JP2018159857A - 照明装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光の利用効率を向上することができる照明装置及び表示装置を提供する。
【解決手段】光を出射する光源部と、入射光を変調する変調部及び前記変調部に隣接する無変調部と、前記光源部と前記変調部及び前記変調部との間に位置するレンズと、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、照明装置及び表示装置に関する。

例えば、拡散制御液晶パネルと、液晶表示パネルとを備えた映像表示装置が提案されている。拡散制御液晶パネルは、特定方向に指向性を有する光のうち、所定方向に振動する直線偏光を拡散するレンズ形成状態と、光の指向性を維持して透過させる非レンズ形成状態とを切り替えることができる。レンズ形成状態では、液晶層に電圧を印加することによって微小な液晶レンズ部が複数形成される。
その他、液晶層にレンズを形成する種々の技術が知られている。

特開２００７−２６４３２１号公報 特開２００５−３１７８７９号公報 特表２００６−５１６７５３号公報 特表２００７−５３５６８６号公報 特表２００８−５２９０６４号公報

本実施形態の目的は、光の利用効率を向上することができる照明装置及び表示装置を提供することにある。

本実施形態によれば、
光を出射する光源部と、入射光を変調する変調部及び前記変調部に隣接する無変調部と、前記光源部と前記変調部及び前記変調部との間に位置するレンズと、を備える、照明装置が提供される。
本実施形態によれば、
表示パネルと、前記表示パネルを照明する照明装置と、を備え、前記照明装置は、前記表示パネルに向けて光を出射する光源部と、前記光源部と前記表示パネルとの間に位置するレンズと、前記レンズと前記表示パネルとの間に位置し入射光を変調する変調部及び前記変調部に隣接する無変調部と、を備える、表示装置が提供される。

図１は、本実施形態の表示装置ＤＳＰの一構成例を示す図である。 図２は、液晶素子ＬＤの構成例を示す断面図である。 図３は、液晶素子ＬＤの構成例を示す平面図である。 図４は、第１液晶層５３に形成されるレンズ５を説明するための図である。 図５は、図４に示したレンズ５の作用を説明するための図である。 図６は、変調素子ＭＤの構成例を示す断面図である。 図７は、変調素子ＭＤに形成される変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡを説明するための図である。 図８は、液晶素子ＬＤ及び変調素子ＭＤの作用を説明するための図である。 図９は、表示パネル１の基本構成及び等価回路を示す図である。 図１０は、図９に示した表示パネル１の一構成例を示す断面図である。 図１１は、表示装置ＤＳＰの第１実施例を示す図である。 図１２は、表示装置ＤＳＰの第２実施例を示す図である。 図１３は、表示装置ＤＳＰの第３実施例を示す図である。 図１４は、表示装置ＤＳＰの第４実施例を示す図である。 図１５は、表示装置ＤＳＰの第５実施例を示す図である。 図１６は、図１５に示した変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡと、非透過部ＮＴＡ及び透過部ＴＡとの位置関係の一例を示す平面図である。 図１７は、図１５に示した変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡと、非透過部ＮＴＡ及び透過部ＴＡとの位置関係の他の例を示す平面図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

図１は、本実施形態の表示装置ＤＳＰの一構成例を示す図である。なお、図中の第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚは、互いに直交しているが、９０度以外の角度で交差していてもよい。

表示装置ＤＳＰは、表示パネル１と、表示パネル１を照明する照明装置２と、制御部ＣＴと、を備えている。表示パネル１の詳細については後述するが、一例では、表示パネル１は、液晶表示パネルである。

照明装置２は、光源部３と、レンズ５を備えた液晶素子ＬＤと、変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡを備えた変調素子ＭＤとを備えている。光源部３は、表示パネル１に向けて光を出射する。光源部３の詳細については省略するが、例えば、光源部３は、表示パネル１の直下に配置された平板状の導光板及び導光板のエッジに沿って配置された光源を備えたエッジライト型であってもよいし、表示パネル１の直下に配置された光源を備えた直下型であってもよい。
液晶素子ＬＤ及び変調素子ＭＤは、第３方向Ｚに沿って対向している。複数の液晶分子によって形成されるレンズ５は、光源部３と表示パネル１との間、あるいは、光源部３と変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡとの間に位置している。変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡは、レンズ５と表示パネル１との間に位置している。光源部３、レンズ５、変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡ、及び、表示パネル１は、第３方向Ｚに沿ってこの順に並んでいる。
レンズ５は、光源部３から出射された光の一部を屈折する。複数のレンズ５は、例えば、第１方向Ｘに並んでいる。レンズ５の各々は、第１方向Ｘに幅Ｗ５を有し、第２方向Ｙに延出している。変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡが並ぶ方向は、複数のレンズ５が並ぶ方向と同一である。すなわち、複数の変調部ＭＡは、第１方向Ｘに間隔をおいて並んでいる。無変調部ＮＭＡは、変調部ＭＡに隣接している。図示した例では、変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡは、第１方向Ｘに沿って交互に並んでいる。変調部ＭＡは、無変調部ＮＭＡより小さい。一例では、変調部ＭＡの第１方向Ｘに沿った幅Ｗ１は、無変調部ＮＭＡの第１方向Ｘに沿った幅Ｗ２より小さい。変調部ＭＡの幅Ｗ１は、レンズ５の第１方向Ｘに沿った幅Ｗ３よりも小さい。例えば、幅Ｗ１は４〜５μｍであり、幅Ｗ３は５０〜６０μｍである。なお、変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡは、所定の位置に固定されてもよいし、それらの位置が可変されるように構成されてもよい。また、レンズ５は、所定の位置に固定されてもよいし、その位置が可変されるように構成されてもよい。
制御部ＣＴは、表示制御部ＤＣＴと、照明制御部ＩＣＴと、を備えている。表示制御部ＤＣＴは、表示パネル１を制御する。照明制御部ＩＣＴは、照明装置２を制御する。

次に、液晶素子ＬＤの構成例について説明する。
図２は、液晶素子ＬＤの構成例を示す断面図である。
液晶素子ＬＤは、第１基板５１と、第２基板５２と、複数の液晶分子からなる第１液晶層５３と、第１制御電極Ｅ１と、第２制御電極Ｅ２とを備えている。図示した例では、第１制御電極Ｅ１は第１基板５１に設けられ、第２制御電極Ｅ２は第２基板５２に設けられているが、第１制御電極Ｅ１及び第２制御電極Ｅ２がいずれも同一基板、つまり第１基板５１または第２基板５２に設けられてもよい。

第１基板５１は、透明な絶縁基板５１１と、第１制御電極Ｅ１と、配向膜５１２と、給電線５１３とを備えている。第１制御電極Ｅ１は、絶縁基板５１１と第１液晶層５３との間に位置している。複数の第１制御電極Ｅ１は、有効領域５０Ａにおいて、第１方向Ｘに間隔をおいて並んでいる。一例では、第１制御電極Ｅ１の第１方向Ｘに沿った幅は、隣り合う第１制御電極Ｅ１の第１方向Ｘに沿った間隔と同等以下である。配向膜５１２は、第１制御電極Ｅ１を覆い、第１液晶層５３に接触している。給電線５１３は、有効領域５０Ａの外側の非有効領域５０Ｂに位置している。

第２基板５２は、透明な絶縁基板５２１と、第２制御電極Ｅ２と、配向膜５２２とを備えている。第２制御電極Ｅ２は、絶縁基板５２１と第１液晶層５３との間に位置している。第２制御電極Ｅ２は、例えば、有効領域５０Ａの略全面に位置するとともに非有効領域５０Ｂにも延在した単一の平板電極である。第２制御電極Ｅ２は、有効領域５０Ａにおいて、第１液晶層５３を介して第１制御電極Ｅ１と対向している。第２制御電極Ｅ２は、非有効領域５０Ｂにおいて給電線５１３と対向している。配向膜５２２は、第２制御電極Ｅ２を覆い、第１液晶層５３に接触している。

絶縁基板５１１及び５２１は、例えばガラス基板または樹脂基板である。第１制御電極Ｅ１及び第２制御電極Ｅ２は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材料によって形成されている。配向膜５１２及び５２２は、例えば、水平配向膜であり、いずれも第１方向Ｘに沿って配向処理されている。
第１基板５１及び第２基板５２は、非有効領域５０Ｂにおいて、シール５４によって接着されている。シール５４は、導通材５５を備えている。導通材５５は、給電線５１３と第２制御電極Ｅ２との間に介在し、給電線５１３と第２制御電極Ｅ２とを電気的に接続している。

第１液晶層５３は、第１基板５１と第２基板５２との間に保持されている。第１液晶層５３は、例えば、正の誘電率異方性を有する液晶材料によって形成されている。第１制御電極Ｅ１及び第２制御電極Ｅ２は、第１液晶層５３にレンズ５を形成するための電圧を印加する。

照明制御部ＩＣＴは、第１液晶層５３に印加する電圧を制御する。照明制御部ＩＣＴは、第１制御電極Ｅ１及び第２制御電極Ｅ２にそれぞれ供給する電圧を制御することにより、第１液晶層５３にレンズ５を形成したモードと、第１液晶層５３にレンズを形成しないモードとを切り替えることができる。また、照明制御部ＩＣＴは、第１制御電極Ｅ１の各々に供給する電圧を制御することにより、レンズ５の形成位置を制御することができ、第１液晶層５３の第１位置にレンズ５を形成したモードと、第１液晶層５３の第１位置とは異なる第２位置にレンズ５を形成したモードとを切り替えることができる。また、照明制御部ＩＣＴは、第１制御電極Ｅ１の各々に供給する電圧を制御することにより、第１液晶層５３に第１形状のレンズ５を形成したモードと、第１液晶層５３に第１形状とは異なる第２形状のレンズ５を形成したモードとを切り替えることができる。また、照明制御部ＩＣＴは、第１制御電極Ｅ１の各々に供給する電圧を制御することにより、第１液晶層５３に第１サイズのレンズ５を形成したモードと、第１液晶層５３に第１サイズとは異なる第２サイズのレンズ５を形成したモードとを切り替えることができる。図示した例は、第１液晶層５３に複数個のレンズ５が形成された場合に相当するが、第１液晶層５３には単一のレンズ５が形成されてもよい。

図３は、液晶素子ＬＤの構成例を示す平面図である。図３の（ａ）は第１基板５１の平面図を示し、図３の（ｂ）は第２基板５２の平面図を示している。
図３の（ａ）に示す第１基板５１において、シール５４は、枠状に形成されている。複数の第１制御電極Ｅ１は、シール５４によって囲まれた内側に位置し、第１方向Ｘに間隔をおいて並んでいる。第１制御電極Ｅ１の各々は、例えば、第２方向Ｙに延出した帯状電極である。なお、第１制御電極Ｅ１は、第１方向Ｘに延出した帯状電極であってもよいし、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにそれぞれ並んだ島状電極であってもよい。島状電極の形状は、四角形や六角形などの多角形、あるいは、円形などである。給電線５１３は、シール５４と重なる位置において、第２方向Ｙに延出している。シール５４に含まれる導通材５５の少なくとも一部は、給電線５１３の上に重なっている。配線基板９は、第１基板５１に接続され、第１制御電極Ｅ１及び給電線５１３の各々と照明制御部ＩＣＴとを電気的に接続している。

図３の（ｂ）に示す第２基板５２において、第２制御電極Ｅ２は、四角形状に形成され、第２方向Ｙに沿って延出する端部Ｅ２Ｅを有している。端部Ｅ２Ｅは、給電線５１３及び導通材５５と重なっている。つまり、第２制御電極Ｅ２は、導通材５５及び給電線５１３を介して、照明制御部ＩＣＴと電気的に接続されている。

図４は、第１液晶層５３に形成されるレンズ５を説明するための図である。図４においては、説明に必要な構成のみを図示している。ここでは、２つの第１制御電極Ｅ１１及びＥ１２には同一の電圧が供給され、第２制御電極Ｅ２には第１制御電極Ｅ１１及びＥ１２とは異なる電圧が供給される場合について説明する。

一例では、第１液晶層５３は、上記の通り、正の誘電率異方性を有している。第１液晶層５３に含まれる液晶分子５３Ｍは、電界が形成されない状態ではその長軸が第１方向Ｘに沿うように初期配向しており、また、電界が形成された状態ではその長軸が電界に沿うように配向される。

一例では、第１制御電極Ｅ１１及びＥ１２には６Ｖの電圧が供給され、第２制御電極Ｅ２には０Ｖの電圧が供給される。第１制御電極Ｅ１１及びＥ１２の各々と第２制御電極Ｅ２とが対向する領域には、第３方向Ｚに沿った電界が形成されるため、液晶分子５３Ｍはその長軸が第３方向Ｚに沿うように配向する。第１制御電極Ｅ１１と第１制御電極Ｅ１２との間の領域には、第３方向Ｚに対して傾斜した電界が形成されるため、液晶分子５３Ｍはその長軸が第３方向Ｚに対して傾斜するように配向する。第１制御電極Ｅ１１と第１制御電極Ｅ１２との中間領域においては、ほとんど電界が形成されない、あるいは、第１方向Ｘに沿った電界が形成されるため、液晶分子５３Ｍはその長軸が第１方向Ｘに沿うように配向する。液晶分子５３Ｍは、屈折率異方性Δｎを有している。このため、第１液晶層５３は、液晶分子５３Ｍの配向状態に応じた屈折率分布を有する。あるいは、第１液晶層５３は、第１液晶層５３の第３方向Ｚに沿った厚さをｄとしたとき、Δｎ・ｄで表されるリタデーションの分布、または、位相分布を有する。なお、厚さｄは、一例では、１０μｍ〜１００μｍである。図中に点線で示したレンズ５は、このような屈折率分布、リタデーションの分布、または、位相分布によって形成されるものである。図示したレンズ５は、凸レンズとして機能する。

なお、本実施形態では、レンズ５を備える液晶素子ＬＤの一例として、基板主面に沿ってほぼ水平に初期配向する第１液晶層５３と、基板主面と交差する方向に沿った電界とを組み合わせた方式について説明したが、これに限らない。例えば、基板主面とほぼ垂直に初期配向する液晶層が組み合わされてもよいし、基板主面に沿った電界と組み合わせてもよく、液晶層に印加される電界に応じて屈折率分布を可変する方式であれば、レンズ５を備える液晶素子が実現できる。ここでの基板主面とは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙによって規定されるＸ−Ｙ平面である。

図５は、図４に示したレンズ５の作用を説明するための図である。
ここでは、光の進行方向が第３方向Ｚに沿う場合に、第１方向Ｘに沿った振動面を有する直線偏光を第１偏光ＰＯＬ１と称し、第２方向Ｙに沿った振動面を有する直線偏光を第２偏光ＰＯＬ２と称する。なお、光の進行方向は、図示した例では、第３方向Ｚを示す矢印と同じ向きの方向である。第１偏光ＰＯＬ１は図中に横ストライプパターンを有する矢印で示し、第２偏光ＰＯＬ２は図中に斜めストライプパターンを有する矢印で示している。光Ｌは、例えば、ランダムな振動面を有する自然光であり、絶縁基板５１１の外面５１１Ａから入射し、第１基板５１から第２基板５２に向かって進行するものとする。
レンズ５は、第１偏光ＰＯＬ１及び第２偏光ＰＯＬ２に対してそれぞれ異なる作用を有する。すなわち、レンズ５は、自然光Ｌのうち、第２偏光ＰＯＬ２をほとんど屈折することなく透過し、第１偏光ＰＯＬ１を屈折する。つまり、レンズ５は、主として第１偏光ＰＯＬ１に対して集束作用を発揮する。

次に、変調素子ＭＤの構成例について説明する。
図６は、変調素子ＭＤの構成例を示す断面図である。ここでは、変調素子ＭＤが液晶素子によって構成される場合について説明する。このような変調素子ＭＤは、照明制御部ＩＣＴによって制御される。
変調素子ＭＤは、第３基板６１と、第４基板６２と、第２液晶層６３と、第３制御電極Ｅ３と、第４制御電極Ｅ４と、を備えている。図示した例では、第３制御電極Ｅ３は第３基板６１に設けられ、第４制御電極Ｅ４は第４基板６２に設けられているが、第３制御電極Ｅ３及び第４制御電極Ｅ４がいずれも同一基板、つまり第３基板６１または第４基板６２に設けられてもよい。

第３基板６１は、透明な絶縁基板６１１と、第３制御電極Ｅ３と、配向膜６１２と、給電線６１３とを備えている。第３制御電極Ｅ３は、絶縁基板６１１と第２液晶層６３との間に位置している。複数の第３制御電極Ｅ３は、有効領域６０Ａにおいて、第１方向Ｘに間隔をおいて並んでいる。一例では、第３制御電極Ｅ３の第１方向Ｘに沿った幅は、隣り合う第３制御電極Ｅ３の第１方向Ｘに沿った間隔より大きい。配向膜６１２は、第３制御電極Ｅ３を覆い、第２液晶層６３に接触している。給電線６１３は、有効領域６０Ａの外側の非有効領域６０Ｂに位置している。

第４基板６２は、透明な絶縁基板６２１と、第４制御電極Ｅ４と、配向膜６２２とを備えている。第４制御電極Ｅ４は、絶縁基板６２１と第２液晶層６３との間に位置している。第４制御電極Ｅ４は、例えば、有効領域６０Ａの略全面に位置するとともに非有効領域６０Ｂにも延在した単一の平板電極である。第４制御電極Ｅ４は、有効領域６０Ａにおいて、第２液晶層６３を介して第３制御電極Ｅ３と対向している。第４制御電極Ｅ４は、非有効領域６０Ｂにおいて給電線６１３と対向している。配向膜６２２は、第４制御電極Ｅ４を覆い、第２液晶層６３に接触している。

絶縁基板６１１及び６２１は、例えばガラス基板または樹脂基板である。第３制御電極Ｅ３及び第４制御電極Ｅ４は、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電材料によって形成されている。第３制御電極Ｅ３は、図３に示した第１制御電極Ｅ１と同様に、第２方向Ｙに延出した帯状電極である。第４制御電極Ｅ４は、図３に示した第２制御電極Ｅ２と同様に、四角形状の平板電極である。配向膜６１２及び６２２は、例えば、水平配向膜である。一例では、配向膜６１２は第１方向Ｘに沿って配向処理され、配向膜６２２は第２方向Ｙに沿って配向処理されている。
第３基板６１及び第４基板６２は、非有効領域６０Ｂにおいて、シール６４によって接着されている。シール６４は、導通材６５を備えている。導通材６５は、給電線６１３と第４制御電極Ｅ４との間に介在し、給電線６１３と第４制御電極Ｅ４とを電気的に接続している。

第２液晶層６３は、第３基板６１と第４基板６２との間に保持されている。第２液晶層６３は、例えば、正の誘電率異方性を有する液晶材料によって形成されている。第３制御電極Ｅ３及び第４制御電極Ｅ４は、図１に示した変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡを形成するための電圧を第２液晶層６３に印加する。

照明制御部ＩＣＴは、第２液晶層６３に印加する電圧を制御する。照明制御部ＩＣＴは、第３制御電極Ｅ３及び第４制御電極Ｅ４にそれぞれ供給する電圧を制御することにより、第２液晶層６３に変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡを形成することができる。なお、第２液晶層６３に、変調部ＭＡのみを形成することもできるし、無変調部ＮＭＡのみを形成することもできる。また、照明制御部ＩＣＴは、第３制御電極Ｅ３の各々に供給する電圧を制御することにより、変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡの形成位置を制御することができる。また、照明制御部ＩＣＴは、第３制御電極Ｅ３の各々に供給する電圧を制御することにより、変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡの大きさを自在に制御することができる。

図７は、変調素子ＭＤに形成される変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡを説明するための図である。図７においては、説明に必要な構成のみを図示している。ここでは、第１方向Ｘに並んだ複数の第３制御電極Ｅ３１乃至Ｅ３５のうち、第３制御電極Ｅ３１、Ｅ３３、Ｅ３５には第４制御電極Ｅ４とは異なる電圧が供給される場合について説明する。

第２液晶層６３は、上記の通り、正の誘電率異方性を有している。第２液晶層６３に含まれる液晶分子６３Ｍは、電界が形成されない状態では９０°ツイスト配向している。つまり、第３制御電極Ｅ３１乃至Ｅ３５の近傍における液晶分子６３Ｍは、その長軸が第１方向Ｘに沿うように初期配向しており、第４制御電極Ｅ４の近傍における液晶分子６３Ｍは、その長軸が第２方向Ｙに沿うように初期配向している。また、液晶分子６３Ｍは、電界が形成された状態ではその長軸が電界に沿うように配向される。

一例として、第３制御電極Ｅ３１、Ｅ３３、Ｅ３５の電圧が６Ｖであり、第３制御電極Ｅ３２及びＥ３４と第４制御電極Ｅ４の電圧が０Ｖである場合について以下に述べる。第３制御電極Ｅ３１、Ｅ３３、Ｅ３５の各々と第４制御電極Ｅ４とが対向する領域には、第３方向Ｚに沿った電界が形成されるため、液晶分子６３Ｍはその長軸が第３方向Ｚに沿うように垂直配向している。第３制御電極Ｅ３２及びＥ３４の各々と第４制御電極Ｅ４とが対向する領域には、電界が形成されないため、液晶分子６３Ｍは、初期配向状態に維持され、ツイスト配向している。

ここで、変調素子ＭＤに第１偏光ＰＯＬ１が入射する場合を想定する。第３基板６１から入射する第１偏光ＰＯＬ１のうち、第３制御電極Ｅ３２と第４制御電極Ｅ４とが対向する領域に入射した第１偏光ＰＯＬ１は、ツイスト配向した液晶分子６３Ｍの影響を受けて、その偏光面が回転し、第２液晶層６３を透過した後に、第２方向Ｙに沿った振動面を有する第２偏光ＰＯＬ２に変換される。第３制御電極Ｅ３４と第４制御電極Ｅ４とが対向する領域についても同様に、透過光は、第２偏光ＰＯＬ２に変換される。一方で、第３制御電極Ｅ３３と第４制御電極Ｅ４とが対向する領域に入射した第１偏光ＰＯＬ１は、垂直配向した液晶分子６３Ｍの影響をほとんど受けず、その偏光面が維持され、第２液晶層６３を透過する。第３制御電極Ｅ３１及びＥ３５と第４制御電極Ｅ４とが対向する領域についても同様に、透過光は、第１偏光ＰＯＬ１である。
第３制御電極Ｅ３１、Ｅ３３、Ｅ３５の各々と第４制御電極Ｅ４とが対向する領域は、図１に示した無変調部ＮＭＡに相当し、第３制御電極Ｅ３２及びＥ３４の各々と第４制御電極Ｅ４とが対向する領域は、図１に示した変調部ＭＡに相当する。つまり、変調部ＭＡは、入射光に対して位相差を付与する機能を有し、例えば、入射光に約λ／２の位相差を付与する。ここで、λは、入射光の波長である。このような変調部ＭＡは、入射光が直線偏光である場合に、その偏光面を約９０°回転させる機能を有する。図示した例のように、変調部ＭＡは、第１偏光ＰＯＬ１を第２偏光ＰＯＬ２に変換する機能を有する。また、変調部ＭＡは、第２偏光ＰＯＬ２を第１偏光ＰＯＬ１に変換する機能を有する。無変調部ＮＭＡは、入射光をほとんど変調せずに透過する。

なお、本実施形態では、変調素子ＭＤの一例として、初期配向状態でツイスト配向する第２液晶層６３と、基板主面と交差する方向に沿った電界とを組み合わせた方式について説明したが、これに限らない。第２液晶層６３に印加される電圧に応じて入射光を変調する領域と、入射光を変調することなく透過する領域とが形成可能な方式であれば、上記の変調素子ＭＤに適用可能である。

ここに説明した例では、第３制御電極Ｅ３１乃至Ｅ３５の各々が第２方向Ｙに延出した帯状電極であるため、変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡは第２方向Ｙに延出した帯状に形成される。但し、第３制御電極Ｅ３は第１方向Ｘに延出した帯状電極であってもよく、この場合には変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡは第１方向Ｘに延出した帯状に形成される。また、第３制御電極Ｅ３はマトリクス状に配列されてもよく、この場合には変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡはドット状や帯状など自在な形状に形成可能となる。

次に、上記の液晶素子ＬＤ及び変調素子ＭＤを備えた照明装置２について説明する。
図８は、液晶素子ＬＤ及び変調素子ＭＤの作用を説明するための図である。第１基板５１は、光源部３と対向している。第２基板５２は、第３基板６１と対向している。第１液晶層５３に形成されるレンズ５は、変調素子ＭＤと対向している。変調素子ＭＤのうち、変調部ＭＡは、レンズ５によって光が集束される位置に配置されている。第１基板５１及び光源部３は離間していても良いし、接触していても良いし、他の部材が介在していても良い。第２基板５２及び第３基板６１は離間していても良いし、接触していても良いし、他の部材が介在していても良い。

光源部３から液晶素子ＬＤに入射する光のうち、第１偏光ＰＯＬ１は、図の左側に示すように、レンズ５によって集束され、変調素子ＭＤに入射する。第１偏光ＰＯＬ１は、そのほとんどすべてが変調部ＭＡに入射し、第２偏光ＰＯＬ２に変換される。つまり、液晶素子ＬＤに入射した第１偏光ＰＯＬ１は、第２偏光ＰＯＬ２に変換されて、変調素子ＭＤを透過する。
一方、光源部３から液晶素子ＬＤに入射する光のうち、第２偏光ＰＯＬ２は、図の右側に示すように、レンズ５によってほとんど集束されずに変調素子ＭＤに入射する。第２偏光ＰＯＬ２は、変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡに入射する。上記の通り、無変調部ＮＭＡは変調部ＭＡよりも大きいため、変調素子ＭＤに入射した光のうち、無変調部ＮＭＡに入射した光は、変調部ＭＡに入射した光よりも多い。つまり、変調素子ＭＤに入射した第２偏光ＰＯＬ２のほとんどは、無変調部ＮＭＡで変調されることなく偏光面を維持した状態で透過する。変調素子ＭＤに入射した第２偏光ＰＯＬ２の一部は、変調部ＭＡに入射し、第１偏光ＰＯＬ１に変換される。このように、液晶素子ＬＤに入射した第２偏光ＰＯＬ２は、そのほとんどが第２偏光ＰＯＬ２のまま変調素子ＭＤを透過する。

このような照明装置２によれば、液晶素子ＬＤに入射する光の偏光方向にかかわらず、変調素子ＭＤを透過した光の偏光方向を概ね揃えることが可能となる。つまり、照明装置２において、ランダムな振動面を有する自然光が液晶素子ＬＤ及び変調素子ＭＤに入射した際、一部の偏光成分（第１偏光）が吸収されることなく、所定の偏光成分（第２偏光）を増加させることができ、光の利用効率を向上することが可能となる。表示パネル１が液晶表示パネルである場合、偏光方向が揃った光は、表示パネル１の照明光として好適である。

上記の照明装置２において、液晶素子ＬＤの第１制御例について説明する。照明制御部ＩＣＴは、液晶素子ＬＤを制御して、光源部３からの光を変調部ＭＡに集束させるようにレンズ５を形成する。上記の通り、照明制御部ＩＣＴは、第１制御電極Ｅ１及び第２制御電極Ｅ２に供給する電圧を制御することにより、所望の形状のレンズ５を形成し、入射光の集束位置を自在に制御することができる。つまり、照明制御部ＩＣＴは、変調部ＭＡが集束位置となる所望の形状のレンズ５を形成するように、第１制御電極Ｅ１及び第２制御電極Ｅ２に供給する電圧を制御する。これにより、変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡの位置が固定されていたとしても、レンズ５による入射光の集束位置を変調部ＭＡの位置に一致させることができる。
次に、変調素子ＭＤの第２制御例について説明する。照明制御部ＩＣＴは、変調素子ＭＤを制御して、光源部３からの光がレンズ５によって集束される位置に変調部ＭＡを形成する。上記の通り、照明制御部ＩＣＴは、第３制御電極Ｅ３及び第４制御電極Ｅ４に供給する電圧を制御することにより、所望の位置に変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡを形成することができる。つまり、照明制御部ＩＣＴは、レンズ５による入射光の集束位置に変調部ＭＡを形成するように、第３制御電極Ｅ３及び第４制御電極Ｅ４に供給する電圧を制御する。これにより、レンズ５の形状が固定されていたとしても、レンズ５による入射光の集束位置を変調部ＭＡの位置に一致させることができる。

このような第１制御例及び第２制御例によれば、液晶素子ＬＤに入射した光のうち、主に第１偏光ＰＯＬ１を変調部ＭＡに集束させることができ、変調素子ＭＤを透過した光の偏光方向を概ね揃えることが可能となる。
また、第１制御例及び第２制御例は組み合わせてもよい。液晶素子ＬＤと変調素子ＭＤとを固定した際に、液晶素子ＬＤに対して変調素子ＭＤが第１方向Ｘに沿ってずれたとしても、第１制御例及び第２制御例の少なくとも１つを適用することにより、第１方向Ｘに沿った集束位置のずれを補正することができる。また、液晶素子ＬＤと変調素子ＭＤとの第３方向Ｚに沿った間隔にバラツキが生じたとしても、第１制御例を適用することにより、レンズ５の第３方向Ｚに沿った集束距離のバラツキを補正することができる。

次に、表示パネル１の構成例について説明する。
図９は、表示パネル１の基本構成及び等価回路を示す図である。
表示パネル１は、画像を表示する表示エリアＤＡと、表示エリアＤＡを囲む非表示エリアＮＤＡと、を備えている。表示エリアＤＡは、複数の画素ＰＸを備えている。ここで、画素とは、画素信号に応じて個別に制御することができる最小単位を示し、例えば、後述する走査線と信号線とが交差する位置に配置されたスイッチング素子を含む領域に存在する。複数の画素ＰＸは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配置されている。また、表示パネル１は、表示エリアＤＡにおいて、複数本の走査線（ゲート線ともいう）Ｇ（Ｇ１〜Ｇｎ）、複数本の信号線（データ配線あるいはソース線ともいう）Ｓ（Ｓ１〜Ｓｍ）、共通電極ＣＥなどを備えている。走査線Ｇは、各々第１方向Ｘに延出し、第２方向Ｙに並んでいる。信号線Ｓは、各々第２方向Ｙに延出し、第１方向Ｘに並んでいる。なお、走査線Ｇ及び信号線Ｓは、必ずしも直線的に延出していなくても良く、それらの一部が屈曲していてもよい。共通電極ＣＥは、複数の画素ＰＸに亘って配置されている。走査線Ｇは走査線駆動回路ＧＤに接続され、信号線Ｓは信号線駆動回路ＳＤに接続され、共通電極ＣＥは共通電極駆動回路ＣＤに接続されている。走査線駆動回路ＧＤ、信号線駆動回路ＳＤ、及び、共通電極駆動回路ＣＤは、表示制御部ＤＣＴによって制御される。
各画素ＰＸは、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＥ、第３液晶層ＬＣ等を備えている。スイッチング素子ＳＷは、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成され、走査線Ｇ及び信号線Ｓと電気的に接続されている。より具体的には、スイッチング素子ＳＷは、ゲート電極ＷＧ、ソース電極ＷＳ、及び、ドレイン電極ＷＤを備えている。ゲート電極ＷＧは、走査線Ｇと電気的に接続されている。図示した例では、信号線Ｓと電気的に接続された電極をソース電極ＷＳと称し、画素電極ＰＥと電気的に接続された電極をドレイン電極ＷＤと称する。走査線Ｇは、第１方向Ｘに並んだ画素ＰＸの各々におけるスイッチング素子ＳＷと接続されている。信号線Ｓは、第２方向Ｙに並んだ画素ＰＸの各々におけるスイッチング素子ＳＷと接続されている。
画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷに電気的に接続されている。共通電極ＣＥは、複数の画素電極ＰＥと対向している。これらの画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥは、第３液晶層ＬＣに電圧を印加する第１表示電極及び第２表示電極として機能する。画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥは、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電材料によって形成されている。保持容量ＣＳは、例えば、共通電極ＣＥと画素電極ＰＥとの間に形成される。
なお、ここでは表示パネル１の詳細な構成については説明を省略するが、表示パネル１は、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＰＤＬＣ（Polymer Dispersed Liquid Crystal）モード、ＯＣＢ（Optically Compensated Bend）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード、ＶＡ（Vertical Aligned）モード、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モード、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モードなどの各種モードのいずれかに対応した構成を有している。また、各画素ＰＸがアクティブ方式で駆動される場合について説明したが、各画素ＰＸがパッシブ方式で駆動されてもよい。

図１０は、図９に示した表示パネル１の一構成例を示す断面図である。ここでは、横電界を利用する表示モードの一つであるＦＦＳモードを適用した表示パネル１の断面構造について簡単に説明する。図示した例では、表示パネル１は、表示エリアＤＡに、赤色を表示する赤画素ＰＸＲ、緑色を表示する緑画素ＰＸＧ、及び、青色を表示する青画素ＰＸＢを備えているが、その他の色を表示する画素を含んでいてもよい。例えば、表示パネル１の透過率を向上する観点では、表示パネル１は、白色を表示する画素または透明の画素を含んでいることが望ましい。

表示パネル１は、第５基板ＳＵＢ１と、第６基板ＳＵＢ２と、第３液晶層ＬＣとを備えている。
第５基板ＳＵＢ１は、第１絶縁基板１００、第１絶縁膜１１０、共通電極ＣＥ、第２絶縁膜１２０、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３、第１配向膜ＡＬ１などを備えている。共通電極ＣＥは、赤画素ＰＸＲ、緑画素ＰＸＧ、及び、青画素ＰＸＢに亘って延在している。赤画素ＰＸＲの画素電極ＰＥ１、緑画素ＰＸＧの画素電極ＰＥ２、青画素ＰＸＢの画素電極ＰＥ３のそれぞれは、共通電極ＣＥと対向し、それぞれスリットＳＬＡを有している。図示した例では、共通電極ＣＥは第１絶縁膜１１０と第２絶縁膜１２０との間に位置し、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３は第２絶縁膜１２０と第１配向膜ＡＬ１との間に位置している。なお、画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３が第１絶縁膜１１０と第２絶縁膜１２０との間に位置し、共通電極ＣＥが第２絶縁膜１２０と第１配向膜ＡＬ１との間に位置していても良い。この場合、スリットＳＬＡは、共通電極ＣＥに形成される。
第６基板ＳＵＢ２は、第２絶縁基板２００、遮光層ＢＭ、カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢ、オーバーコート層ＯＣ、第２配向膜ＡＬ２などを備えている。カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢは、それぞれ第３液晶層ＬＣを挟んで画素電極ＰＥ１乃至ＰＥ３と対向している。カラーフィルタＣＦＲは赤色のカラーフィルタであり、カラーフィルタＣＦＧは緑色のカラーフィルタであり、カラーフィルタＣＦＢは青色のカラーフィルタである。なお、図示した例では、カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢは、第６基板ＳＵＢ２に形成されたが、第５基板ＳＵＢ１に形成されても良い。遮光層ＢＭは、隣接するカラーフィルタ間に位置しているが、表示パネル１の透過率を向上する観点で省略してもよい。カラー表示が不要の場合には、カラーフィルタは省略される。
第３液晶層ＬＣは、第５基板ＳＵＢ１と第６基板ＳＵＢ２との間に保持され、第１配向膜ＡＬ１と第２配向膜ＡＬ２との間に封入されている。一例では、第３液晶層ＬＣの厚さは２乃至４μｍ程度である。第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２は、水平配向膜である。
画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成されていないオフ状態では、液晶層ＬＣに含まれる液晶分子ＬＭは、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２の配向規制力により、Ｘ−Ｙ平面と略平行な方向に初期配向している。画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成されたオン状態では、液晶分子ＬＭは、Ｘ−Ｙ平面内において、初期配向方向とは異なる方向に配向する。

次に、表示装置ＤＳＰの実施例について説明する。

図１１は、表示装置ＤＳＰの第１実施例を示す図である。すなわち、表示装置ＤＳＰは、表示パネル１と、照明装置２とを備えている。照明装置２は、光源部３と、レンズ５を形成可能な液晶素子ＬＤと、変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡを形成可能な変調素子ＭＤと、を備えている。液晶素子ＬＤの構成については、図２乃至図５を参照して説明した通りである。変調素子ＭＤの構成については、図６及び図７を参照して説明した通りである。表示パネル１の構成については、図９及び図１０を参照して説明した通りである。表示パネル１は、さらに、光学素子ＯＤ１及びＯＤ２を備えている。光学素子ＯＤ１は、偏光板ＰＬ１を含み、偏光板ＰＬ１は、第２偏光ＰＯＬ２を透過する透過軸Ｔ１を有している。光学素子ＯＤ１は、第５基板ＳＵＢ１に設けられている。光学素子ＯＤ１は、変調素子ＭＤと接触していてもよい。光学素子ＯＤ２は、偏光板ＰＬ２を含み、偏光板ＰＬ２は、第１偏光ＰＯＬ１を透過する透過軸Ｔ２を有している。光学素子ＯＤ２は、第１偏光ＰＯＬ１を透過する第１光学素子に相当する。光学素子ＯＤ１は、第２偏光ＰＯＬ２を透過する第２光学素子に相当する。

光源部３は、第３方向Ｚに沿って平行な平行光を出射することが望ましい。光源部３から出射された光Ｌは、第１偏光ＰＯＬ１及び第２偏光ＰＯＬ２を含む。光Ｌは、まず、液晶素子ＬＤに入射する。液晶素子ＬＤに備えられるレンズ５は、図８を参照して説明したように、第１偏光ＰＯＬ１を屈折する作用を有している。このため、液晶素子ＬＤに入射した光のうち、第１偏光ＰＯＬ１は集束される一方で、第２偏光ＰＯＬ２は集束されない。液晶素子ＬＤを透過した第１偏光ＰＯＬ１は、変調部ＭＡに集束された後、第２偏光ＰＯＬ２に変換される。液晶素子ＬＤを透過した第２偏光ＰＯＬ２のうち、無変調部ＮＭＡを透過した第２偏光ＰＯＬ２は第２偏光ＰＯＬ２のまま維持され、変調部ＭＡを透過した第２偏光ＰＯＬ２は第１偏光ＰＯＬ２に変換される。変調素子ＭＤを透過した光のほとんどは、第２偏光ＰＯＬ２である。表示パネル１に入射した第２偏光ＰＯＬ２は、光学素子ＯＤ１においてほとんど吸収されることなく透過する。液晶層ＬＣに入射した第２偏光ＰＯＬ２は、選択的に光学素子ＯＤ２を透過する。これにより、画像が表示される。なお、変調素子ＭＤを透過した第１偏光ＰＯＬ１は、光学素子ＯＤ１において吸収され、表示には寄与しない。

上述した表示装置ＤＳＰによれば、照明装置２は、光源部３から出射された光のうち、第１偏光ＰＯＬ１を第２偏光ＰＯＬ２に変換し、第２偏光ＰＯＬ２のほとんどを透過する。光学素子ＯＤ１は第２偏光ＰＯＬ２を透過する透過軸Ｔ１を有しているため、表示パネル１は光学素子ＯＤ１を透過した第２偏光ＰＯＬ２によって照明される。したがって、表示装置ＤＳＰに入射する光のうち、光学素子ＯＤ１を透過する成分（第２偏光ＰＯＬ２）を増加させることができる。これにより、光の利用効率を向上することができる。また、表示パネル１を照明する光が増加し、表示パネル１の透過率を向上することができる。また、光の利用効率が向上するため、照明装置２の消費電力を低減することができるとともに、光源数を削減することができる。

図１２は、表示装置ＤＳＰの第２実施例を示す図である。図１２に示した第２実施例は、図１１に示した第１実施例と比較して、変調素子ＭＤが部分的に位相差を有する位相差フィルムによって構成されている点で相違している。このような変調素子ＭＤは、第２基板５２に接着されていてもよいし、光学素子ＯＤ１に接着されていてもよい。あるいは、変調素子ＭＤのうち、変調部ＭＡのみが第２基板５２の上面５２Ｔに形成されていてもよいし、変調部ＭＡのみが光学素子ＯＤ１の下面ＯＤＢに形成されていてもよい。
このような表示装置ＤＳＰにおいても、第１実施例と同様の効果が得られる。加えて、変調素子ＭＤが薄型化されるため、表示装置ＤＳＰを薄型化することができる。

図１３は、表示装置ＤＳＰの第３実施例を示す図である。図１３に示した第３実施例は、図１２に示した第２実施例と比較して、液晶素子ＬＤが位相差レンズフィルムによって構成されている点で相違している。この位相差レンズフィルムは、例えば、液晶材料を所定の配向状態で硬化させることで得られる。このような位相差レンズフィルムに形成されるレンズ５は、例えば、図５を参照して説明したレンズ５と同様に、第１偏光ＰＯＬ１に対して集束作用を発揮し、第２偏光ＰＯＬ２に対しては集束作用をほとんど発揮しないものである。このような液晶素子ＬＤは、光源部３に接着されていてもよいし、変調素子ＭＤに接着されていてもよい。
このような表示装置ＤＳＰにおいても、第２実施例と同様の効果が得られる。加えて、液晶素子ＬＤが薄型化されるため、表示装置ＤＳＰをさらに薄型化することができる。

図１４は、表示装置ＤＳＰの第４実施例を示す図である。図１４に示した第４実施例は、図１１に示した第１実施例と比較して、液晶素子ＬＤが位相差レンズフィルムによって構成されている点で相違している。このような液晶素子ＬＤは、光源部３に接着されていてもよいし、第３基板６１に接着されていてもよい。
このような表示装置ＤＳＰにおいても、第１実施例と同様の効果が得られる。加えて、液晶素子ＬＤが薄型化されるため、表示装置ＤＳＰを薄型化することができる。

図１５は、表示装置ＤＳＰの第５実施例を示す図である。図１５に示した第５実施例は、図１１に示した第１実施例と比較して、表示パネル１が光学素子ＯＤ１を備えず、変調部ＭＡと重なる位置に非透過部ＮＴＡを有し、無変調部ＮＭＡと重なる位置に透過部ＴＡを有する点で相違している。一例では、変調素子ＭＤは、第５基板ＳＵＢ１に接着されている。つまり、変調素子ＭＤは、図１０に示した第５基板ＳＵＢ１の第１絶縁基板１００と、偏光板等の光学素子を介さずに直接接着されている。
非透過部ＮＴＡは、非光透過性の材料によって形成された部分に相当する。例えば、非透過部ＮＴＡは、第５基板ＳＵＢ１における走査線Ｇ、信号線Ｓ、スイッチング素子ＳＷなどの配線部が配置された部分に相当し、あるいは、第６基板ＳＵＢ２における遮光層ＢＭが配置された部分に相当する。
図示したように、変調素子ＭＤを透過した光は、そのほとんどが第２偏光ＰＯＬ２であるが、わずかに第１偏光ＰＯＬ１も含んでいる。第５基板ＳＵＢ１と変調素子ＭＤとの間の光学素子を省略した本実施例の場合、第２偏光ＰＯＬ２のみならず、第１偏光ＰＯＬ１も第５基板ＳＵＢ１に入射する。しかしながら、第１偏光ＰＯＬ１を透過する変調部ＭＡと重なる位置には、非透過部ＮＴＡが配置されているため、第１偏光ＰＯＬ１は表示に寄与しない。したがって、第１偏光ＰＯＬ１と第２偏光ＰＯＬ２とが混在することに起因した、表示品位の劣化を抑制することができる。

図１６は、図１５に示した変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡと、非透過部ＮＴＡ及び透過部ＴＡとの位置関係の一例を示す平面図である。
遮光層ＢＭは、平面視で、それぞれ第１方向Ｘに延出した走査線Ｇ１及びＧ２、及び、それぞれ第２方向Ｙに延出した信号線Ｓ１及びＳ２と重なっている。透過部ＴＡは、遮光層ＢＭで囲まれた内側の領域に相当し、図中に右下がりの斜線で示した領域に相当する。画素電極ＰＥは、透過部ＴＡに配置されている。図示した例では、非透過部ＮＴＡは、遮光層ＢＭのうち、第１方向Ｘに延出した第１部分ＢＭＸ、あるいは、走査線Ｇ１及びＧ２と重なる領域に相当する。
変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡは、それぞれ第１方向Ｘに延出している。変調部ＭＡは、平面視で、遮光層ＢＭの第１部分ＢＭＸあるいは走査線Ｇ１及びＧ２と重なっている。無変調部ＮＭＡは、透過部ＴＡと重なっている。したがって、変調部ＭＡを透過した第１偏光ＰＯＬ１は、第１部分ＢＭＸあるいは走査線Ｇ１及びＧ２によって遮光される。このため、第１偏光ＰＯＬ１が表示パネル１を透過することに起因したコントラスト比の低下を抑制することができる。

図１７は、図１５に示した変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡと、非透過部ＮＴＡ及び透過部ＴＡとの位置関係の他の例を示す平面図である。図示した例では、非透過部ＮＴＡは、遮光層ＢＭのうち、第２方向Ｙに延出した第２部分ＢＭＹ、あるいは、信号線Ｓ１及びＳ２と重なる領域に相当する。
変調部ＭＡ及び無変調部ＮＭＡは、それぞれ第２方向Ｙに延出している。変調部ＭＡは、平面視で、遮光層ＢＭの第２部分ＢＭＹあるいは信号線Ｓ１及びＳ２と重なっている。無変調部ＮＭＡは、透過部ＴＡと重なっている。したがって、変調部ＭＡを透過した第１偏光ＰＯＬ１は、第２部分ＢＭＹあるいは信号線Ｓ１及びＳ２によって遮光される。このため、第１偏光ＰＯＬ１が表示パネル１を透過することに起因したコントラスト比の低下を抑制することができる。

このような第５実施例の表示装置ＤＳＰにおいても、第１実施例と同様の効果が得られる。加えて、表示パネル１が薄型化されるため、表示装置ＤＳＰを薄型化することができる。なお、上記の第５実施例は、第２実施例で説明した位相差フィルムからなる変調素子ＭＤが組み合わされてもよいし、第３実施例で説明した位相差レンズフィルムからなる液晶素子ＬＤが組み合わされてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、光の利用効率を向上することができる照明装置及び表示装置を提供することができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

ＤＳＰ…表示装置 １…表示パネル ２…照明装置 ３…光源部
ＬＤ…液晶素子 ５１…第１基板 ５２…第２基板 ５３…第１液晶層
Ｅ１…第１制御電極 Ｅ２…第２制御電極 ５…レンズ
ＭＤ…変調素子 ６１…第３基板 ６２…第４基板 ６３…第２液晶層
Ｅ３…第３制御電極 Ｅ４…第４制御電極 ＭＡ…変調部 ＮＭＡ…無変調部
ＳＵＢ１…第５基板 ＳＵＢ２…第６基板 ＬＣ…第３液晶層
ＰＥ…画素電極（第１表示電極） ＣＥ…共通電極（第２表示電極）
ＣＴ…制御部 ＩＣＴ…照明制御部 ＤＣＴ…表示制御部

Claims (10)

1. 光を出射する光源部と、
   入射光を変調する変調部及び前記変調部に隣接する無変調部と、
   前記光源部と前記変調部及び前記変調部との間に位置するレンズと、
   を備える、照明装置。
2. さらに、前記レンズを備える液晶素子を備え、
   前記液晶素子は、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された第１液晶層と、前記第１液晶層に前記レンズを形成するための電圧を印加する第１制御電極及び第２制御電極と、を備える、請求項１に記載の照明装置。
3. さらに、前記変調部及び前記無変調部を備える変調素子を備え、
   前記変調素子は、第３基板と、第４基板と、前記第３基板と前記第４基板との間に保持された第２液晶層と、前記第２液晶層に前記変調部及び前記無変調部を形成するための電圧を印加する第３制御電極及び第４制御電極と、を備える、請求項１または２に記載の照明装置。
4. 表示パネルと、
   前記表示パネルを照明する照明装置と、を備え、
   前記照明装置は、前記表示パネルに向けて光を出射する光源部と、前記光源部と前記表示パネルとの間に位置するレンズと、前記レンズと前記表示パネルとの間に位置し入射光を変調する変調部及び前記変調部に隣接する無変調部と、を備える、表示装置。
5. さらに、前記レンズを備える液晶素子を備え、
   前記液晶素子は、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された第１液晶層と、前記第１液晶層に前記レンズを形成するための電圧を印加する第１制御電極及び第２制御電極と、を備える、請求項４に記載の表示装置。
6. さらに、前記変調部及び前記無変調部を備える変調素子を備え、
   前記変調素子は、第３基板と、第４基板と、前記第３基板と前記第４基板との間に保持された第２液晶層と、前記第２液晶層に前記変調部及び前記無変調部を形成するための電圧を印加する第３制御電極及び第４制御電極と、を備える、請求項４または５に記載の表示装置。
7. 前記表示パネルは、前記照明装置と対向する第５基板と、第６基板と、前記第５基板と前記第６基板との間に保持された第３液晶層と、前記第３液晶層に電圧を印加する第１表示電極及び第２表示電極と、前記第６基板に設けられ第１偏光を透過する第１光学素子と、を備える、請求項４乃至６のいずれか１項に記載の表示装置。
8. さらに、前記第５基板に設けられ、前記第１偏光と交差する第２偏光を透過する第２光学素子を備える、請求項７に記載の表示装置。
9. 前記表示パネルは、前記変調部と重なる位置に非透過部を有し、前記無変調部と重なる位置に透過部を有する、請求項７に記載の表示装置。
10. 前記変調部は、前記無変調部より小さい、請求項４乃至９のいずれか１項に記載の表示装置。

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