元30a中,微粒34B的光轴AX2与块体34A的光轴AX1正交或基本上正交。结果,从光源20发射并进入导光板10的光穿过光调制元件30的透视区域30A,其中光轴AX1与光轴AX2平行或基本上平行。另一方面,从光源20发射并进入导光板10的光在光调制元件30的散射区域30B中被散射,其中光轴AX1与光轴AX2正交或基本上正交。穿过散射光的散射区域30B的下表面的光由反射板40反射并再次返回到导光板10,然后,从背光1的上表面发射。另外,朝散射光的散射区域30B的上表面前进的光穿过导光板10,然后从照明装置1的上表面发射。如上所述,在本实施例中,光几乎不能从发射区域30A的上表面发射,并且光从散射区域30B的上表面发射。以这种方式,增加了在正面方向上的调制比例。
通常,通过将液晶材料和各向同性低分子材料相混合并且通过紫外线照射产生相位分离,对溶剂进行干燥等形成PDLC,并且PDLC是其中液晶材料的微粒分散在聚合材料中的复合层。在不施加电压期间,复合层中的液晶材料呈现出散射性,因为液晶材料面向任意方向。然而,在施加电压期间,液晶材料在电场方向上进行配向。因此,当液晶材料的寻常光折射率等于聚合材料的折射率时,复合层中的液晶材料在正面方向(PDLC的法线方向)上呈现出高的透明性。然而,在液晶材料中,液晶材料的非寻常光折射率和聚合材料的折射率之间的差异在倾斜方向上是显著的。因此,即使在正面方向上表现出透明性,在倾斜方向上仍表现出散射性。
通常,使用PDLC的光调制元件经常具有这样的结构,其中PDLC被夹在均具有设置有透明导电膜的前表面的两个玻璃基板之间。当光穿过空气倾斜地进入到具有上述结构的光调制元件时,在倾斜方向上进入光调制元件的光由于空气与玻璃基板之间的折射率差异而被折射,并且以较小的角度进入PDLC。因此,在这样的光调制元件中不会产生大的散射。例如,当光以80度的角度穿过空气进入光调制元件时,通过在玻璃界面上的折射而入射到PDLC的光的入射角可以降低至约40度。
然而,在使用导光板的边缘光系统中,由于光通过导光板进入,故光以约80度的大角度穿过PDLC。因此,液晶材料的非寻常光折射率和聚合材料的折射率之间的差异大,并且此外,光以较大角度穿过PDLC,故经受散射的光路变得更长。例如,当寻常光折射率为1.5且非寻常光折射率为1.65的液晶材料的微粒分散在折射率为1.5的聚合材料中时,在正面方向(PDLC的法线方向)上不存在折射率差。然而,在倾斜方向上折射率差变得更大。因此,由于不能降低在倾斜方向上的散射性,故视角特性不好。此外,当将诸如漫射膜的光学膜设置在导光板上时,倾斜泄漏的光也通过漫射膜等在正面方向上被漫射。因此在正面方向上泄漏的光增加,并且在正面方向上的调制率降低。
另一方面,在本实施例中,由于块体34A和微粒34B被形成为主要包含相应的光学各向异性材料,因此在倾斜方向上散射性降低而改善了透明性。例如,当块体34A和微粒34B被配置为主要包含其寻常光折射率和非寻常光折射率都彼此相等的相应的光学各向异性材料时并且在下侧电极32和上侧电极36之间未施加电压的区域中,其光轴的方向彼此一致或基本上彼此一致。因此,在包括正面方向(光调制元件30的法线方向)和倾斜方向的所有方向上的折射率差降低或消除,并能够获得更高的透明性。结果,允许降低或基本上消除在大视角区域中的光泄漏,并允许改善视角特性。
例如,当将寻常光折射率为1.5且非寻常光折射率为1.65的液晶与寻常光折射率为1.5且非寻常光折射率为1.65的液晶单体混合,并且液晶单体以液晶和液晶单体通过配向膜或电场进行配向的状态下聚合时,液晶的光轴与通过聚合液晶单体形成的聚合物的光轴一致。结果,由于折射率在所有方向上彼此一致,因此在这种情况下,能够实现高透明性的状态,并且能够进一步改善视角特性。
另外,在该实施例中,例如,如图10的(A)和(B)中所示,透射区域30A的亮度(黑色显示的亮度)低于在使亮度均匀的情况下的亮度(图10的(B)中的交替的长短虚线)。另一方面,散射区域30B的亮度显著高于在使亮度均匀的情况下的亮度(图10的(B)中的交替长短虚线),并且局部白色显示的亮度(亮度增强)增加了透射区域30A的亮度的减小量。
顺便提及,亮度增强是一种相比于在整个白色显示的情况用来在进行局部白色显示时改善亮度的技术。这样的技术经常用在CRT、PDP等中。然而,在液晶显示器中,背光均匀且整体地发射光而与图像无关,使得难以局部增加亮度。顺便提及,当背光被配置为LED背光(其中二维地布置多个LED)时,允许局部关掉LED。然而,在这种情况下,来自LED被关掉的暗区的漫射光不存在,因此,相比于所有LED接通的情况,亮度降低。另外,尽管通过增加在局部接通的LED上流动的电流,可以增加亮度,但是,在这种情况下,在非常短的时间内大电流流过LED,这对电路的负载和可靠性是不利的。
另一方面,在该实施例中,由于块体34A和微粒34B被形成为主要包含相应的光学各向异性材料,故抑制了在倾斜方向上的散射性,并抑制在暗状态下从导光板泄漏光。因此,将光从局部暗区导向到局部亮区,使得能够实现亮度增强而不增加提供给背光1的电力。
而且,在该实施例中,电极块32C中的每一个具有均在第一方向上延伸并且在与第一方向相交的方向上布置的多个局部电极32A。因此,允许在面向相应的电极块32C的区域中局部调整光调制层34的散射性。结果,可以适度地调整从光调制层34提取的光的亮度分布的平面中的变化。
特别地,当电极块32C中的每一个的形成区域与第二方向上邻接的其他电极块32C的形成区域的一部分重叠时,在局部驱动和扫描驱动中,与待驱动的电极块32C相对应的光调制单元30a的亮度具有如图14的(D)中所示的光滑分布。此外,当相应局部电极32A的宽度具有“拱形分布”时,例如,如图14的(C)中所示,与待驱动的电极块32C相对应的光调制单元30a的亮度在非重叠区域32-2中局域均匀分布并在重叠区域32-1中具有平滑衰减的分布,如图14的(D)中所示。
顺便提及,虽然未示出,但电极块32C中的每一个中可不设置重叠区域32-1。在此情况下,光调制单元30a的散射强度或光调制单元30a的亮度相对于上述情况下的散射强度或亮度具有快速的“拱形分布”,然而,与其中设置线宽不改变的局部电极132A的情况相比,具有如图17的(A)中所示的缓慢的“拱形分布”。
而且,在本实施例中,如上所述,在电极块32C中的每一个中设置重叠区域32-1,并且施加于电极块32C的电压的占空比随着距光源20的距离增加而逐渐增加。因此,在全亮灯中,认为施加于电极块32C的电压随着距光源20的距离增加而实际不断增加。因此,光调制元件30的散射强度随着距光源20的距离增加而不断增加。结果,允许使全亮灯时的照明装置1的亮度均匀而与距光源20的距离无关,如图16的(D)中所示。
如上所述,在本实施例中,在局部亮灯时可以模糊照明光的亮部分与暗部分之间的边界,并且在全亮灯时可以使照明光均匀。而且,在扫描驱动中扫描的每个时刻时可以模糊照明光的亮部分与暗部分之间的边界,并且在显示面板的一个帧周期内对照明光取平均值时可以使照明光均匀。
<2、第一实施例的变形例>
在上述实施例中,块体34A的条纹结构、多孔结构或棒状结构在与光入射面10A平行或基本上平行的方向行具有长轴,然而,例如,在与光入射面10A正交或基本上正交的方向上可以具有长轴。此时,配向膜33和35具有的配向方向与光入射面10A正交或基本上正交的方向。
图23示意性地示出了在不施加电压期间块体34A和微粒34B中的配向状态的实例。图24示意性地示出了在施加电压期间块体34A和微粒34B中的配向状态的实例。
例如,如图23中所示,块体34A和微粒34B可以具有这样的配置,其中,在不施加电压期间,块体34A的光轴AX1(椭球体134A的长轴)的方向和微粒34B的光轴AX2(椭球体134B的长轴)的方向彼此一致(平行)。在不施加电压期间光轴AX1的方向和AX2的方向不必一定要彼此一致,光轴AX1的方向由于例如制造误差而可以与光轴AX2的方向有一定偏移。
而且,例如,微粒34B可以具有这样的配置,其中,在不施加电压期间,光轴AX2正交于(基本上正交于)光入射面10A并平行于(或基本上平行于)透明基板31的表面。此外,例如,在不施加电压期间,微粒34B可以具有这样的配置,其中,光轴AX2与透明基板31的表面以微小的角度θ1(未示出)相交。
另一方面,块体34A具有这样的配置,其中,光轴AX1是固定的,与下侧电极32和上侧电极36之间是否存在电压施加无关。具体地,块体34A具有这样的配置,即,光轴AX1正交于(或基本上正交于)光入射面10A并且以预定角度θ1与透明基板31的表面相交。换句话说,在不施加电压期间,光轴AX1平行于(或基本上平行于)光轴AX2。
注意,光轴AX2可以不必一直平行于光入射面10A,也可以不必以角度θ1一直与透明基板31的表面相交,并且,例如,由于制造误差,光轴AX2可以以稍微不同于角度θ1的角度与透明基板31的表面相交。而且,光轴AX1和AX2可以不必一直平行于光入射面10A,并且,例如,由于制造误差,光轴AX1和AX2可以小角度与光入射面10A相交。
这里,优选的是块体34A的寻常光折射率等于微粒34B的寻常光折射率,而块体34A的非寻常光折射率等于微粒34B的非寻常光折射率。在这种情况下,例如,在不施加电压期间,在所有方向上都很难存在折射率差异,从而能获得高透明性(光透过性)。因此,来自光源20的光没有在光调制层34中被散射,而是穿过光调制层34。结果,例如,如图10的(A)和(B)中所示,来自光源20的光L(来自倾斜方向的光)传播通过在光调制元件30中透明的区域(透射区域30A)并且被光调制元件30和空气之间的界面完全反射。因此,与使亮度均匀的情况(图10的(B)中的交替长短虚线)相比,透射区域30A的亮度(黑色显示的亮度)降低。
而且,例如,如图24中所示,块体34A和微粒34B可以具有这样的配置,即其中,在施加电压期间,光轴AX1的方向与光轴AX2的方向不同(相交或正交)。另外,例如,微粒34B可以具有这样的配置,其中,在施加电压期间,光轴AX2平行于(或基本上平行于)光入射面10A,并且以大于角度θ1的角度θ2(未示出,例如90度)与透明基板31的表面相交。
因此,在施加电压期间,在光调制层34中,在所有方向上的折射率差异变大并且获得高的散射性。因此,来自光源20的光在光调制层34中被散射。结果,例如,如图10的(A)和(B)中所示,来自光源20的光L(来自倾斜方向的光)在处于光调制元件30中的散射状态下的区域(散射区域30B)中被散射,并且散射光直接进入导光板10或在被反射板40反射之后进入光板10,并且然后从导光板10的上表面(光发射面1A)发射。因此,与使亮度均匀的情况(图10的(B)中的交替长短虚线)相比,散射区域30B的亮度极高,并且局部白色显示的亮度(亮度增强)增加了透射区域30A的亮度的减小量。
<3、第二实施例>
图25是示出了根据本技术的第二实施例的照明装置2的示意性配置的实例的截面图。本实施例中的照明装置2与根据上述第一实施例的照明装置1的配置的不同之处在于设置光调制元件60来代替光调制元件30。因此,将主要描述与上述实施例的不同,并任意省略与上述实施例的共同点的描述。
例如,光调制元件60可以紧密地粘附到导光板10的背后(下表面)上,其间没有空气层,并可以利用例如其间的粘附剂(未示出)粘附到导光板10的背面上。例如,如图26中所示,光调制元件60可以通过从反射板40侧顺序地布置透明基板31、下侧电极32、配向膜63、光调制层64、配向膜65、上侧电极36和透明基板37配置而成。
例如,配向膜63和65对用于光调制层64的液晶和单体配向。例如,多种配向膜可以包括例如垂直配向膜和水平配向膜。然而,在本实施例中,垂直配向膜用于配向膜63和65。作为垂直配向膜,可以使用硅烷耦合材料、聚乙烯醇(PVA)、基于聚酰亚胺的材料、表面活性剂等。另外,当将塑料膜用作透明基板31和37时,可以优选地使用能够与基于乙醇的溶剂一起使用的硅烷耦合材料,因为在制造步骤中,在用配向膜63和65涂覆透明基板31和37的表面之后,烧制温度优选地尽可能地低。
注意,可以使用垂直配向膜,其具有向与垂直配向膜接触的液晶分子提供预倾的功能。例如,摩擦可以被用作开发垂直配向膜的预倾功能的方法。例如,上述垂直配向膜可以具有一个功能,从而允许与垂直配向膜相邻的液晶分子的长轴与垂直配向膜的法线以微小的角度相交。
然而,当垂直配向膜被用作配向膜63和65时,可以优选使用具有负介电常数各向异性的液晶分子(所谓的负液晶)作为包含在稍后描述的微粒64B中的液晶分子。
接下来,描述本实施例的光调制层64。例如,如图26中所示,光调制层64是包括块体6A和分散在块体64A中的多个微粒64B的复合层。块体64A和微粒64B具有光学各向异性。
图27示意性地示出了在不施加电压期间块体64A和微粒64B中的配向状态的实例。图27中的椭球体134A示出了在不施加电压期间呈现出块体64A的折射率各向异性的折射率椭球体的实例。图27中的椭球体134B示出了在不施加电压期间呈现出微粒64B的折射率各向异性的折射率椭球体的实例。
图28示意性地示出了在施加电压期间块体64A和微粒64B中的配向状态的实例。图28中的椭球体134C示出了在施加电压期间呈现出块体64A的折射率各向异性的折射率椭球体的实例。图28中的椭球体134D示出了在施加电压期间呈现出微粒64B的折射率各向异性的折射率椭球体的实例。
例如,如图27中所示,块体64A和微粒64B可以具有这样的配置,其中,块体64A的光轴AX3(椭球体134C的长轴)的方向和微粒64B的光轴AX4(椭球体134D的长轴)的方向彼此一致(平行)。顺便提及,光轴AX3和AX4均表示平行于光线的传播方向的线,该线将折射率限定为与偏振方向无关的一个值。另外,在不施加电压期间光轴AX3的方向和AX4的方向不必一定要彼此一致,光轴AX3的方向由于例如制造误差而可以与光轴AX4的方向有一定偏移。
而且,例如,微粒64B可以具有这样的配置,其中,在不施加电压期间,光轴AX4平行于(基本上平行于)光入射面10A。例如,微粒64B还可以具有这样的配置,即,光轴AX4与透明基板31的法线以微小的角度θ3(未示出)相交。注意,在描述用于配置微粒64B的材料时将详细描述角度θ3。
另一方面,例如,块体64A可以具有这样的配置,其中,光轴AX3是固定的而与下侧电极32和上侧电极36之间是否存在电压施加无关。具体地,块体64A可以具有这样的配置,其中,光轴AX3平行于(或基本上平行于)光入射面10A并且以微小的角度θ3与透明基板31的法线相交。换句话说,在不施加电压期间,光轴AX3平行于(或基本上平行于)光轴AX4。
顺便提及,光轴AX4可以不必一直平行于(或基本上平行于)光入射面10A,也可以不必以角度θ3一直与透明基板31的法线相交,并且,例如,由于制造误差,光轴AX4可以以稍微不同于角度θ3的角度与透明基板31的法线相交。而且,光轴AX3和AX4可以不必一直平行于(或基本上平行于)光入射面10A,并且,例如,由于制造误差,光轴AX3和AX4可以小角度与光入射面10A相交。
这里,优选的是,块体64A的寻常光折射率等于微粒64B的寻常光折射率,而块体64A的非寻常光折射率等于微粒64B的非寻常光折射率。在这种情况下,例如,在不施加电压期间,在所有方向上都很难存在折射率差异,从而能获得高透明性(光透过性)。因此,来自光源20的光没有在光调制层64中被散射而是穿过光调制层64。结果,例如,来自光源20的光L(来自倾斜方向的光)传播通过在光调制元件60中透明的区域(透射区域30A),然后被空气与光调制元件60之间的界面完全反射,并且,与使亮度均匀的情况相比,透射区域30A的亮度(黑色显示的亮度)降低。
而且,例如,如图28中所示,块体64A和微粒64B可以具有这样的配置,其中,在施加电压期间,光轴AX3的方向与光轴AX4的方向不同(相交或正交)。另外,例如,微粒64B可以具有这样的配置,其中,在施加电压期间,光轴AX4平行于(或基本上平行于)光入射面10A,并且以大于角度θ3的角度θ4(未示出,例如,90度)与透明基板31的法线相交。注意,将在描述用于配置微粒34B的材料时详细描述角度θ4。
而且,例如,微粒64B可以具有这样的配置,其中,在施加电压期间,光轴AX4与光入射面10A相交并以大于角度θ3的角度θ4(未示出,例如,90度)与透明基板31的法线相交。此外,例如,微粒64B可以具有这样的配置,即,在施加电压期间,光轴AX4以大于角度θ3的角度θ4(未示出,例如,90度)与透明基板31的法线相交并且X和Y方向是任意的。
因此,在施加电压期间,在光调制层64中,在所有方向上的折射率差异变大,从而能够获得高的散射性。因此,来自光源20的光在光调制层64中被散射。结果,来自光源20的光(来自倾斜方向的光)在处于光调制元件60中的散射状态下的区域(散射区域30B)中被散射,并且散射光直接进入导光板10或在被反射板40反射之后进入导光板10,然后从导光板10的上表面(光发射面)发射。因此,散射区域30B的亮度与使亮度均匀的情况相比极高,并且局部白色显示的亮度(亮度增强)增加了透射区域30A的亮度的减小量。
注意,块体64A的寻常光折射率例如由于制造误差而可以与微粒64B的寻常光折射率略有不同,并且例如,其间的差可以优选地是0.1以下,或者更优选地是0.05以下。另外,块体64A的非寻常光折射率例如由于制造误差而也可以与微粒64B的非寻常光折射率略有不同,并且例如,其间的差可以优选地是0.1以下,或者更优选地是0.05以下。
另外,块体64A的折射率差(Δnp=非寻常光折射率neP-寻常光折射率noP)和微粒64B的折射率差(ΔnL=非寻常光折射率neL-寻常光折射率noL)优选可以是尽可能的大,优选的是0.05以上,更优选的是0.1以上,更进一步优选的是0.15以上。这是因为当块体64A和微粒64B的每一个的折射率差较大时,光调制层64的散射能力变高,导光条件很容易被破坏,并且容易提取来自导光板10的光。
而且,块体64A对电场的响应速度不同于微粒64B对电场的响应速度。块体64A可以具有例如响应速度低于微粒64B的响应速度的条纹结构、多孔结构或棒状结构。例如,块体64A可以由通过聚合低分子单体获得的聚合物材料形成。例如,块体64A可以通过热或光或这两者聚合沿微粒64B的配向方向或配向膜63和65的配向方向进行配向并具有配向特性或可聚合特性的材料(例如,单体)形成。
例如,块体64A的条纹结构、多孔结构或棒状结构可以在平行于光入射面10A并且以微小的角度θ3与透明基板31的法线相交的方向上具有长轴。在块体64A具有条纹结构的情况下,就提高导向光的散射性而言,在短轴方向上的平均条纹组织大小优选可以是0.1μm以上和10μm以下,更优选是0.2μm以上和2.0μm以下。在短轴方向上的平均条纹组织大小为0.1μm以上和10μm以下的情况下,光调制元件60中的散射功率在380nm至780nm(包括两个端点)的可见区域中基本上是等效的。因此,平面中不会发生特定波长分量的光增加或减小,由此在平面中可实现可见区域的平衡。当短轴方向上的平均条纹组织的大小小于0.1μm或大于10μm时,光调制元件30的散射功率较低,与波长无关,由此光调制元件30难以起到光调制元件的作用。
而且,就降低散射的波长依赖性而言,在短轴方向上的平均条纹组织大小可以优选的是0.5μm以上和50μm以下,更优选的在1μm至3μm(包括两个端点)的范围内。在这种情况下,当从光源20发射的光在传播导光板10中的光传播期间重复穿过光调制元件60中的块体64A时,抑制了块体64A中散射的波长依赖性。条纹组织大小可通过偏振显微镜、共焦显微镜、电子显微镜等进行观察。
作为具有配向特性和可聚合特性的上述单体,虽然具有光学各向异性并与液晶组合的材料是足够的,但在本实施例中,由紫外线固化的低分子单体可以是优选的。由于优选的是在不施加电压的状态中,液晶的光学各向异性方向与通过聚合低分子单体而形成的材料(聚合材料)的光学各向异性方向一致,因此,液晶和低分子量单体在紫外线固化之前在相同方向上可以优选地被配向。在其中将液晶用作微粒64B的情况下,当液晶是棒状分子时,要使用的单体材料的形状优选地还具有棒状形状。如上所述,作为单体材料,优选地使用具有可聚合特性和液晶性的材料,并且例如,材料可以优选地包含从由丙烯酸基、异丁烯酸基、丙烯酰氧基、异丁烯酰基氧基、乙烯醚基、环氧基组成的组中选择的一个或多个官能团来作为可聚合的官能团。这些官能团可以通过用紫外线、红外线或电子射线照射或加热而进行聚合。在紫外线照射时,为了抑制配向特性的降低,可以添加具有多官能团的液晶材料。当块体64A具有前述条纹结构时,作为块体64A的材料,优选可以使用双官能团液晶单体。而且,为了调节呈现出液晶性的温度,可以将单官能团单体添加到块体64A的材料中,为了改善交联密度,可以将三官能团的单体添加到块体64A的材料中。
在本实施例中,驱动电路50执行与上述实施例中的驱动相同的驱动。
接下来,将描述根据该实施例的照明装置2的功能和效果。
在本实施例中,与上述实施例类似,电极块32C中的每一个具有分别在第一方向上延伸并且在与第一方向相交的方向上布置的多个局部电极32A。因此,可以在面向相应的电极块32C的区域中局部调整光调制层64的散射性。结果,由于允许适度调整从光调制层64提取的光的亮度分布的平面中的变化,因此可以模糊照明光中的亮部分和暗部分之间的边界,而与局部亮灯和全亮灯无关。
<4、实施例共通的变形例>
(变形例1)
在上述实施例中,上侧电极36可以被配置为包括与多个电极块32C类似的配置,而不是下侧电极32。
图29示出了上侧电极36的平面配置的实例。图30的(A)和(B)分别示出了上侧电极36的平面配置的另一个实例。上侧电极36被设置在透明基板37的表面上(具体地,在与透明基板31相对的透明基板37的表面上),并被配置为包括多个局部电极36A。多个局部电极36A均在平面中的一个方向(第一方向)上延伸并且在与第一方向相交的方向上布置。例如,第一方向可以是与光入射面10A平行或基本上平行的方向。注意,第一方向可以是与光入射面10A倾斜相交的方向。
上侧电极36具有多个电极块36C(第二电极块)。多个电极块36C在平面中的预定方向(第二方向)和与第二方向相交的方向(第三方向)中的至少第二方向上布置。在这种情况下,当第一方向是与光入射面10A平行或基本上平行的方向,第二方向是与第一方向正交或基本上正交的方向。当第一方向是与光入射面10A倾斜相交的方向时,第二方向是与光入射面10A正交或基本上正交的方向。换句话说,无论第一方向如何,第二方向都是与光入射面10A正交或基本上正交的方向。
电极块36C中的每一个形成在包括在第二方向上邻接的其他电极块36C的形成区域的一部分的区域中,以便不通过第二方向上邻接的其他电极块36C阻挡形成在光调制层34(或光调制层64)中的电场。具体地,在重叠区域36-1中,两个以上的局部电极36A形成在第二方向上邻接的其他电极块36C的形成区域中,并与第二方向上邻接的其他电极块36C中包括的两个以上的局部电极混合地布置。例如,在电极块36C中的每一个中,两个以上的局部电极36A可以形成在第二方向上邻接的其他电极块36C的形成区域中,并且可以与第二方向上邻接的其他电极块36C中包括的两个以上的局部电极交替布置。此外,在电极块36C的每一个中,两个以上的局部电极36A形成在第二方向上邻接的其他电极块36C的形成区域之外。换句话说,如图29和图30的(A)和(B)中所示,电极块36C中的每一个的形成区域与第二方向上邻接的其他电极块36C的形成区域的一部分重叠。在图29和图30的(A)和(B)中,相应的电极块36C的形成区域彼此重叠的区域被示为重叠区域36-1,并且相应的电极块36C的形成区域彼此不重叠的区域被示为非重叠区域36-2。顺便提及,在重叠区域36-1中,布置电极块36C中的一个中包括的两个以上的局部电极36A,以针对每多个局部电极(例如,两个两个地)跳过在第二方向上邻接的其他电极块36C中包括的两个以上的局部电极。而且,在重叠区域36-1中,电极块36C中的一个中包括的两个以上的局部电极36A可以与在第二方向上邻接的其他电极块36C中所包括的两个以上的局部电极交替布置,并且可以以局部无齿的方式进行布置。
在电极块36C中的每一个中,局部电极36A彼此电连接。具体地,如图29中所示,电极块36C中的每一个具有连接至相应局部电极36A的端部的连接部36B,并且局部电极36A通过连接部36B彼此电连接。因此,电极块36C的每一个具有由多个局部电极36A和连接部36B配置而成的梳齿形状,并且多个电极块36C布置在第二方向上,使得相应电极块32C的梳齿的方向交替反转(切换)。
接下来,描述布置方向上的相应的局部电极36A的宽度。图31示出了布置方向上的相应的局部电极36A的宽度的实例。局部电极36A中的每一个具有与距电极块36C的每一个中的光源20的距离相对应的宽度。具体地,在电极块36C中的每一个中,形成在第二方向上邻接的其他电极块36C的形成区域外(在非重叠区域36-2中)的相应的两个以上的局部电极36A的宽度随着距光源20的距离增加而增加。而且,在电极块36C中的每一个中,形成在第二方向上邻接的并且位于距光源20相对较远的其他电极块36C的形成区域中(在距光源20较远的重叠区域36-1中)的相应的两个以上的局部电极36A的宽度随着距光源20的距离增加而减小。此外,在电极块36C中的每一个中,形成在第二方向上邻接的并且位于相对更靠近光源20的其他电极块36C的形成区域中(在更靠近光源20的重叠区域36-1中)的相应的两个以上的局部电极36A的宽度随着距光源20的距离增加而增加。换句话说,在电极块36C中的每一个中,多个局部电极36A中位于光源20侧上(更靠近光源20)的相应的两个以上的局部电极36A的宽度随着距光源20的距离增加而增加,然而多个局部电极36A中的与光源20相对的侧上(在距光源20较远的侧上)的相应的两个以上的局部电极36A的宽度随着距光源20的距离增加而减小。多个局部电极36A的宽度的此分布在下文中被称为“拱形分布”。顺便提及,虽然在图31中举例说明了利用多角曲线示出“拱形分布”的情况,但是“拱形分布”可以利用平滑曲线示出。注意,不可以设置重叠区域36-1。在这种情况下,在电极块36C的每一个中,布置方向上的多个局部电极36A的宽度在更靠近光源20的一侧上较小并且随着距光源20的距离增加而逐渐增加。
在本变形例中,驱动电路50执行与上述实施例中的驱动相同的驱动。
在本变形例中,与上述实施例一样,电极块32C中的每一个具有分别在第一方向上延伸并且在与第一方向相交的方向上布置的多个局部电极32A。因此,允许在与相应的电极块32C相对的区域中局部调整光调制层34和64的散射性。结果,可以适度地调整从光调制层34和64提取的光的亮度分布的平面中的变化,从而使得可以模糊照明光中的亮部分与暗部分之间的边界,而与局部亮灯和全亮灯无关。
(变形例2)
在上述实施例中,下侧电极32可以被配置为包括多个电极块32C,并且进一步地,上侧电极36可以被配置为包括多个电极块36C。在这种情况下,电极块32C和电极块36C可以优选地布置在彼此相对的位置上。从而使得可以减小电极面积,并且在其中上侧电极36由ITO等形成的情况下,可以通过上侧电极36减小可见光的吸收。此时,相应的局部电极36A的宽度可优选地比相应的局部电极32A的宽度宽大约5μm,或相应的局部电极32A的宽度可优选地比相应的局部电极36A的宽度宽大约5μm。从而使得可以防止散射区域30B的宽度由于基板的配向错配而减小。而且,电极块36C可以彼此电连接。上侧电极36可仅具有一个电极块36C。
(变形例3)
在上述实施例及其变形例中,例如,如图32中所示,电极块32C的每一个可以具有连接至非重叠区域32-2中的相应的局部电极32A的端部的连接部32B。在此情况下,当非重叠区域32-2中的某个局部电极32A断开连接时,可以通过连接部32B将电压施加给断开连接的局部电极32A。
此外,在本变形例中,当上侧电极36具有多个电极块36C时,电极块36C的每一个可以具有连接至非重叠区域36-2中的相应局部电极36A的端部的连接部36B。在此情况下,当非重叠区域36-2中的某个局部电极36A断开连接时,可以通过连接部分36B将电压施加至断开连接的局部电极36A。
(变形例4)
在上述实施例及其变形例中,例如,如图34中所示,电极块32C中的每一个还可以具有连接至与形成在第二方向上邻接的其他电极块32C的形成区域外(在非重叠区域32-2中)的多个局部电极32A中彼此相邻的两个局部电极32A的连接部32D(第二连接部)。在此情况下,当非重叠区域32-2中的某个局部电极32A断开连接时,可以通过连接部分32D将电压施加至断开连接的局部电极32A。
此外,在本变形例中,当上侧电极36具有多个电极块36C时,例如,如图35中所示,电极块36C中的每一个还可以具有连接至与形成在第二方向上邻接的其他电极块36C的形成区域外(在非重叠区域36-2中)的多个局部电极36A中彼此相邻的两个局部电极36A的连接部36D。在此情况下,当非重叠区域36-2中的某个局部电极36A断开连接时,可以通过连接部分36D将电压施加至断开连接的局部电极36A。
(变形例5)
在上述实施例及其变形例中,例如,如图36中所示,在电极块32C中的每一个中,连接部32B可以通过通孔32E电连接至局部电极32A。此时,通孔32E中的每一个是穿透层间绝缘膜的导电构件,并将层间绝缘膜的下层中的导电构件(例如,局部电极32A)电连接至层间绝缘膜的上层中的导电构件(例如,连接部32B)。在此情况下,可以应用局部电极32A的断开对策,并同时确保下侧电极32的布置布局的灵活性。注意,可以简单设置穿透层间绝缘膜的开口来代替通孔32E。顺便提及,在这种情况下,连接部32B或局部电极32A可以形成在上述开口中,并且连接部32B和局部电极32A可以在开口中彼此接触。
此外,在本变形例中,当上侧电极36具有多个电极块36C时,例如,如图37中所示,在电极块36C中的每一个中,连接部36B可以通过通孔36E电连接至局部电极36A。此时,通孔36E中的每一个是穿透层间绝缘膜的导电构件,并将层间绝缘膜的下层中的导电构件(例如,局部电极36A)电连接至层间绝缘膜的上层中的导电构件(例如,连接部36B)。在此情况下,可以应用局部电极36A的断开连接对策,并同时确保下侧电极36的布置布局的灵活性。注意,可以简单地设置穿透层间绝缘膜的开口来代替通孔36E。顺便提及,在这种情况下,连接部36B或局部电极36A可以形成在上述开口中,并且连接部36B和局部电极36A可以在开口中彼此接触。
(变形例6)
在上述实施例及其变形例中,当上侧电极36是单一的片状电极时,可以图案化片状电极。而且,在上述实施例及其变形例中,当上侧电极36包括多个局部电极36A时,可以图案化局部电极36A中的每一个。这使得可以更容易执行照明光的面内亮度的均匀化。此外,可以通过电极来减小可见光的吸收,因为当上侧电极36或局部电极36A由ITO等形成时,减小了电极的面积。
上侧电极36或局部电极36A中形成的图案化可以由多个开口36F配置而成。此时,上侧电极36或局部电极36A的图案密度(除上侧电极36或局部电极36A的开口36F之外的每单位面积的一部分的占有率)相对于整个上侧电极36优选可以根据距光源20的距离而改变。例如,开口36F的密度(每单位面积的开口36F的占有率)相对于整个上侧电极36可以根据距光源20的距离而改变,如图38A、图38B、图39A和图39B中所示。在图38A和图39A中所示的实例中,每单位面积的开口36F的数量是固定的,而与距光源20的距离无关,然而开口36F的半径r随着距光源20的距离增加而逐渐减小。而且,在图38B和图39B中所示的实例中,开口36F的半径r是固定的(r=a1),而与距光源20的距离无关,然而开口36F的数量随着距光源20的距离增加而逐渐减小。因此,在图38A、图38B、图39A和图39B的任意一个实例中,开口36F的密度随着距光源20的距离增加而变得稀疏(逐渐减小)。换句话说,上侧电极36或局部电极36A的图案密度随着距光源20的距离增加而变稠密(逐渐增加)。
上侧电极36或局部电极36A的图案密度(除上侧电极36或局部电极36A的开口36F之外的每单位面积的一部分的占有率)在稍后描述(参见图41B和图41C)的更靠近光源区块25的区域中可以相对较大并且在与光入射面10A平行的方向上在距光源块25较远的区域中可以相对减小。例如,如图38A和图39A中所示,开口36F的半径在更靠近光源块25的区域中可以相对较大并且在与光入射面10A平行的方向上在距光源块25较远的区域中可以相对较小。例如,如图38B和图39B中所示,每单位面积开口36F(其半径是固定的)的数量在更靠近光源块25的区域中可以相对较大,并且在与光入射面10A平行的方向上在距光源块25较远的区域中可以相对较小。在此情况下,在与光入射面10A平行的方向上,与不设置开口36F的情况相比允许抑制更靠近光源块25的区域中的亮度,并且与不设置开口36F的情况相比允许提高距光源块25较远的区域中的亮度。结果,例如,当照明装置1或2的整个光发射区域置于明亮的状态下时,允许均匀化面内亮度。
例如,在其中远离光入射面10A 2mm的区域中的图案化密度具有在图40A中所表示的分布的情况下,允许在与如图40B中用A表示的光入射面10A平行的方向上均匀化面内亮度。另一方面,例如,在其中更加远离光入射面10A 2mm的区域中的图案化密度具有图40A中用B表示的平坦分布的情况下,面内亮度在与图40B中用B表示的光入射面10A平行的方向上很大程度上改变。注意,在本变形例中,当点状光源23用来代替光源块25时,在与光入射面10A平行的方向上,每单位面积的开口36F的密度可以在更靠近点状光源23的区域中相对较大,并且在距点状光源23较远的区域中可以相对较小。同样在此情况下,允许在与光入射面10A平行的方向上均匀化面内亮度。
注意,上侧电极36或局部电极36相对于整个上侧电极36的图案密度不一定要根据距光源20的距离而改变。例如,上侧电极36或局部电极36A的图案密度针对与局部电极32A相对的每个部分可以根据距光源20的距离而改变。
(变形例7)
在上述相应的实施例及其变形例中,例如,如图41A中所示,光源20可以由设置在线性光源21后面的线性光源21和反射镜22配置而成。而且,在上述相应实施例及其变形例中,如图41B和图41C中所示,光源20可以包括布置成列的多个点状光源23。此时,例如,如图41B和图41C中所示,多个点状光源23可以一个接一个地或两个接两个地设置在相应共用基板24中。在这种情况下,光源块25由一个基板24和设置在基板24上的多个点状光源23配置而成。例如,基板24可以是设置有将点状光源23电连接至驱动电路50的配线的电路板,并且点状光源23的每一个安装在电路板上。设置在共用基板24上的相应的点状光源23(光源块25中的相应点状光源23)集体地(非独立地)由驱动电路50驱动,并且例如,虽然未示出,但可以彼此并联连接或串联连接。另外,设置在不同基板24上的点状光源23(相应光源块25中的点状光源23)可以由驱动电路50独立地驱动,并且可以连接至彼此不同的电流路径,例如,如图41C中所示。
在本变形例中,例如,如图42A中所示,导光板10可以包括其顶表面上的多个带状凸部11。顺便提及,例如,如图42B中所示,导光板10可以包括其底表面上的多个带状凸部11。另外,虽然未示出,但是例如在导光板10中可以设置带状凸部11。而且,导光板10的内部可以是空心的或可以被密集地挤满。这允许从光源块25输出的光L传播通过导光板10,并同时抑制光L在横向(宽度方向)上传播。
凸部11均在与光入射面10A的法线平行的方向上延伸,并且例如,如图42A和图42B中所示,凸部11可以从导光板10的一个侧面向与此侧面相对的另一个侧面先后形成。凸部11中的每一个的布置方向上的横截面例如可以具有矩形形状、梯形形状或三角形形状。当凸部11中的每一个的布置方向上的横截面具有矩形形状时,光的直线传播特性极高,并且具有这些凸部11的导光板10适于大型背光。当凸部11中的每一个的布置方向上的横截面具有梯形形状时,通过注塑成型、挤压成型、热压成型等处理对用于形成凸部11中的每一个的模具并且成型过程中的模具释放能力较高,并且由于误差减小而允许提高产量和成型速度。
平坦表面可以或不可以布置在两个相邻的凸部11之间。每个凸部11的高度在平面内可以是均匀的或可以不是均匀的。例如,如图43A和图43B中所示,当导光板10的一个侧面是光入射面10A时,每一个凸部11的高度在光入射面10A侧上可以相对更小,并且在面向光入射面10A的侧面侧上可以相对更高。而且,例如,当导光板10的侧面中的一对相对侧面是光入射面10A时,每个凸部11的高度在这两个光入射面10A处和附近可以相对更低,并且在其他区域中相对更高。每个凸部11在光入射面10A处和附近的高度可以为零或基本上为零。例如,如图43A和图43B中所示,每个凸部11的高度可以从光入射面10A侧朝与光入射面10A相对的侧面侧增加。此时,每个凸部11的高度在从光入射面10A至与光入射面10A相对的侧面侧的中间可以是均匀的。顺便提及,如图43A和图43B中所示的具有非均匀高度的多个凸部11可以布置在除导光板10的顶表面之外的区域中,并且例如,可以布置在导光板10的底表面上或布置在导光板10中。
如上所述,改变每个凸部11的高度(换句话说,改变凸部11之间形成的凹槽的深度)可以改变光的执行传播特性。例如,如图42A和图42B中所示,在凸部11布置在光入射面10A上和附近的情况下,当接通一个光源块25时,如图44A中所示,从光源块25发射的光L传播通过导光板10,同时在横向(宽度方向)上不会传播太多。在这种情况下,暗区可以在光入射面10A附近的点状光源23之间生成,并且在这种情况下,可以降低图像的质量。因此,在此情况下,例如,如图43A和图43B中所示,每个凸部11的高度在光入射面10A处和附近可以优选设置为相对低或零。这样做,例如,如图44B中所示,允许从光源块25发射的光L在光入射面10A处和附近以点状光源23的发散角在横向(宽度方向)上传播,并且因此,允许光L在远离光入射面10A的区域中以基本上均匀的宽度传播。
在本变形例中,例如,如图45中所示,驱动电路50可以接通(一个或多个)光源块25的一部分并且可以驱动布置在第二方向上的多个电极块32C中的一个或多个的一部分。此时,从与由驱动电路50驱动的电极块32C和从光源块25输出的光的光路之间的交点对应的散射区域30B中输出在X方向和Y方向上边界平滑的块状光。
(变形例8)
在上述实施例及其变形例中,光调制元件30或60紧密地粘附到导光板10的背后(底表面)上,而没有空气层。然而,例如,如图46中所示,光调制元件30或60可以紧密地粘附到导光板10的顶表面上,而没有空气层。另外,例如,如图47中所示,光调制元件30或60可以设置在导光板10内侧。然而,同样在这种情况下,光调制元件30或60必须紧密地粘附到导光板10上而没有空气层。
(变形例9)
在上述实施例及其变形例中,设置导光板10。然而,例如,如图48中所示,可以省略导光板10。顺便提及,在这种情况下,透明基板31或透明基板37起到导光板10的作用。因此,光源20设置在透明基板31或透明基板37的侧面上。注意,光源20可以设置在透明基板31和透明基板37中的一个的侧面上,或可以设置在透明基板31和透明基板37这两者的侧面上。
(变形例10)
在上述实施例及其变形例中,设置反射板40。然而,例如,如图49中所示,可以省略反射板40。此时,下侧电极32不可以由透明材料形成,并且例如可以由金属形成。顺便提及,当下侧电极32由金属形成时,下侧电极32具有反射入射光的功能,与反射板40类似。此外,在本变形例中,例如,如图50中所示,可以省略导光板10。
(变形例11)
在上述实施例及其变形例中,导光板10上没有特别设置什么。然而,例如,如图51、图52和图53中所示,照明装置1或2可以包括位于光发射侧上的光学片90(例如,扩散板、扩散片、透镜膜或偏振分离片)。在此情况下,在倾斜方向上从导光板10发射的光的一部分在正面方向上上升,由此允许有效提高前亮度。
<5、应用实例>
接下来,将描述根据上述实施例及其变形例的照明装置1和2的应用实例。
图54示出了根据本应用实例的显示装置100的示意性配置的实例。显示装置100包括液晶显示面板110和布置在液晶显示面板110后面的背光120。在该实例中,背光120对应于根据上述实施例及其变形例的照明装置1和2。
液晶显示面板110用于显示图像。液晶显示面板110具有以矩阵形式布置的多个像素,并且当基于图像信号驱动多个像素时能够显示图像。例如,液晶显示面板110可以是透射液晶显示面板,并具有这样的配置,即,液晶层夹在一对透明基板之间。例如,虽然未示出,但是液晶显示面板110从背光120侧起依次具有光偏振器,透明基板,像素电极,配向膜,液晶层、配向膜、共用电极、滤色器、透明基板以及光偏振器。
透明基板可以由对可见光透明的基板形成,例如平板玻璃。顺便提及,尽管未示出,在背光120侧的透明基板上,形成了包括电连接至电极的TFT(薄膜晶体管)和配线等的有源驱动电路。像素电极和共用电极可以分别由例如ITO形成。像素电极以晶格布置或以三角形布置布置在透明基板上,并且分别起到用于每个像素的电极的作用。另一方面,共用电极形成在滤色器上的表面上,并且起到与像素电极相对的共用电极的作用。配向膜可以由比如聚酰亚胺的聚合物材料形成,并且对液晶执行配向处理。液晶层可以由例如VA(垂直配向)型、TN(扭曲向列)型或STN(超扭曲向列)型液晶形成,并具有响应于从驱动电路(未示出)施加的电压针对每个像素改变从背光120发射的光的偏振轴的方向的功能。顺便提及,通过对液晶布置进行多级改变来对每个像素的传输轴的方向进行多级调节。滤色器通过对应于像素电极的布置来布置滤色器配置而成,滤色器将穿过液晶层的光分离为红色(R)、绿色(G)以及蓝色(B)三原色,或R、G、B和白色(W)四种颜色。滤色器布置(像素布置)的实例通常包括带状布置,对角布置、三角布置以及矩形布置。
偏振器是一种光阀(optical shutter),允许在某个方向上振动的光(偏振光)穿过其中。注意,偏振器可以是吸收在除传输轴的方向上振动的光(偏振光)的吸收型偏振元件。然而,就改善亮度而言,偏振器可以优选地是将光反射到背光120侧的反射型偏振元件。设置偏振器以使得每个偏振轴相差90度,因此,从背光120发射的光通过液晶层穿过其中或被阻断。
例如,驱动电路50控制施加至每一个光调制单元30a的电压的大小,使得在对应于多个光调制单元30a的暗显示的像素位置的单元中,微粒34B和64B的光轴AX2和AX4分别平行于块体34A和64A的光轴AXl和AX3。此外,例如,驱动电路50控制施加至每一个光调制单元30a的电压的大小,使得在对应于多个光调制单元30a的白色显示的像素位置的单元中微粒34B和64B的光轴AX2和AX4与块体34A和64A的光轴AXl和AX3相交。
允许驱动电路50仅驱动多个电极块32C的一部分(一个或多个)。例如,如图11A中所示,驱动电路50可以仅驱动布置在第二方向上的多个电极块32C的一部分(一个或多个)。此时,从与由驱动电路50驱动的电极块32C相对应的散射区域30B发射带状光。而且,例如,如图11B中所示,驱动电路50可以仅驱动布置在第二方向和第三方向上的多个电极块32C的一部分(一个或多个)。此时,从与由驱动电路50驱动的电极块32C对应的散射区域30B发射块状光。
此时,当驱动多个电极块32C时,驱动电路50向电极块32C的每一个施加基于电极块32C距光源20的距离而调制的电压。具体地,例如,驱动电路50可以向电极块32C的每一个施加其峰值、占空比、和频率基于电极块32C距光源20的距离而调制的电压。例如,电压可以经调制使得光调制单元30a的散射性随着距光源20的距离增加而提高。此外,例如,驱动电路50可以向局部电极32A施加其峰值、占空比和频率鉴于从外部输入的图像信号和局部电极31A距光源20的距离而调制的电压。
散射区域30B的亮度与使亮度均匀的情况(图10的(B)中的交替长短虚线)相比极高,并且局部白色显示的亮度(亮度增强)增加了透射区域30A的亮度的减小量。因此,提高了液晶显示器的对比度。另外,利用“亮度增强”,允许驱动电路50将来自光源20的光发射量减少要增加“亮度增强”至与使亮度均匀的情况(图10的(B)中的交替长短虚线)下相同的水平的亮度的量,从而允许减少光源20消耗的功率。
驱动电路50以预定单位(例如,一个接一个地)顺序地驱动多个电极块32C。例如,如图12A和图12B中所示,驱动电路50以预定单位(例如,一个接一个地)顺序地驱动布置在第二方向上的多个电极块32C。此时,通过驱动电路50的驱动在第二方向上扫描散射区域30B,并且因此在第二方向上扫描带状光。此时,通过在一个扫描周期针对时间对照明光取平均值而获得的亮度来表示实际上可通过眼睛观看的亮度。而且,例如,如图13A和图13B中所示,驱动电路50可以以预定单位(例如,一个接一个地)顺序地驱动的布置在第二方向和第三方向上的多个电极块32C。此时,通过驱动电路50的驱动在第二方向上扫描散射区域30B,并且因此在第二方向上扫描块状光。
这里,驱动电路50可以优选地在与显示面板的像素的扫描方向相同的方向上与显示面板的像素的扫描同步地执行多个电极块32C的扫描。在此情况下,可以执行高亮度、运动图像响应性(模糊)提高的显示。
此外,驱动电路50可以鉴于距光源20的距离和从外部输入的图像信号来调节光源20的光量,并同时以预定单位(例如,一个接一个地)顺序地驱动的多个电极块32C。此时,驱动电路50可以优选地在与显示面板的像素的扫描方向相同的方向上与显示面板的像素的扫描同步地执行多个电极块32C的扫描。在此情况下,可以执行低功耗、运动图像响应性(模糊)提高的显示。
在本应用实例中,根据上述实施例及其变形例的照明装置1或2被用作照亮液晶显示面板110的光源(背光120)。因此,可以提高显示亮度,同时减小或基本上消除在大视角范围中的光泄漏。结果,可以增加在正面方向上的调制比例。此外,可以实现亮度增强而无需增加对背光120施加的电力。
而且,在本应用实例中,由于根据上述实施例及其变形例的照明装置1或2被用作背光120,因此在局部亮灯时可以模糊照明光的亮部分与暗部分之间的边界,并且在全亮灯时可以使照明光均匀。另外,在扫描驱动中每时刻扫描时可以模糊照明光的亮部分和暗部分之间的边界,并且在显示面板的一个帧周期内对照明光取平均值时可以使照明光均匀。
而且,例如,本技术可以配置如下。
(1)一种照明装置,包括:
一对基板,被布置为有间距地彼此相对;
光源,设置在所述一对基板中的至少一个的侧面上;
电极,设置在所述一对基板中的每一个的表面上,并且被配置为在与所述基板的表面垂直相交的方向上生成电场;以及
光调制层,设置在所述一对基板之间的间隙处,并且基于由所述电极生成的所述电场的大小对来自所述光源的光呈现散射性或透明性,其中,
所述电极包括被设置在所述一对基板中的一个的表面上的多个第一电极块,并且
所述第一电极块中的每一个包括均在第一方向上延伸并且在与所述第一方向相交的方向上布置的多个局部电极。
(2)根据(1)所述的照明装置,其中,
所述多个第一电极块在第二方向和与所述第二方向相交的第三方向中的至少所述第二方向上布置,
在所述第一电极块中的每一个的多个所述局部电极与在所述第二方向上邻接的其他所述第一电极块的多个所述局部电极绝缘的状态下,所述第一电极块中的每一个形成在包括在所述第二方向上邻接的其他所述第一电极块的形成区域的一部分的区域中,并且
在所述第一电极块中的每一个中,两个以上的所述局部电极形成在所述第二方向上邻接的其他所述第一电极块的形成区域中,并且被布置为与在被包括在所述第二方向上邻接的其他所述第一电极块中的两个以上的所述局部电极相混合。
(3)根据(2)所述的照明装置,其中,在所述第一电极块中的每一个中,两个以上的所述局部电极形成在所述第二方向上邻接的其他所述第一电极块的形成区域外。
(4)根据(2)或(3)所述的照明装置,其中,所述第一方向是平行于或基本上平行于所述侧面的方向。
(5)根据(2)至(4)中任一项所述的照明装置,其中,所述第二方向是垂直于或基本上垂直于所述侧面的方向。
(6)根据(2)至(5)中任一项所述的照明装置,其中,所述第一电极块中的每一个具有连接至各个所述局部电极的端部的第一连接部。
(7)根据(6)所述的照明装置,其中,所述多个第一电极块被布置为使得由所述多个局部电极和所述第一连接部形成的梳齿的方向交替反转。
(8)根据(6)或(7)所述的照明装置,其中,所述第一电极块中的每一个具有第二连接部,所述第二连接部连接至形成在在所述第二方向上邻接的其他所述第一电极块的形成区域外的多个所述局部电极中彼此邻接的两个所述局部电极。
(9)根据(2)至(8)中任一项所述的照明装置,其中,
在所述第一电极块的每一个中,形成在所述第二方向上邻接的并且位于距所述光源相对较远的其他所述第一电极块的形成区域中的相应的两个以上的局部电极的宽度随着距所述光源的距离的增加而减小,并且
在所述第一电极块中的每一个中,形成在所述第二方向上邻接的并且位于相对更靠近所述光源的其他所述第一电极块的形成区域中的相应的两个以上的局部电极的宽度随着距所述光源的距离的增加而增加。
(10)根据(3)所述的照明装置,其中,在所述第一电极块中的每一个中,形成在所述第二方向上邻接的其他所述第一电极块的形成区域外的相应的两个以上的局部电极的宽度随着距所述光源的距离增加而增加。
(11)根据(3)所述的照明装置,其中,
在所述第一电极块中的每一个中,形成在所述第二方向上邻接的其他所述第一电极块的形成区域外的相应的两个以上的局部电极的宽度随着距所述光源的距离增加而增加,
在所述第一电极块中的每一个中,形成在所述第二方向上邻接的并且位于距所述光源相对较远的其他所述第一电极块的形成区域中的相应的两个以上的局部电极的宽度随着距所述光源的距离增加而减小,并且
在所述第一电极块中的每一个中,形成在所述第二方向上邻接的并且位于相对更靠近所述光源的其他所述第一电极块的形成区域中的相应的两个以上的局部电极的宽度随着距所述光源的距离增加而增加。
(12)根据(2)至(11)中任一项所述的照明装置,其中,
在所述一对基板的另一个所述基板的表面上,所述电极具有一个第二电极块或者被布置在所述第二方向和所述第三方向中的至少所述第二方向上的多个第二电极块,并且
所述一个第二电极块或所述多个第二电极块均包括均在所述第一方向上延伸并且被排列在与所述第一方向相交的方向上的多个局部电极,并且
所述第二电极块被布置在与各所述第一电极块相对的位置处。
(13)根据(1)至(12)中任一项所述的照明装置,还包括:
驱动电路,被配置为将基于所述第一电极块距所述光源的距离调制的电压施加于所述第一电极块中的每一个。
(14)根据(1)至(13)中任一项所述的照明装置,进一步包括:
驱动电路,被配置为以预定单位顺序地驱动所述多个第一电极块。
(15)根据(1)至(14)中任一项所述的照明装置,其中
所述一对基板中的至少一个包括在与所述侧面的法线平行的方向上延伸的多个凸部,并且
所述光源由能够被相互独立地驱动的多个光源块构成。
(16)根据(16)所述的照明装置,其中,各个所述凸部的高度在靠近所述光源的位置胶低,并且在距所述光源较远的位置较高。
(17)根据(1)所述的照明装置,其中,在所述第一电极块中的每一个中,所述多个局部电极的宽度在更靠近所述光源侧较小,并且随着距所述光源的距离增加而逐渐增加。
(18)一种显示装置,设置有被配置为显示图像的显示面板和被配置为照明显示面板的照明装置,所述照明装置包括:
一对基板,被布置为有间距地彼此相对;
光源,设置在所述一对基板中的至少一个的侧面上;
电极,设置在所述一对基板中的每一个的表面上,并且被配置为在与所述基板的表面垂直相交的方向上生成电场;以及
光调制层,设置在所述一对基板之间的间隙处,并且被配置为基于由所述电极生成的所述电场的大小而对来自所述光源的光呈现散射性或透明性,其中,
所述电极包括被设置在所述一对基板中的一个的表面上的多个第一电极块,并且
所述第一电极块中的每一个包括均在第一方向上延伸并且在与所述第一方向相交的方向上布置的多个局部电极。
(19)根据(18)所述的显示装置,进一步包括:
驱动电路,被配置为以预定单位顺序地驱动所述多个第一电极块,并且被配置为在与所述显示面板的像素的扫描方向相同的方向上与所述显示面板的像素的扫描同步地执行对所述多个第一电极块的扫描。
(20)根据(19)所述的显示装置,其中,在以预定单位顺序地驱动所述多个第一电极块的同时,所述驱动电路根据距所述光源的距离和从外部输入的图像信号来调节所述光源的光量。
本申请基于并要求2012年5月9日向日本专利局提交的日本专利申请第2012-107772号的优先权的权益,该申请的全部内容通过引用并入本文。
本领域技术人员应该理解,只要其在所附权利要求或其等同内容的范围之内,根据设计需求和其他因素可以进行各种变形、组合、子组合以及改变。
Claims (20)
1.一种照明装置,包括:
一对基板,被布置为有间距地彼此相对;
光源,设置在所述一对基板中的至少一个的侧面上;
电极,设置在所述一对基板中的每一个的表面上,并且被配置为在与所述基板的表面垂直相交的方向上生成电场;以及
光调制层,设置在所述一对基板之间的间隙处,并且基于由所述电极生成的所述电场的大小对来自所述光源的光呈现散射性或透明性,其中,
所述电极包括被设置在所述一对基板中的一个的表面上的多个第一电极块,并且
所述第一电极块中的每一个包括均在第一方向上延伸并且在与所述第一方向相交的方向上布置的多个局部电极。
2.根据权利要求1所述的照明装置,其中,
所述多个第一电极块在第二方向和与所述第二方向相交的第三方向中的至少所述第二方向上布置,
在所述第一电极块中的每一个的多个所述局部电极与在所述第二方向上邻接的其他所述第一电极块的多个所述局部电极绝缘的状态下,所述第一电极块中的每一个形成在包括在所述第二方向上邻接的其他所述第一电极块的形成区域的一部分的区域中,并且
在所述第一电极块中的每一个中,两个以上的所述局部电极形成在所述第二方向上邻接的其他所述第一电极块的形成区域中,并且被布置为与在被包括在所述第二方向上邻接的其他所述第一电极块中的两个以上的所述局部电极相混合。
3.根据权利要求2所述的照明装置,其中,在所述第一电极块中的每一个中,两个以上的所述局部电极形成在所述第二方向上邻接的其他所述第一电极块的形成区域外。
4.根据权利要求2所述的照明装置,其中,所述第一方向是平行于或基本上平行于所述侧面的方向。
5.根据权利要求2所述的照明装置,其中,所述第二方向是垂直于或基本上垂直于所述侧面的方向。
6.根据权利要求2所述的照明装置,其中,所述第一电极块中的每一个具有连接至各个所述局部电极的端部的第一连接部。
7.根据权利要求6所述的照明装置,其中,所述多个第一电极块被布置为使得由所述多个局部电极和所述第一连接部形成的梳齿的方向交替反转。
8.根据权利要求6所述的照明装置,其中,所述第一电极块中的每一个具有第二连接部,所述第二连接部连接至形成在所述第二方向上邻接的其他所述第一电极块的形成区域外的多个所述局部电极中彼此邻接的两个所述局部电极。
9.根据权利要求2所述的照明装置,其中,
在所述第一电极块的每一个中,形成在所述第二方向上邻接的并且位于距所述光源相对较远的其他所述第一电极块的形成区域中的相应的两个以上的局部电极的宽度随着距所述光源的距离的增加而减小,并且
在所述第一电极块中的每一个中,形成在所述第二方向上邻接的并且位于相对更靠近所述光源的其他所述第一电极块的形成区域中的相应的两个以上的局部电极的宽度随着距所述光源的距离的增加而增加。
10.根据权利要求3所述的照明装置,其中,在所述第一电极块中的每一个中,形成在所述第二方向上邻接的其他所述第一电极块的形成区域外的相应的两个以上的局部电极的宽度随着距所述光源的距离增加而增加。
11.根据权利要求3所述的照明装置,其中,
在所述第一电极块中的每一个中,形成在所述第二方向上邻接的其他所述第一电极块的形成区域外的相应的两个以上的局部电极的宽度随着距所述光源的距离增加而增加,
在所述第一电极块中的每一个中,形成在所述第二方向上邻接的并且位于距所述光源相对较远的其他所述第一电极块的形成区域中的相应的两个以上的局部电极的宽度随着距所述光源的距离增加而减小,并且
在所述第一电极块中的每一个中,形成在所述第二方向上邻接的并且位于相对更靠近所述光源的其他所述第一电极块的形成区域中的相应的两个以上的局部电极的宽度随着距所述光源的距离增加而增加。
12.根据权利要求2所述的照明装置,其中,
在所述一对基板的另一个所述基板的表面上,所述电极具有一个第二电极块或者被布置在所述第二方向和所述第三方向中的至少所述第二方向上的多个第二电极块,并且
所述一个第二电极块或所述多个第二电极块均包括均在所述第一方向上延伸并且被排列在与所述第一方向相交的方向上的多个局部电极,并且
所述第二电极块被布置在与各所述第一电极块相对的位置处。
13.根据权利要求2所述的照明装置,进一步包括:
驱动电路,被配置为将基于所述第一电极块距所述光源的距离调制的电压施加于所述第一电极块中的每一个。
14.根据权利要求2所述的照明装置,进一步包括:
驱动电路,被配置为以预定单位顺序地驱动所述多个第一电极块。
15.根据权利要求2所述的照明装置,其中,
所述一对基板中的至少一个包括在与所述侧面的法线平行的方向上延伸的多个凸部,并且
所述光源由能够被相互独立地驱动的多个光源块构成。
16.根据权利要求15所述的照明装置,其中,各个所述凸部的高度在靠近所述光源的位置较低,并且在距所述光源较远的位置较高。
17.根据权利要求1所述的照明装置,其中,在所述第一电极块中的每一个中,所述多个局部电极的宽度在更靠近所述光源侧较小,并且随着距所述光源的距离增加而逐渐增加。
18.一种显示装置,包括显示图像的显示面板和对所述显示面板进行照明的照明装置,所述照明装置包括:
一对基板,被布置为有间距地彼此相对;
光源,设置在所述一对基板中的至少一个的侧面上;
电极,设置在所述一对基板中的每一个的表面上,并且被配置为在与所述基板的表面垂直相交的方向上生成电场;以及
光调制层,设置在所述一对基板之间的间隙处,并且被配置为基于由所述电极生成的所述电场的大小而对来自所述光源的光呈现散射性或透明性,其中,
所述电极包括被设置在所述一对基板中的一个的表面上的多个第一电极块,并且
所述第一电极块中的每一个包括均在第一方向上延伸并且在与所述第一方向相交的方向上布置的多个局部电极。
19.根据权利要求18所述的显示装置,进一步包括:
驱动电路,被配置为以预定单位顺序地驱动所述多个第一电极块,并且被配置为在与所述显示面板的像素的扫描方向相同的方向上与所述显示面板的像素的扫描同步地执行对所述多个第一电极块的扫描。
20.根据权利要求19所述的显示装置,其中,在以预定单位顺序地驱动所述多个第一电极块的同时,所述驱动电路根据距所述光源的距离和从外部输入的图像信号来调节所述光源的光量。
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