JP4980272B2 - バックライト装置及びそれを用いた表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に適したバックライト装置に関し、特に、入力映像信号により輝度変調が可能な照明光源システムと、そのＲ、Ｇ、Ｂ等のカラー出力光を、所定の水平走査ラインを構成する画素に出力・照射し、線順次走査等によりＬＣＤ表示装置等を照明するためのバックライト装置に関する。

近年、種々の表示装置において、ＬＣＤ型のディスプレイが盛んに用いられている。大画面のＬＣＤ表示装置では、そのバックライトとして、直径２〜３ｍｍ程度の極細の蛍光管を例えば数十本程度並べたものや、ＬＥＤを例えば数千個並べたものなどが使用されている。以下に、このような表示装置のバックライト装置について説明する。
（１）蛍光管を用いたバックライト装置の原理は、約２０ｋＶ程度の高圧パルス放電により発生した紫外線が管内の蛍光体に衝突し、白色の可視光に変換される物理化学現象を利用したものであり、バックライト光源は常時点灯している。特に、黒表示においてはＬＣＤへの光漏れがあり、コントラスト低下の一因になっている。また、コントラスト低下防止のために、画面上の領域毎に蛍光管の明るさを調整するなどの工夫もあり、これも実用化されている。
（２）ＬＥＤバックイライトの原理は、ＲＧＢのＬＥＤ光を合成し白色光を生成するもので、常時点灯タイプの他に、動きの早い画像の横尾引き対策として、点灯制御するもの等が実用化されている。いずれの場合も、各ＬＥＤ素子の明るさを常時監視し、安定した色温度と面ムラの管理・調整とが行われているが、この管理・調整が極めて重要な課題となっていることは周知である。
（３）光出射方向を、光スイッチ機能部を用いて、入射方向に対して９０度だけ曲げる方法を用いた技術として、例えば、下記の特許文献２に記載の技術がある。

特許文献２の光スイッチ機能部は、図８に示すように、光路中に光線方向変更部材２０１を有しており、この光線方向変更部材２０１は、金属材料、高分子材料、無機材料などの導電性を有する材料であって湾曲可能な膜や薄膜を利用することができる。光線方向変更部材２０１としては、例えば、ＴｉＮｉの薄膜を使用し、薄膜の厚さを４μｍとしているものがある。薄膜の少なくとも片面を鏡面にして反射部とする。ＴｉＮｉ合金の薄膜は耐食性を有し、軟らかく、塑性変形を受け難い超弾性を有する。ＴｉＮｉ合金の薄膜は、形状記憶合金として機能するため、湾曲の状態を記憶でき、停電時にもそれまでの状態を保持できる。

一方、引付部２０４（３，４）・２０５（５，６）は、上記、光線方向変更部材２０１を引き付けることができるものである。例えば、２つの引付部２０４（３，４）・２０５（５，６）を対向して配置し、２つの引付部２０４（３，４）・２０５（５，６）間に画定される空間内に上記の光線方向変更部材２０１を配置する。引付部２０４（３，４）・２０５（５，６）は、光線方向変更部材２０１を引き付ける引付手段（アクチュエータ：３〜６）を備えている。

この引付手段３〜６は、光線方向変更部材２０１を引き付けることができるものであればよく、例えば、電場、磁場、空気などの手段を利用して引きつけることができる。引付手段３〜６が電場を利用する場合に、一対の各引付部２０４・２０５に光線方向変更部材２０１の長手方向に沿って多数の電極Ｄを並べて配置する。

例えば、多数の平行な電極Ｄは、入射光線の方向に沿って並べる。電極Ｄの個数に関する密度に依存して、光線方向変更部材２０１の湾曲部（傾斜部）の最小移動距離が決まる。電極Ｄに電圧、例えば５００Ｖ（上記ＴｉＮｉ合金の薄膜を用い、引付部間の距離１ｍｍとした場合の例）を印加し、光線方向変更部材２０１をアースするにより、光線方向変更部材２０１に静電引力が発生し、光線方向変更部材２０１を電気的に電極Ｄに吸引することができる。電極Ｄを使用する場合に、電極Ｄと光線方向変更部材２０１との間を絶縁するために非接触層（絶縁層）９を、電極Ｄと光線方向変更部材２０１との間に配置する。また、吸引手段３〜６と光線方向変更部材２０１との直接の接触が好ましくない場合も、これらの間に非接触層を配置するのが良い。吸引に空気を使用する場合には、引付部２０４・２０５に、光線方向変更部材２０１を吸引するための吸引器を配列すれば、光線方向変更部材２０１を引付部２０４・２０５に吸引することができる。

その他、磁場を利用する場合には、例えば光線方向変更部材２０１又は引付部２０４・２０５の少なくとも一方に、磁石或いは他の磁性体を取り付ける方法を用いても良い。その場合には、磁石或いは他の磁性体を吸引するため又は離すために、電磁誘導を発生させるための装置を配置するのが好ましい。電磁誘導を発生するための装置は、例えば引付部２０４・２０５に取り付けると良いが、必要に応じて光線方向変更部材２０１に又は、それと引付部２０４・２０５との両方に取り付けても良い。少なくとも一方に磁石を取り付け、他方に磁石或いは他の磁性体を取り付けると、自己保持機能を持たせることができ、例えば、通電などの外部エネルギーを与えることなく前の状態を保持することができる。自己保持機能が不要であれば、一方に磁石以外の磁性体を取り付け、他方に電磁誘導を発生する装置を取り付ければ良い。

引付部２０４・２０５は、光線が通過する個所に光線が透過できる透過部を形成する。透過部は、例えばＩＴＯやガラスなどの透明部材を使用でき、また、引付部２０４・２０５に光線が通過できる空間を提供することができる。これにより、所望の箇所から光を出射させることができる。

また、特許文献１に記載の表示装置は、以下のように構成されている。すなわち、表示装置において、光透過散乱型パネルは、表面基板と、表面基板とある間隔を開けて対向配置される背面基板と、表面基板と背面基板との間に設けられる封止材と、により画定される空間内に光透過散乱型液晶を注入し収容した光透過散乱型LCDパネルと、封止材を貫通する開口部と、開口部に対して信号光を入射できる位置に水平画素数分だけ配置された多数の信号光源と、を有している。これらの信号光源からの偏光光を、印加電圧により、光を透過、散乱、反射させる切替を行うことができる液晶素子により、効率良く画素表示させることができる。

特開２００７−１８３５５９号公報 特開２００４−２４０３０８号公報

図２０は、従来のＬＣＤ用バックライト装置の一構成例を示す断面図であり、図２０に示すように、反射板付き蛍光管ユニットの上に図示しない輝度向上フィルムと拡散板を配置したものが一般的である。その上に偏光板を貼合したカラーフィルタ内蔵の多数の画素を含むＬＣＤパネルが配置される。蛍光管からの光は、上記の構造を透過し、ＬＣＤに入力された映像信号強度により輝度変調され、ＬＣＤパネル面から出力されるようになっている。

この構造によれば、映像信号が黒レベルの場合においてもバックライトは常時点灯しているため、ＬＣＤパネルからの光漏れに起因する表示のコントラスト低下の一因になっている。このことは周知である。

また、動きの早い映像に対しては、ＬＣＤのレスポンス不足により横尾引きと言う残像現象が現れることも周知である。

また、ＬＣＤに入射するバックライト光は、散乱光のため、殆ど透過せずに途中で反射・迷光し、トータル光効率が３〜４％程度という低効率であることも知られている。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、コントラスト性能を向上し、動きの早い映像にも輝度制御がしやすく、高効率なバックライト装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、１台で２枚のＬＣＤパネルにバックライト機能を提供することを目的とする。

本発明の一観点によれば、第１の基板と、該第１の基板とある距離だけ離されて対向配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の２次元平面において行列状に設けられた画素により表示のための照射光を出射するバックライト装置であって、前記第１の基板は、前記第２の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第２の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第１の複数の電極と、該電極の前記第２の基板側に設けられた第１の絶縁体膜と、を有し、前記第２の基板は、前記第１の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第１の複数の電極との電極対を形成する第２の複数の電極と、前記第２の複数の電極の前記第１の基板側に設けられた第２の絶縁体膜と、を有し、
前記光ガイド機構は、前記第１の基板と前記第２の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ設けられた前記第１及び第２の複数の電極と同じ方向に延在し、前記第１及び第２の複数の電極に印加する電圧によって前記第１の絶縁体膜面に面接触する第１の領域と、前記第２の絶縁体膜面に面接触する第２の領域と、前記第１の領域と第２の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第１の基板側の面に多数の第１の回折格子を設けることにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、入力映像信号に基づいて前記第１の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより、透過画素の位置を列方向に画素領域を動かすことができる第１の電圧制御機構と、前記第１の複数の電極と前記複数の第２の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第２の電圧制御機構と、前記光ガイド機構である前記第１の基板と前記第２の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第１の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、該光源からの偏光光を、前記第１の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの透過画素領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第１の電圧制御機構と前記第２の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とするバックライト装置が提供される。

この構成によれば、第１の回折格子により、傾斜面で反射する光を０次反射させるとともに、傾斜面よりも入射側の前記第２の基板面上においても、入射光をガイドする過程で０次反射させることで、光の導入過程における利用効率を高めることができる。

また、第１の基板と、該第１の基板とある距離だけ離されて対向配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の２次元平面において行列状に設けられた画素により表示のための照射光を出射するバックライト装置であって、前記第１の基板は、前記第２の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第２の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第１の複数の電極と、該電極の前記第２の基板側に設けられた第１の絶縁体膜と、を有し、前記第２の基板は、前記第１の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第１の複数の電極との電極対を形成する第２の複数の電極と、前記第２の複数の電極の前記第１の基板側に設けられた第２の絶縁体膜と、を有し、前記光ガイド機構は、前記第１の基板と前記第２の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ設けられた前記第１及び第２の複数の電極と同じ方向に延在し、前記第１及び第２の複数の電極に印加する電圧によって前記第１の絶縁体膜面に面接触する第１の領域と、前記第２の絶縁体膜面に面接触する第２の領域と、前記第１の領域と第２の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有することにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極とを有し、入力映像信号に基づいて前記第１の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより液晶の配向を位置により制御し、列方向に透過画素の位置と第２の回折格子を形成する位置とを動かすことができる第１の電圧制御機構と、前記第１の複数の電極と前記複数の第２の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第２の電圧制御機構と、前記光ガイド機構である前記第１の基板と前記第２の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第１の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、該光源からの偏光光を、前記第１の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの透過領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第１の電圧制御機構と前記第２の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とするバックライト装置が提供される。第２の回折格子により、傾斜面よりも入射側の前記第１の基板面上において入射光をガイドする過程で０次反射させることで、光の導入過程における利用効率を高めることができる。

また、第１の基板と、該第１の基板とある距離だけ離されて対向配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の２次元平面において行列状に設けられた画素により表示のための照射光を出射するバックライト装置であって、前記第１の基板は、前記第２の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第２の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第１の複数の電極と、該電極の前記第２の基板側に設けられた第１の絶縁体膜と、を有し、前記第２の基板は、前記第１の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第１の複数の電極との電極対を形成する第２の複数の電極と、前記第２の複数の電極の前記第１の基板側に設けられた第２の絶縁体膜と、を有し、前記光ガイド機構は、前記第１の基板と前記第２の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ設けられた前記第１及び第２の複数の電極と同じ方向に延在し、前記第１及び第２の複数の電極に印加する電圧によって前記第１の絶縁体膜面に面接触する第１の領域と、前記第２の絶縁体膜面に面接触する第２の領域と、前記第１の領域と第２の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第１の基板側の面に多数の第１の回折格子を設けることにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、入力映像信号に基づいて前記第１の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより液晶の配向を位置により制御し、列方向に透過画素の位置と第２の回折格子を形成する位置とを動かすことができる第１の電圧制御機構と、前記第１の複数の電極と前記複数の第２の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第２の電圧制御機構と、前記光ガイド機構である前記第１の基板と前記第２の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第１の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、該光源からの偏光光を、前記第１の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの透過領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第１の電圧制御機構と前記第２の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とするバックライト装置が提供される。

前記第１の回折格子と前記第２の回折格子とにより、光のガイド過程と反射時とにおける光の利用効率を高めることができる。

前記第１の電圧制御機構は、前記薄膜状電極と前記光透過散乱型液晶基板とにより画定される複数のストライプ状の液晶層内のそれぞれにおける複数の電気光学特性を得るように、前記複数の電極に印加される電圧のオン/オフ制御する。前記光源システムから前記第１の方向に導入された光の偏光方向を制御し、前記光透過散乱型液晶基板内の電極間における電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の散乱に基づいて所定の画素から前記光を出射させる。前記第２の電圧制御機構は、前記薄膜状電極を駆動し、前記光源システムから前記第１の方向に導入された偏光光の方向を制御し、前記光透過散乱型液晶の画素に入力させる。

尚、前記光源システムの出力光がｓ偏光の場合に、前記出力光の偏光軸と前記光透過散乱型液晶の偏光軸が入射面に対し垂直の位置にあり、かつ、前記出力光が前記液晶の長軸に対し平行になるように配置することにより、前記光源からの光が前記第１の基板と第２の基板との間を伝搬して行く。前記光源システムの出力光がｐ偏光の場合に、前記出力光の偏光軸と前記光透過散乱型液晶の偏光軸が入射面に対し平行の位置にあり、かつ、前記出力光が前記液晶の長軸に対して平行または所定の角度で反射するように配置することにより、前記光源からの光が前記第１の基板と第２の基板との間を伝搬して行く。所定の角度で反射するとは、好ましくは、全反射する臨界角より基板との成す角度が小さいことが好ましいが、多少の透過は許容できる。

前記薄膜状電極と前記第１の基板及び前記第２の基板に配置された前記第１の複数電極及び第２の複数電極の間のそれぞれの絶縁体膜を介してのそれぞれの印加電圧により、前記薄膜状電極を所定の角度で傾斜させ、かつ、それぞれ前記第１の複数電極及び第２の複数電極に対する電圧を印加する位置を可変することにより、前記薄膜状電極の前記傾斜部の位置を調整することができる。前記光源の光束を、矩形かつ扁平に変換し、ｐ偏光又はｓ偏光に片偏光化する機構を有するものである。

本発明は、前記バックライト装置と、該バックライト装置の前記第１の基板側の上方に配置され画素毎にシャッタ機能を有する表示パネルと、前記バックライト装置と前記表示パネルとの駆動を同期させて制御する制御回路と、を有することを特徴とする表示装置であっても良い。該表示装置を備えた機器であっても良い。

本発明の他の観点によれば、第１の基板と、該第１の基板とある距離だけ離されて対向配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の２次元平面において行列状に設けられた画素により表示のための照射光を出射するバックライト装置であって、前記第１の基板は、前記第２の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第２の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第１の複数の電極と、該電極の前記第２の基板側に設けられた第１の絶縁体膜と、を有し、前記第２の基板は、前記第１の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第１の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第１の複数の電極との電極対を形成する第２の複数の電極と、前記第２の複数の電極の前記第１の基板側に設けられた第２の絶縁体膜と、を有し、前記光ガイド機構は、前記第１の基板と前記第２の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ設けられた前記第１及び第２の複数電極と同じ方向に延在し、前記第１及び第２の複数電極に印加する電圧によって前記第１の絶縁体膜面に面接触する第１の領域と、前記第２の絶縁体膜面に面接触する第２の領域と、前記第１の領域と第２の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第１及び第２の基板側の両面に多数の第１の回折格子を設けることにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、入力映像信号に基づいて前記第１及び第２の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより、透過画素の位置を列方向に画素領域を動かすことができる第１の電圧制御機構と、前記第１の複数の電極と前記複数の第２の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第２の電圧制御機構と、前記光ガイド機構である前記第１の基板と前記第２の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第１の方向と第２の方向後とから光を導入する光源を含む光源システムと、該光源からの偏光光を、前記第１の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの透過領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第１の電圧制御機構と前記第２の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とする両面バックライト装置が提供される。

また、第１の基板と、該第１の基板とある距離だけ離されて対向配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の２次元平面において行列状に設けられた画素により表示のための照射光を出射するバックライト装置であって、前記第１の基板は、前記第２の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第２の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第１の複数の電極と、該電極の前記第２の基板側に設けられた第１の絶縁体膜と、を有し、前記第２の基板は、前記第１の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第１の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第１の複数の電極との電極対を形成する第２の複数の電極と、前記第２の複数の電極の前記第１の基板側に設けられた第２の絶縁体膜と、を有し、前記光ガイド機構は、前記第１の基板と前記第２の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ設けられた前記第１及び第２の複数電極と同じ方向に延在し、前記第１及び第２の複数電極に印加する電圧によって前記第１の絶縁体膜面に面接触する第１の領域と、前記第２の絶縁体膜面に面接触する第２の領域と、前記第１の領域と第２の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有することにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、入力映像信号に基づいて前記第１及び第２の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより液晶の配向を位置により制御し、列方向に透過画素の位置と第２の回折格子を形成する位置とを動かすことができる第１の電圧制御機構と、前記第１の複数の電極と前記複数の第２の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第２の電圧制御機構と、前記光ガイド機構である前記第１の基板と前記第２の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第１の方向と第２の方向とから光を導入する光源を含む光源システムと、該光源からの偏光光を、前記第１の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの透過領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第１の電圧制御機構と前記第２の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とする両面バックライト装置が提供される。

また、第１の基板と、該第１の基板とある距離だけ離されて対向配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の２次元平面において行列状に設けられた画素により表示のための照射光を出射するバックライト装置であって、前記第１の基板は、前記第２の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第２の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第１の複数の電極と、該電極の前記第２の基板側に設けられた第１の絶縁体膜と、を有し、前記第２の基板は、前記第１の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第１の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第１の複数の電極との電極対を形成する第２の複数の電極と、前記第２の複数の電極の前記第１の基板側に設けられた第２の絶縁体膜と、を有し、前記光ガイド機構は、前記第１の基板と前記第２の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ設けられた前記第１及び第２の複数電極と同じ方向に延在し、前記第１及び第２の複数電極に印加する電圧によって前記第１の絶縁体膜面に面接触する第１の領域と、前記第２の絶縁体膜面に面接触する第２の領域と、前記第１の領域と第２の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第１の基板側と前記第２の基板側との両面に多数の第１の回折格子を設けることにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、入力映像信号に基づいて前記第１及び第２の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより液晶の配向を位置により制御し、列方向に透過画素の位置と第２の回折格子を形成する位置とを動かすことができる第１の電圧制御機構と、前記第１の複数の電極と前記複数の第２の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第２の電圧制御機構と、前記光ガイド機構である前記第１の基板と前記第２の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第１の方向と第２の方向とから光を導入する光源を含む光源システムと、該光源からの偏光光を、前記第１の電圧制御機構による前記光散乱型液晶パネルのうちの透過領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第１の電圧制御機構と前記第２の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とする両面バックライト装置が提供される。

前記複数の薄膜状電極と前記複数の薄膜状電極と第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶により画定される複数のストライプ状の液晶層内のそれぞれにおける複数の電気光学特性を得るように、前記複数の電極に印加される電圧のオン/オフ制御する第３の電圧制御機構を有することを特徴とする。また、前記光源システムから前記第１の方向及び第２の方向に導入された光の偏光方向を制御し、第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶基板内の電極間における電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の散乱に基づいて所定の画素から前記光を出射させることを特徴とする。さらに、前記複数の薄膜状電極を駆動し、前記光源システムから前記第１の方向及び第２の方向に導入された偏光光の方向を制御し、第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶基板の画素に入力させる第４の電圧制御機構を有することを特徴とする。

本発明は、前記バックライト装置と、該バックライト装置の前記第１の基板側の上方及び前記第２の基板側の下方に配置され画素毎にシャッタ機能を有する第１及び第２の表示パネルと、前記バックライト装置と前記第１及び第２の表示パネルとの駆動を同期させて制御する制御回路と、を有することを特徴とする表示装置であっても良い。該表示装置を備えた機器であっても良い。

本発明によるバックライト装置は超薄型のため、前記ＬＣＤパネルと組み合わせると、非常に薄い約２〜３ｍｍ程度の厚さの表示パネルが実現可能である。

また、本発明によるバックライト装置は、２枚の表示パネルを同時に照明させることができるという利点がある。

以下、本発明の各実施の形態によるバックライト装置及び表示装置について、図面を参照しながら説明を行う。図１１左図は、図１１右図に示す寸法を有する回折格子（微小ピッチ回折格子）の回折効率を示す図である。図１１左図における横軸は、周期Ｔ（波長λの関数）であり、縦軸は回折効率（％）である。図１１に示すように、入射光の波長λに対し大きいピッチの回折格子の回折効率は低いが、入射光の波長λに対し十分に小さいピッチ（ここでは、０．２程度〜以下の回折格子を用いると、０次光のみとなり、回折効率はほぼ１００％であり、ロスのない光伝搬が可能であることがわかる。本出願の発明者は、この原理をディスプレイ装置に利用することを思い付いた。

図１１の検討結果に基づくと、入力最小波長を４００ｎｍとすると、図８に示したようなライトガイド機構内に配置される帯状薄膜電極２０１面に形成される第１の回折格子のピッチを８０ｎｍ（４００ｎｍ×０．２）以下とすれば良く、このビッチサイズは、現行のナノテクノロジー技術で制作可能な程度の微細さのレベルであることがわかる。

一方、第２基板２０５に封止された光透過散乱型液晶で形成される第２の回折格子のピッチは、液晶分子間ピッチに相当するため、約２ｎｍであることから、反射ロスのない回折格子となる。従って、後述するように、ライトガイド内に入射された入射光は、上下面に形成されたライトガイド機構内で反射を繰り返しながらもロスなく伝搬され（全反射）、帯状薄膜電極の傾斜部において効率良く反射し、光透過散乱型液晶の一面からの表示光を効率よく出力させることができる。

以下に、より具体的に、本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明の第１の実施の形態による片面表示のディスプレイ装置の全体構成例について説明する。両面表示の場合も同様の原理であるため、共有できる図面については図面による説明を省略することとする。

図１は、本発明の第１の実施の形態によるバックライト装置の一構成例を示す斜視図である。図１に示すように、本実施の形態によるバックライト装置１００の基本構成は、上記特許文献１に記載の偏光光源システム１０２と、第１の基板であって、複数の光スイッチ機能列１０６と、内部電極で画定された画素が設定されている光透過散乱型液晶パネル１０１と、液晶パネル１０１の駆動システム１０３と、光スイッチ機能駆動システム１０４と、第２の基板１０５と、を有しており、第１の基板１０６及び第２の基板１０５には、図示しないが、薄膜電極駆動用の複数の電極が配置される。

以下に、本実施の形態によるバックライト装置についてより詳細な説明を行う。図２は、本実施の形態によるバックライト装置であって、帯状薄膜電極１１１を中心としたバックライト装置の透過斜視図であり、薄膜状電極１１１の配列方向が示されている。図３は、本実施の形態による光ガイド機構の一構成例を示す断面図である。図２に示すように、バックライト装置（部分図）は、入射光（１１５・１１６・１１７）の進行方向に沿って延在する画素列１１２・１１３・１１４（図では３列のみを示しているが、より多くの列が設けられるのが一般的である。）が設けられている。

図３に示すように、本実施の形態による光ガイド機構においては、第１の基板８としては、光透過散乱型液晶パネル７を用いている。第１の基板８の裏面側（内面側）には、薄膜状電極１を駆動するための駆動用透明電極Ｄが多数設けられ、領域３、４により、駆動用透明電極Ｄの集合が示されている。さらに、駆動用電極Ｄのこの内面側には絶縁体膜９が堆積されており、これにより駆動用電極Ｄが絶縁体膜９により被覆されている。

第２の基板１１は透明であり、その上面側（内面側）に、上記薄膜状電極１を駆動するための駆動用電極Ｄが設けられており、領域５、６により、駆動用透明電極Ｄの集合が示されている。これらの駆動用透明電極Ｄは絶縁体膜１０により被覆されている。

また、第１の基板８の外側には、ＬＣＤなどによる表示パネル１２０が配置されている。表示パネル１２０の駆動回路１５０は、駆動用透明電極Ｄと同期して制御されるのが好ましい。

さらに、第１の基板８側の絶縁体膜９と第２の基板１１側の絶縁体膜１０との間に形成されている空間１７内に、第１の基板８側の表面に回折格子２が形成されている薄膜状電極１が配置され、これらにより、光ガイド機構が形成されている。

図１７から図１９までを参照しながら、第２の回折格子を含む第１の基板８側の機能と構成について説明する。図１７は、光透過散乱型液晶分子の配向状態を示す図であり、図１７（Ａ）は、上面基板３０１と下面基板３０３と、両基板３０１・３０３内に挟持された光透過散乱型液晶ドロップ３０５と、上面基板３０１と下面基板３０３とのそれぞれの内面に形成される電極に電圧を印加する電圧印加手段と、を有している。図１７（Ｂ）は、液晶ドロップ３０５の各液晶に着目した配向構造の一例を示す図である。液晶ドロップ３０５は、多数の液晶分子３１５から構成されており、ドロップ３０５内の液晶と同じ屈折率を有する高分子膜３０６により被覆されている。図１７（Ｃ）は、図１７（ｂ）のおうちの一領域３１７をピックアップして３つの液晶分子３１５ａから３１５ｃとして示した図である。図１７（Ｃ）に示すように、液晶分子の長軸方向に揃って配列しており、照明光がこの長軸方向（３１１ａ〜３１１ｃ）と平行であれば、照明光の偏光軸方向に関係なく液晶分子を透過する。この状態が、基板面の法線方向に進む照明光を透過する状態である。

図１８は、照明光が０次反射の場合の例を示す図であり、図１７と対応する図である。図１８（Ａ）に示すように、上面基板３０１と下面基板３０７との間にある距離だけ基板面内方向に離れて形成されている側面電極３２１が形成され、基板３０１・３０７と側面電極３２１とにより画定される空間内に液晶ドロップ３０５が充填されている。この２つの側面電極３２１間に電圧を印加できる電圧印加手段３２３が設けられている。図１８（Ｂ）は、側面電極３２１側から見た状態を示す図である。に示すように、符号３３１ａで示される照明光（ｓ偏光）が基板面に斜め方向から入射すると、照明光３３１ａは液晶ドロップ３０５により０次反射されて、ロスのない反射光３３１ｂが出射する。図１８（Ｃ）は、液晶ドロップ内の液晶分子の配列の様子を示す図である。図１７と異なり、図１８の場合には、紙面に垂直な方向に液晶分子の長軸は並ぶ。従って、図１８（Ｄ）に示すように、液晶分子３１５ｄ、３１５ｅ、３１５ｆは、そのピッチが０．１ｎｍ以下（数オングストローム）程度であり、入射光３３１ａはそのまま０次反射されて反射光３３１ｂなる。この状態が、入射光を０次反射する状態である。

尚、図１９は、図１８に関連する図であり、照明光（入射光：ｐ偏光）が０次反射する様子を示す図である。この場合には、図１９（Ａ）に示すように、下面基板３０７の内面（上面基板３０１側）にある距離だけ基板面内方向に離されて配置された平面電極３３１が複数配置されており、これらの隣接する電極３３１間に電圧を印加することで、基板に挟持されている液晶分子の配列を制御することができる。図１９（Ｂ）は、図１９（Ａ）の方句を９０度だけ変えた図である。図１９（Ｂ）に示すように、照明光（ｐ偏光）が入射すると、ｐ偏光の照明光は０次反射して出射する。

図１９（Ｃ）は、この場合の液晶ドロップ内の液晶分子の反抗の様子を示す図である。液晶ドロップ内の液晶分子は、同様に高分子膜３１５ｇにより包まれている。この図における一部の領域３５１を取り出して詳細を示したのが図１９（Ｄ）である。図１９（Ｄ）に示すように、液晶分子３１５ｈ・ｉ・ｊは、ｐ偏光である照射光３６１ａを０次反射し、出射光３６１ｂとして出射する。

以上のように、液晶分子の配向状態により、基板面の法線方向に入射する照明光を透過させたり、基板面と略水平な方向に進む光を０次反射（全反射）させたりする制御を行うことができる。

以下に、図４も参照しながら説明を続ける。図４に示すように、第１の基板８の裏面側（内面側）に設けた透明な複数電極Ｄ（ここでは、複数の電極をまとめて、符号３、４でその領域又は群を示している）及び第２の基板１１の面に設けた透明電極Ｄ（ここでは、複数の電極をグループ化して、符号５、６で示している。）のうち、第１の基板１１側の透明電極Ｄ（４、５）に印加された電圧により、第１の基板８と第２の基板１１との空間に配置された薄膜状電極１は、第１の透明電極Ｄ（４及び５）に引き寄せられる。薄膜状電極１の第１の基板１１側と第２の基板１１側に引き寄せられた部分の間の部分は、第１の基板８と第２の基板１１との空間２５内に配置され、この空間２５内で基板面に対して所定の角度、例えば４５度の傾斜角で傾斜することになる。

図４は、本実施の形態によるバックライト装置における動作の様子を概略的に示す図である。光透過散乱型液晶パネル７の画素部１２、１４を形成する液晶の配向は、第１の方向（図における左側から右側へ）からの偏光光源光２１の偏光軸に対し、平行であり、かつ、偏光光源光２１の波長に比べて、上述のように極細の格子を薄膜状電極１表面に形成していることにより、偏光光源光２１は、光透過散乱型液晶パネル７の面及び薄膜状電極１の傾斜部の面において０次反射される。光透過散乱型液晶パネル７面についてはその面で０次反射しながら光源方向から出射方向に向けてロス無く進行していく。一方、薄膜状電極１に関しては、その上面に形成されている細かい回折格子２ａにより、上記の光が下面側でも０次反射する。これにより、第１の基板７側においても、第２の基板１１側においても、０次反射するため、入射光は基板面の方向に向けてロス無く進行する。

入射光が薄膜状電極１の傾斜部１ａに到達すると、この傾斜部１ａにおいて反射されながら空間２５内を上方（第１の基板７側）に向けて進行し（符号１６：４５度の傾斜角度では）、一方、第１の基板７に設けられている光透過散乱型液晶パネル８であって、上記の傾斜部１ａが形成されている領域の直上の画素部１３に入射する。この際、画素部１３は、前述の図１７に示すように透過光１６として透過するように構成されている。透過した光１６は、第１の基板８の上に配置されている表示パネル１２０に照射される。すなわち、図４に示す構造は、バックライト装置と表示パネルとからなる表示装置として機能する。

電極Ｄに印加する電圧により決められる傾斜部１ａの形成位置と、第１の基板７の光透過散乱型液晶における側面電極に印加する電圧によって決められる。画素部１２、１３、１４間には、ブラックマトリックスＢＭが設けられることで、光のもれなどを防止し、コントラストを向上させている。

放射光１６が出射される位置に対応する画素部１３の位置を同じ位置になるように制御することにより、上記の機能を発揮させることができる。

図５は、図４に関連する図であり、本実施の形態によるバックライト装置の薄膜状電極１の駆動の様子を図２の一列分について示した図である。表１は、図５における薄膜状電極の位置と上側駆動電極と下側駆動電極との関係を示す表である。

図５（Ａ）に示すように、上面に回折格子２が形成されている薄膜状電極１が、位置Ａに設けられている様子を示した図である。図５（Ａ）に示す場合には、表示させたい画素を符号１３で示した場合に、その上側駆動電極群１）すなわち、ａ）はオフ、上側駆動電極群２）、３）はオンであり、下側駆動電極群４）はオン、下側駆動電極群５）、６）、７）はオフオフである。ここで、上下の基板のぞれぞれの電極Ｄのうちの一方がオンであり他方がオフである場合には、オン電極側に薄膜状電極１が引き寄せられる。尚、上下に対応する領域で両方がオンの場合は基本的には存在しないようになっている。一方、両方がオフの場合はフローティングになるため、その領域を傾斜部１ａにすることができる。

図５（Ａ）では、画素部１３において傾斜部Ａが形成され入射光２１が傾斜部１ａで反射されて上方に進行して出射光２２になり、図５（Ｂ）では、画素部１６の領域において傾斜部Ｂが形成され入射光２１が出射光２３になり、図５（Ｃ）では画素部２０の領域において傾斜部Ｃが形成され入射光２１が出射光２４になるように電極群に電圧を印加している。

さらに、これらの動作に同期させて、光散乱型液晶パネル８においても、傾斜部１ａが形成されている領域がＡ、Ｂ、Ｃと移動するのに伴って、表示画素の位置（透過部）が、符号１３、１６、２０でそれぞれ示されるように移動していくように構成されている。これらの動作により、所定の画素から、放射光２２、２３、２４が、透明電極の位置が１３、１６、２０を透過して表示方向（図の上側）に向けて出射する。この時の光透過散乱型液晶の画素部１２、１３、１４における液晶の配向については前述の通りであるが、さらに後述する。

尚、第１の基板８及び第２の基板１１に設けられている透明電極Ｄ（３、４、５、６）と、上記薄膜状電極１との間には、絶縁体膜９、１０が配置されているため、透明電極Ｄ（３、４、５、６）と薄膜状電極１との間の電極間のショート（短絡）を防止することができる。ショートしないような適切な絶縁膜の例と厚さとしては、例えば、１〜２μｍ程度が好ましい。

次に、ｓ偏光入力光の場合の、光透過散乱型液晶の構造と動作とについて説明する。図９はｓ偏光入力光の場合の光透過散乱型液晶の配向例を示す図であり、光源光がｓ偏光の場合の例を示す図である。

（１）図９に示す画素１３ｓの照明方法
図９は、光透過散乱型液晶の配向状態を示す図であり、その下の図は、上の図のＡ-Ａ’線に沿った断面図である。適宜、図５も参照しながら説明する。入力光２１ｓは、光透過散乱型液晶パネル部７の隔壁に配置された側面電極５０間に印加された電圧により、符号６０、６２で示されるように配向され、回折格子部１２ｓ、１４ｓを形成する。

尚、下記の回折格子部１２ｓ、１４ｓと、図４の薄膜状電極１の回折格子２とは、いずれも回折格子であるが、光透過散乱型液晶に形成される回折格子は、液晶分子配向によって得られるものである。薄膜状電極面の回折格子は物理的に形成したものである。格子のピッチはいずれも波長以下である。この点については、図１７から図１９までを参照して説明済みである。

尚、光透過散乱型液晶を囲む側壁に配置された側面電極対は、互いに所定の幅だけオーバーラップした状態で隣接しているのが好ましい。このオーバーラップした領域に絶縁体が介挿されている。

また、本実施の形態に用いられる光源システムは、入力映像信号により輝度変調可能な光源と、第１集光レンズと、グラスロッドと偏光変換素子とを貼合した第２集光レンズ、または、偏光変換素子と波長板を貼合した第２集光レンズと、を有している。このグラスロッドの入出射面を除く面をミラー処理している。

入力映像信号により輝度変調可能な光源システムの出力光を薄膜状電極で反射させ、光透過散乱型液晶基板に入力させる。そして、所定の水平走査ラインを構成する画素に出力し、線順次走査で画像を表示再生させることができる。薄膜状電極は、光透過散乱型液晶を封止して形成した各Ｒ、Ｇ、Ｂ画素毎に、上記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置され、さらに、第１の基板及び第２基板と薄膜状電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構が設けられている。この制御機構により、出力偏光光の方向を制御することにより得られた光透過散乱型液晶の散乱に基づいて、所望の画素から発光させることができる。

入力光２１ｓは、図５（Ａ）、図１２に示すように、回折格子部１２ｓで全反射し、薄膜状電極１の傾斜部１ａ（Ａ）で反射されて第１の基板８側に進み、光透過散乱型パネル部７の画素１３ｓに対して入力光８０ｓとして入力する。画素１３ｓは、図９の中央の状態で示されるように、電圧が印加されており、液晶分子が透過状態であるため、図１２に示す入力光８０ｓは光透過散乱型液晶パネル部７の表面から出射し、この上に配置された表示用ＬＣＤ画素に照射される。

（２）次画素の照明方法
図９に示すように、例えば、側面電極対５０と５１とを、それぞれ、スイッチ５４、５５で接続して電極に所定の電圧を印加すると、光透過散乱型液晶の回折格子部１２ｓは垂直走査方向に長くなり、回折格子部１４ｓは短くなる。そこで、入力光２１ｓの全反射位置が、垂直方向に１画素分だけ移動する。移動した画素位置において、上記画素１３ｓの表示と同様の原理で、この上に配置された表示用ＬＣＤ画素に光が照射される。尚、「全反射位置」という用語も、光透過散乱型液晶に形成される回折格子面、薄膜状電極面に構成した回折格子面を指すものである。

（３）次次画素の照明方法
側面電極５０、５１、５２をそれぞれスイッチ５４、５５、５６、５７により接続し、側面電極に対して所定の電圧を印加すると、光透過散乱型液晶の回折格子部１２ｓは更に垂直方向に長くなり、回折格子部１４ｓは更に短くなる。そこで、入力光２１ｓの全反射位置が、垂直方向にさらに１画素分だけ移動する。移動した画素位置において、上記画素１３ｓの表示と同様の原理で、この上に配置された表示用ＬＣＤ画素に光が照射される。

上記、画素１３ｓの位置と帯状薄膜電極部の反射部の位置とが同じになるように、側面電極５０間の印加電圧のタイミングと、駆動用透明電極への電圧の印加タイミングと、が制御されている。そのためには、駆動回路を画素１３ｓの位置と帯状薄膜電極部の反射部の位置とが同じになるように制御する制御回路を設ければ良い。

ｐ偏光の場合は、制御回路は、図１３に示すように、電極７０、７１、７２間に交流電圧を印加する。例えば、符号７０と符号７２等の偶数番号電極を共通化し、符号７１と符号７３等の奇数番号電極を別に共通化し、互いに極性が異なるように接続する。

次に、入力光がｐ偏光光である場合の光透過散乱型液晶の構造と動作とについて説明を行う。図１０は、入力光がｐ偏光光である場合の光透過散乱型液晶の配向例を示す図であり、図９（ｓ偏光の場合）に対応する図である。図１３は図１２（ｓ偏光の場合）に対応する図であり、入力光２１ｐに適合した光透過散乱型液晶パネルの電極構造を示す図である。

（１）画素１３ｐの照明方法
図１０は、光透過散乱型液晶の配向状態を示す図であり、その下の図は、上の図におけるＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。適宜、図４・５を参照しながら説明を行う。

図１０に示すように、光源からの入力光２１ｐ（図４・５参照）は、光透過散乱型液晶パネル部７（図４・図５参照）の表面基板の裏面に配置された平面電極７０-７１間、７２-７３間に印加された電圧により、符号７４、７６で示されるように配向され、回折格子部１２ｐ（図４・図５参照）を形成する。

入力光２１ｐは、前述のように液晶分子により形成された第２の回折格子部（実際には０次反射部）１２ｐにおいて全反射し、薄膜状電極１の傾斜部１ａで反射され、光透過散乱型パネル部７の画素１３ｐに図１３に示すように入力光８０ｐとして入力する。図１０の真ん中の液晶分子の配列になるように電極７１−７２間に電圧が印加されており、そのため液晶分子が透過状態となるため、図１３に示すように、入力光８０ｐは光透過散乱型液晶パネル部７から透過してその表面から出力光として出力され、光透過散乱型液晶パネル部７上に配置された表示用ＬＣＤ１２０（図４・図５）の対応する画素を照射（入力）する。これにより、局所的に、表示対象画素のみにパックライトを照射することができる。

（２）次の画素の表示方法
図１０に示す上記（１）の状態から、側面電極対７０-７１間に加えて、７１-７２間にも第２の回折格子部１２ｐがさらに第２の回折格子部１４ｐ側に延びるように所定の電圧を印加すると、光透過散乱型液晶の回折格子部１２ｐは垂直方向に長くなり、回折格子部１４ｐは短くなる。入力光２１ｐの全反射位置が垂直方向に1画素分だけ移動する。図４・図５の透過状態にある画素部が１画素分だけ図の右側に移動する。その後の動作は、画素１３ｐの照明に基づく表示の場合と同様であるため説明は省略する。

（３）次次の画素表示方法
上記（２）の状態から、側面電極７０-７１間、７１-７２間、７２-７３間に、第２の回折格子部１２ｐが第２の回折格子部１４ｐ側に延びるように所定の電圧を印加すると、光透過散乱型液晶の第２の回折格子部１２ｐは更に垂直方向に長くなり、回折格子部１４ｐは更に短くなる。入力光２１ｐの全反射位置が垂直方向に、さらに１画素分だけ移動する。その後の動作は、画素１３ｐの照明に基づく表示と同様であるため説明は省略する。

以上に説明したように、本実施の形態による表示装置用のバックライト装置では、極細の第１の回折格子を薄膜状電極１表面に形成していることにより、偏光光源光２１は、図４・図５に示すように、第２の回折格子を形成する光透過散乱型液晶パネル７の面及び薄膜状電極１の傾斜部の面の両方の面においてロス無く０次反射される。すなわち、光透過散乱型液晶パネル７面についてはその面で０次反射しながら光源方向から出射方向に向けてロス無く進行していく。一方、薄膜状電極１に関しては、その上面に形成されている細かい回折格子２ａにより、上記の光が下面側でも０次反射する。これにより、第１の基板８側においても、第２の基板１１側においても、０次反射するため、入射光は基板面の方向に向けてロス無く進行する。また、ロス無く進行してきた入射光が第１の回折格子を形成する傾斜部１ａにおいて０次反射して、光透過散乱型液晶パネル７の面側に出射される。

この際、図９・図１０に示すように、光透過散乱型液晶パネル７において、傾斜部１ａにおいて０次反射して入射された画素領域に透過部を形成し、その他の領域には反射部を形成するように、光透過散乱型液晶パネル７に光の進行方向に向けて多数形成された電極に電圧を印加することにより、傾斜部１ａにおいて０次反射して、光透過散乱型液晶パネル７の面側に出射された光が、この透過画素に照射され、透過画素を透過して表示に寄与する。その他の画素領域では、光透過散乱型液晶パネル７に反射領域が形成されるため、その他の画素領域において光は遮断される。表示される画素領域の位置は線順次で走査されることにより、画素単位で光を出射するバックライト装置などの光照射装置を実現することができる。
これにより、バックライト装置における光の利用効率を向上させることができる。

また、上記の光透過散乱型液晶パネル７上に、液晶パネルなどの、光を画素毎に遮蔽・透過させる例えばカラーパネルを設け、バックライト装置からの光の出射画素位置と、液晶パネルにおける画像等の画素の表示位置とを同期させておくことにより、光効率の良い表示装置を実現することができる。この際、バックライトの光照射位置と液晶パネルの画素表示位置とを一致させることで、コントラストが良い表示装置を実現することができる。

図１４は、帯状薄膜電極の表面にのみ回折格子が形成されている場合のバックライト装置を含む表示装置の一例を示す図であり図４に対応する図である。図１４に示す構成では、薄膜状電極１に第１の回折格子２ａが形成されているが、光透過散乱型液晶パネル７には第２の回折格子が形成されない構成である。この構成においては、図面の下面に形成されている第１の回折格子により、入射光源光２１が０次反射（全反射）されて、傾斜部１ａにおいて０次反射により出射され、傾斜部１ａ直上の液晶パネル１２０部分に光Ｌが照射されるように構成されている。このような簡素な構成でも、光源からの入射光がほぼ全反射し、表示領域まで効率良く光が伝搬するという利点がある。

図１５は、光透過散乱型液晶のみが回折格子を形成する場合のバックライト装置を含む表示装置の一例を示す図であり図４に対応する図である。図１５に示す構成では、薄膜状電極１には回折格子は形成されておらず、光透過散乱型液晶パネル７に第２の回折格子が形成されている構成を示す図である。この構成においては、図面の上面に設けられている光透過散乱型液晶パネル７が形成する第２の回折格子により、入射光源光２１が０次反射（全反射）されて、傾斜部１ａにおいて反射され、表示用画素部１３を透過し、液晶パネル１２０に光が照射されるように構成されている。このような簡素な構成でも、光源からの入射光がほぼ全反射し、表示領域まで効率良く光が伝搬するという利点がある。

図１６は、上述の図４と同様の図であり、薄膜状電極１に第１の回折格子部が、光透過散乱型液晶パネル７に第２の回折格子が形成されている構成を示す図である。このような構成では、光の導入方向及び傾斜部における反射のいずれにおいても、０次反射によりロスの少ない光の利用が可能となる。

次に、本発明の第２の実施の形態によるバックライト装置について説明を行う。本実施の形態によるバックライト装置の基本構成及び基本動作は、第１の実施の形態によるディスプレイ装置と同様であるため、相違点を中心に説明を行う。

図６は、本実施の形態による光ガイド機構部を中心としたバックライト装置の一構成例を示す図であり、図４に対応する図である。図６に示す構造においては、図４に示す構造のように薄膜状電極１の片面のみだけでなく表裏両面に、すなわち、表面側の第１の回折格子２ａと裏面側の第１の回折格子２ｂとを設けたことを特徴とする。

加えて、上側の第１の基板８側に加えて、下側の第２の基板１１側にも、光透過散乱型液晶を用いたパネル７と同じ構造を設けている。

さらに、上側の第１の基板８側に第１の液晶パネル１２０を、下側の第２の基板１１側に、第２の液晶パネル１２１を配置している。

上記の構成とすることにより、偏光光源光は、ある距離だけ離されて配置された第１の基板８と第２の基板１１との間に画定された空間によって形成され、光の導入部となる光カイド部における第１の方向と、それと基板面に沿って反対の方向である第２の方向との両方から導入可能に構成されている（符号２６・符号２８参照）。薄膜状電極１の傾斜部における傾斜角は、限定するものではないが、第１の方向と第２の方向との両方で同じになるように４５度程度とすることが好ましい。

このようにして導入された偏光光源光２６・２８は、図６に示すように、第１の基板８及び第２の基板１１にそれぞれ封入されている光透過散乱型液晶パネルにおける透過されている対向する位置の形成される照明用画素部３１・３４から同時に照明光２７・２９として光を出力することができるように構成されている。

照明用画素部３１・３４の位置は、絶縁膜８・９により絶縁された多数の電極Ｄ群への印加電圧に基づいて、上記第１の実施の形態と同様に、電極（Ｄ）群３・４と電極（Ｄ）群５・６とに対する電圧印加のオン・オフ制御により画定することができる。

尚、この時の光透過散乱型液晶８の照明用画素部３０、３１、３２及び光透過散乱型液晶１１の照明用画素部３３、３４、３５の配向については、前述の図９に示す配向とその構成が同様である。また、薄膜状電極１の構成も、回折格子２が表裏両面（２ａ・２ｂ）に設けられている点以外は、第１の実施の形態と同様である。

図７は、図６の構成における両側からのそれぞれの入射光２６・入射光２８の進行の様子をより詳細に示す図である。入射光２６及び入射光２８は、薄膜状電極１に形成されている第１の回折格子２ａ・２ｂにより回折されて（実際には０次反射されて）、第１の基板８側の照明用画素部（透過状態）３１と第２の基板側の照明用画素部（透過状態）３４とから透過光２７・２９として出射され、第１の基板８側と第２の基板１１側との両方を同時に照明できるように構成されている。この際、傾斜部１ａと第１の回折格子２ａ・２ｂとにより、入射光は照明用画素部３１・３４に効率よく集光されるようになっているため、第１の液晶パネル１２０と第２の液晶パネル１２１との両面側に向けて良好な照明を行うことができる。

以上に説明したように、本実施の形態による両面表示用バックライト装置においても、照明用光源から前記光透過散乱型液晶出力面までの経路において主な光学系材料は液晶分子による第２の回折格子面と薄膜状電極１における第１の回折格子２ａ・２ｂとのみとなるため、光線の透過率が向上するという利点がある。また、照明光源として、所定の波長で発光する光源を用いることにより、カラーフィルタが不要となる。さらに、黒レベルは、信号光源の発光量を０にすれことで簡単に実現することができるため、理論的にはコントラスト比を無限大にすることが可能である。

本実施の形態によるバックライト装置を用いることにより、従来、ＴＦＴ−ＬＣＤのようにバックライト輝度によりコントラスト比が制限されることがなく、かつ、照明光源がＲＧＢ画素単位に独立して対応させることもできるため、ＣＲＴなどと同様な速度輝度変調が可能である。従って、隣接画素の各々のコントラスト比を自由に設定できるという利点がある。隣接画素間のコントラスト比がＴＦＴ−ＬＣＤより大幅に向上する。また、バックライトに蛍光灯を幅方向に配置する必要がないため、非常に薄い表示パネルを実現することができる。蛍光灯などのバックライト光源が不要であるため、表示構造物としては光透過散乱型液晶パネル厚(約２〜３ｍｍ)程度の厚さで十分であり、極めて薄型の表示装置を実現することが可能であるという利点がある。

さらに、色再現性が良好であるという利点もある。すなわち、信号光源が画素単位に独立しているため、ＲＧＢ各色の色度座標値設定の自由度が高い。例えば、ＮＴＳＣ，ＨＤＴＶ等の色再現性が忠実に再生できる。

また、信号光源が画素単位に独立して対応しているため、将来ディスプレイの研究開発が進むと、ＲＧＢ以外のＣ(シアン),Ｍ（マゼンタ）,Ｙ（イエロー）等を加えた多原色ディスプレイを実現することが簡単にできる。

また、基板材が黒色で外光反射が少ないため、明室でも高コントラスト表示が可能なディスプレイが実現できる。さらに、本実施の形態によるディスプレイ装置は、１枚の表示パネルを用いて、両面に表示させることも簡単にできるという利点がある。

本発明は、ＬＣＤ用バックライト装置及びそれを用いた表示装置、電子機器等に利用可能である。

本発明の第１の実施の形態によるバックライト装置の全体構成例を示す斜視図である。 本実施の形態による帯状薄膜電極部を中心とする構成を示す透過斜視図である。 本実施の形態による光ガイド機構部（光スイッチ機能部）を中心とするバックライト装置と表示パネルとを含む表示装置の部分的な構造例を示す断面図である。 図３に対応する図であり、光の進路を詳細に示した図である。 図４に対応させて帯状薄膜電極部の駆動の様子を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における両面バックライト装置における光ガイド機構部（スイッチ機能部）を中心とした部分的な構造例を示す断面図である。 図６に対応する図であり、光の進路を詳細に示した図である。 従来の光スイッチ機能の原理を示す図である。 図４に示す液晶配向状態を示す図であり照明光がｓ偏光の場合の図である。 図４に示す液晶配向状態を示す図であり、照明光がｐ偏光の場合の図である。 微小ピッチ回折格子の回折効率の回折格子のピッチ依存性を示す図である。 入力光（２１ｓ）に適合した光透過散乱型液晶パネルの電極構造の例を示す図である。 入力光（２１ｐ）に適合した光透過散乱型液晶パネルの電極構造の例を示す図である。 帯状薄膜電極の表面にのみ回折格子が形成されている場合のバックライト装置を含む表示装置の一例を示す図であり図４に対応する図である。 光透過散乱型液晶のみが回折格子を形成する場合のバックライト装置を含む表示装置の一例を示す図であり図４に対応する図である。 上述の図４と同様の図であり、薄膜状電極１に第１の回折格子部が、光透過散乱型液晶パネル７に第２の回折格子が形成されている構成を示す図である。 光透過散乱型液晶分子の配向状態を示す図である。 照明光が０次反射の場合の例を示す図であり、図１７と対応する図である。 図１９は、図１８に関連する図であり、照明光（入射光：ｐ偏光）が０次反射する様子を示す図である。 従来のＬＣＤ装置の構造例を示す断面図である。

符号の説明

１…薄膜状電極、２…回折格子、３、４…駆動用透明電極、５、６…駆動用電極、７…光透過散乱型液晶パネル、８…第1の基板、９…絶縁体膜、１０…絶縁体膜、１１…第２の基板、１７…空間。

Claims (28)

1. 第１の基板と、該第１の基板とある距離だけ離されて対向配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の２次元平面において行列状に設けられた画素により表示のための照射光を出射するバックライト装置であって、
   前記第１の基板は、前記第２の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第２の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第１の複数の電極と、該電極の前記第２の基板側に設けられた第１の絶縁体膜と、を有し、
   前記第２の基板は、前記第１の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第１の複数の電極との電極対を形成する第２の複数の電極と、前記第２の複数の電極の前記第１の基板側に設けられた第２の絶縁体膜と、を有し、
   前記光ガイド機構は、前記第１の基板と前記第２の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ設けられた前記第１及び第２の複数の電極と同じ方向に延在し、前記第１及び第２の複数の電極に印加する電圧によって前記第１の絶縁体膜面に面接触する第１の領域と、前記第２の絶縁体膜面に面接触する第２の領域と、前記第１の領域と第２の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第１の基板側の面に多数の第１の回折格子を設けることにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、
   入力映像信号に基づいて前記第１の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより、透過画素の位置を列方向に画素領域を動かすことができる第１の電圧制御機構と、
   前記第１の複数の電極と前記複数の第２の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第２の電圧制御機構と、
   前記光ガイド機構である前記第１の基板と前記第２の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第１の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、
   該光源からの偏光光を、前記第１の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの透過画素領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第１の電圧制御機構と前記第２の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と
   を備えることを特徴とするバックライト装置。
2. 第１の基板と、該第１の基板とある距離だけ離されて対向配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の２次元平面において行列状に設けられた画素により表示のための照射光を出射するバックライト装置であって、
   前記第１の基板は、前記第２の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第２の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第１の複数の電極と、該電極の前記第２の基板側に設けられた第１の絶縁体膜と、を有し、
   前記第２の基板は、前記第１の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第１の複数の電極との電極対を形成する第２の複数の電極と、前記第２の複数の電極の前記第１の基板側に設けられた第２の絶縁体膜と、を有し、
   前記光ガイド機構は、前記第１の基板と前記第２の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ設けられた前記第１及び第２の複数の電極と同じ方向に延在し、前記第１及び第２の複数の電極に印加する電圧によって前記第１の絶縁体膜面に面接触する第１の領域と、前記第２の絶縁体膜面に面接触する第２の領域と、前記第１の領域と第２の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有することにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極とを有し、
   入力映像信号に基づいて前記第１の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより液晶の配向を位置により制御し、列方向に透過画素の位置と第２の回折格子を形成する位置とを動かすことができる第１の電圧制御機構と、
   前記第１の複数の電極と前記複数の第２の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第２の電圧制御機構と、
   前記光ガイド機構である前記第１の基板と前記第２の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第１の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、
   該光源からの偏光光を、前記第１の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの透過領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第１の電圧制御機構と前記第２の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と
   を備えることを特徴とするバックライト装置。
3. 第１の基板と、該第１の基板とある距離だけ離されて対向配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の２次元平面において行列状に設けられた画素により表示のための照射光を出射するバックライト装置であって、
   前記第１の基板は、前記第２の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第２の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第１の複数の電極と、該電極の前記第２の基板側に設けられた第１の絶縁体膜と、を有し、
   前記第２の基板は、前記第１の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第１の複数の電極との電極対を形成する第２の複数の電極と、前記第２の複数の電極の前記第１の基板側に設けられた第２の絶縁体膜と、を有し、
   前記光ガイド機構は、前記第１の基板と前記第２の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ設けられた前記第１及び第２の複数の電極と同じ方向に延在し、前記第１及び第２の複数の電極に印加する電圧によって前記第１の絶縁体膜面に面接触する第１の領域と、前記第２の絶縁体膜面に面接触する第２の領域と、前記第１の領域と第２の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第１の基板側の面に多数の第１の回折格子を設けることにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、
   入力映像信号に基づいて前記第１の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより液晶の配向を位置により制御し、列方向に透過画素の位置と第２の回折格子を形成する位置とを動かすことができる第１の電圧制御機構と、
   前記第１の複数の電極と前記複数の第２の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第２の電圧制御機構と、
   前記光ガイド機構である前記第１の基板と前記第２の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第１の方向に光を導入する光源を含む光源システムと、
   該光源からの偏光光を、前記第１の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの透過領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第１の電圧制御機構と前記第２の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と
   を備えることを特徴とするバックライト装置。
4. 前記第１又は第２の回折格子は、入射光の波長に対し十分小さいピッチを有していることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のバックライト装置。
5. 前記第１の電圧制御機構は、前記薄膜状電極と前記光透過散乱型液晶パネルとにより画定される複数のストライプ状の液晶層内のそれぞれにおける複数の電気光学特性を得るように、前記複数の電極に印加される電圧のオン/オフ制御することを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のバックライト装置。
6. 前記光源システムから前記第１の方向に導入された光の偏光方向を制御し、前記光透過散乱型液晶基板内の電極間における電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の透過に基づいて所定の画素から前記光を出射させることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載のバックライト装置。
7. 前記第２の電圧制御機構は、前記薄膜状電極を駆動し、前記光源システムから前記第１の方向に導入された偏光光の方向を制御し、前記光透過散乱型液晶の画素に入力させることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載のバックライト装置。
8. 前記光源システムの出力光がｓ偏光の場合に、前記出力光の偏光軸と前記光透過散乱型液晶の偏光軸が入射面に対し垂直の位置にあり、かつ、前記出力光が前記液晶の長軸に対し平行になるように配置することにより、前記光源からの光が前記第１の基板と第２の基板との間を伝搬して行くことを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載のバックライト装置。
9. 前記光源システムの出力光がｐ偏光の場合に、前記出力光の偏光軸と前記光透過散乱型液晶の偏光軸が入射面に対し平行の位置にあり、かつ、前記出力光が前記液晶の長軸に対して平行または所定の角度で反射するように配置することにより、前記光源からの光が前記第１の基板と第２の基板との間を伝搬して行くことを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載のバックライト装置。
10. 前記薄膜状電極と前記第１の基板及び前記第２の基板に配置された前記第１の複数電極及び第２の複数電極の間のそれぞれの絶縁体膜を介してのそれぞれの印加電圧により、前記薄膜状電極を所定の角度で傾斜させ、かつ、それぞれ前記第１の複数電極及び第２の複数電極に対する電圧を印加する位置を可変することにより、前記薄膜状電極の前記傾斜部の位置を調整することを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載のバックライト装置。
11. 前記光源の光束を、矩形かつ扁平に変換し、ｐ偏光又はｓ偏光に片偏光化する機構を有することを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載のバックライト装置。
12. 前記光源システムは入力映像信号により輝度変調可能な光源と第１集光レンズとグラスロッドと偏光変換素子を貼合した第２集光レンズまたは偏光変換素子と波長板を貼合した第２集光レンズとを有していることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載のバックライト装置。
13. 請求項１２において、前記グラスロッドの入出射面を除く面をミラー処理したことを特徴とするバックライト装置。
14. 第１の基板と、該第１の基板とある距離だけ離されて対向配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の２次元平面において行列状に設けられた画素により表示のための照射光を出射するバックライト装置であって、
    前記第１の基板は、前記第２の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第２の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第１の複数の電極と、該電極の前記第２の基板側に設けられた第１の絶縁体膜と、を有し、
    前記第２の基板は、前記第１の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第１の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第１の複数の電極との電極対を形成する第２の複数の電極と、前記第２の複数の電極の前記第１の基板側に設けられた第２の絶縁体膜と、を有し、
    前記光ガイド機構は、前記第１の基板と前記第２の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ設けられた前記第１及び第２の複数電極と同じ方向に延在し、前記第１及び第２の複数電極に印加する電圧によって前記第１の絶縁体膜面に面接触する第１の領域と、前記第２の絶縁体膜面に面接触する第２の領域と、前記第１の領域と第２の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第１及び第２の基板側の両面に多数の第１の回折格子を設けることにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、
    入力映像信号に基づいて前記第１及び第２の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより、透過画素の位置を列方向に画素領域を動かすことができる第１の電圧制御機構と、
    前記第１の複数の電極と前記複数の第２の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第２の電圧制御機構と、
    前記光ガイド機構である前記第１の基板と前記第２の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第１の方向と第２の方向後とから光を導入する光源を含む光源システムと、
    該光源からの偏光光を、前記第１の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの透過領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第１の電圧制御機構と前記第２の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とする両面バックライト装置。
15. 第１の基板と、該第１の基板とある距離だけ離されて対向配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の２次元平面において行列状に設けられた画素により表示のための照射光を出射するバックライト装置であって、
    前記第１の基板は、前記第２の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第２の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第１の複数の電極と、該電極の前記第２の基板側に設けられた第１の絶縁体膜と、を有し、
    前記第２の基板は、前記第１の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第１の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第１の複数の電極との電極対を形成する第２の複数の電極と、前記第２の複数の電極の前記第１の基板側に設けられた第２の絶縁体膜と、を有し、
    前記光ガイド機構は、前記第１の基板と前記第２の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ設けられた前記第１及び第２の複数電極と同じ方向に延在し、前記第１及び第２の複数電極に印加する電圧によって前記第１の絶縁体膜面に面接触する第１の領域と、前記第２の絶縁体膜面に面接触する第２の領域と、前記第１の領域と第２の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有することにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、
    入力映像信号に基づいて前記第１及び第２の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより液晶の配向を位置により制御し、列方向に透過画素の位置と第２の回折格子を形成する位置とを動かすことができる第１の電圧制御機構と、
    前記第１の複数の電極と前記複数の第２の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第２の電圧制御機構と、
    前記光ガイド機構である前記第１の基板と前記第２の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第１の方向と第２の方向とから光を導入する光源を含む光源システムと、
    該光源からの偏光光を、前記第１の電圧制御機構による前記光透過散乱型液晶パネルのうちの透過領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第１の電圧制御機構と前記第２の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とする両面バックライト装置。
16. 第１の基板と、該第１の基板とある距離だけ離されて対向配置される第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に形成される空間に設けられる光ガイド機構と、を有し、基板の２次元平面において行列状に設けられた画素により表示のための照射光を出射するバックライト装置であって、
    前記第１の基板は、前記第２の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第２の基板側に設けられ画素列方向に並んで配置される透明な第１の複数の電極と、該電極の前記第２の基板側に設けられた第１の絶縁体膜と、を有し、
    前記第２の基板は、前記第１の基板とは反対側に設けられる光透過散乱型液晶パネルと、前記第１の基板側に設けられ、画素列方向に並んで配置され前記第１の複数の電極との電極対を形成する第２の複数の電極と、前記第２の複数の電極の前記第１の基板側に設けられた第２の絶縁体膜と、を有し、
    前記光ガイド機構は、前記第１の基板と前記第２の基板に設けられた絶縁体膜間に配置された薄膜状電極であって、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ設けられた前記第１及び第２の複数電極と同じ方向に延在し、前記第１及び第２の複数電極に印加する電圧によって前記第１の絶縁体膜面に面接触する第１の領域と、前記第２の絶縁体膜面に面接触する第２の領域と、前記第１の領域と第２の領域との間で前記基板面に対して傾斜する傾斜面を有するとともに、前記第１の基板側と前記第２の基板側との両面に多数の第１の回折格子を設けることにより光の反射機能を有する帯状の薄膜状電極を有し、
    入力映像信号に基づいて前記第１及び第２の基板に配置された前記光透過散乱型液晶パネルをオンオフさせることにより液晶の配向を位置により制御し、列方向に透過画素の位置と第２の回折格子を形成する位置とを動かすことができる第１の電圧制御機構と、
    前記第１の複数の電極と前記複数の第２の電極とに電圧を印加させて前記薄膜状電極の前記傾斜部を列方向移動させることができる第２の電圧制御機構と、
    前記光ガイド機構である前記第１の基板と前記第２の基板とに配置された絶縁体膜間に前記列方向に進み偏光光を導入する位置に配置され第１の方向と第２の方向とから光を導入する光源を含む光源システムと、
    該光源からの偏光光を、前記第１の電圧制御機構による前記光散乱型液晶パネルのうちの透過領域と、前記傾斜部を形成する領域と、が同じ位置に形成されるように前記第１の電圧制御機構と前記第２の電圧制御機構との電圧印加のタイミングを同期させる同期制御部と、を備えることを特徴とする両面バックライト装置。
17. 前記第１又は第２の回折格子は、入射光の波長に対し十分小さいピッチを有していることを特徴とする請求項１４から１６までのいずれか１項に記載の両面バックライト装置。
18. 前記複数の薄膜状電極と前記複数の薄膜状電極と第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶により画定される複数のストライプ状の液晶層内のそれぞれにおける複数の電気光学特性を得るように、前記複数の電極に印加される電圧のオン/オフ制御する第３の電圧制御機構を有することを特徴とする請求項１４から１７までのいずれか１項に記載の両面バックライト装置。
19. 前記光源システムから前記第１の方向及び第２の方向に導入された光の偏光方向を制御し、第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶基板内の電極間における電圧をオン/オフにより制御される前記光透過散乱型液晶材の透過に基づいて所定の画素から前記光を出射させることを特徴とする請求項１４から１８までのいずれか１項に記載の両面バックライト装置。
20. 前記複数の薄膜状電極を駆動し、前記光源システムから前記第１の方向及び第２の方向に導入された偏光光の方向を制御し、第１の基板側及び第２の基板側に設けられたそれぞれの前記光透過散乱型液晶基板の画素に入力させる第４の電圧制御機構を有することを特徴とする請求項１４から１９までのいずれか１項に記載の両面バックライト装置。
21. 前記光源システムの出力光がｓ偏光の場合に、前記第１の基板側及び第２の基板側において、前記出力光の偏光軸と前記光透過散乱型液晶の偏光軸が入射面に対し垂直の位置にあり、かつ、前記出力光が前記液晶の長軸に対し平行になるように配置することにより、前記第１の方向と前記第２の方向から、それぞれ前記光源システムの出力光が前記第１の基板と第２の基板間を伝搬して行くことを特徴とする請求項１４から２０までのいずれか１項に記載の両面バックライト装置。
22. 前記光源システムの出力光がｐ偏光の場合に、前記第１の基板側及び第２の基板側において、前記出力光の偏光軸と前記光透過散乱型液晶の偏光軸が入射面に対し平行の位置にあり、かつ、前記出力光が前記液晶の長軸に対して平行または所定の角度で反射するように配置することにより、前記第１の方向と前記第２の方向から、それぞれ前記光源システムの出力光が前記第１の基板と第２の基板間を伝搬して行くことを特徴とする請求項１４から２０までのいずれか１項に記載の両面バックライト装置。
23. 前記第１及び第２の方向に伝搬させるそれぞれの前記光源システムからの光源の光束を矩形かつ扁平に変換し、ｐ偏光またはｓ偏光に片偏光化する機構を有することを特徴とする請求項１４から２２までのいずれか１項に記載の両面バックライト装置。
24. 前記第１の基板と前記第２の基板側のそれぞれの前記光透過散乱型液晶基板の側壁に配置された側面電極対は、互いに所定の幅だけオーバーラップした状態で隣接し、該オーバーラップした領域に絶縁体が介挿されていることを特徴とする請求項１４から２３までのいずれか１項に記載の両面バックライト装置。
25. 前記光源システムは、それぞれ第１の方向の出力光及び第２の方向の出力光を入力映像信号により輝度変調可能な光源と第１集光レンズとグラスロッドと偏光変換素子を貼合した第２集光レンズまたは偏光変換素子と波長板を貼合した第２集光レンズとを有していることを特徴とする請求項１４から２３までのいずれか１項に記載の両面バックライト装置。
26. 前記制御部は、前記入力映像信号に応じ、前記第１基板面と前記第２基板面とに挟まれる同じ位置にある画素から前記光源光を同時に出力制御可能な制御を行うことを特徴とする請求項２５に記載の両面バックライト装置。
27. 入力映像信号により輝度変調可能な光源システムと、該光源システムの出力光を前記薄膜状電極で反射させ、前記光透過散乱型液晶基板に入力し、所定の水平走査ラインを構成する画素に出力し、線順次走査で画像を表示再生させるシステムにおいて用いられ、請求項１４から２６までのいずれか１項の両面バックライト装置と、
    前記光透過散乱型液晶を封止して形成した各Ｒ、Ｇ、Ｂ画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置された前記薄膜状電極と、
    該第１の基板及び第２基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
    該制御機構により前記出力偏光光の第１及び第２の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の透過に基づいて所望の画素から発光させることを特徴とする両面バックライト装置。
28. 入力映像信号により輝度変調可能な光源システムと、該光源システムの出力光を前記薄膜状電極で反射させ、前記光透過散乱型液晶基板に入力し、所定の水平走査ラインを構成する画素に出力し、線順次走査で画像を表示再生させるシステムであって、
    光透過散乱型液晶を封止して形成した各Ｒ、Ｇ、Ｂ画素毎に、前記出射光の入射方向を避けた位置に直交傾斜配置された前記薄膜状電極と、
    該第１の基板及び第２基板と前記薄膜電極とのそれぞれをオン/オフ制御する制御機構と、を有し、
    該制御機構により前記出力偏光光の第１及び第２の方向を制御することにより得られた前記光透過散乱型液晶の透過に基づいて所望の画素から発光させることが可能なシステムにおいて、前記光透過散乱型液晶の配向を前記出力偏光光源光の偏光軸に対して水平または垂直に切換可能な構成を特徴とする請求項１４から２６までのいずれか１項に記載の両面バックライト装置。

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