TWI545377B - Lighting device and display device - Google Patents

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TWI545377B
TWI545377B TW102114673A TW102114673A TWI545377B TW I545377 B TWI545377 B TW I545377B TW 102114673 A TW102114673 A TW 102114673A TW 102114673 A TW102114673 A TW 102114673A TW I545377 B TWI545377 B TW I545377B
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Akira Ebisui
Harumi Sato
Kentaro Okuyama
Shogo Shinkai
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Sony Corp
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Description

照明裝置及顯示裝置
本技術係關於一種包含對光顯示散射性或透明性之光調變元件之照明裝置及顯示裝置。
近年來,液晶顯示器之高畫質化及節能化急速發展,提出有藉由對背光之光強度進行局部調變而實現暗處對比度之提高之方式。該方法主要係對用作背光之光源之發光二極體(LED;Light Emitting Diode)進行局部驅動,且配合顯示圖像而對背光光進行調變。又,於大型液晶顯示器中,與小型液晶顯示器同樣地強烈要求薄型化,從而受到注目的是於導光板之端部配置光源之邊緣照明方式,而並非將冷陰極管(CCFL;Cold Cathode Fluorescent Lamp)或LED配置於液晶面板之正下方之方式。
本申請人於該邊緣照明方式中,實現對背光光之光強度進行局部調變之局部驅動,例如揭示於專利文獻1等中。於專利文獻1中,為實現上述局部驅動,使用有高分子分散液晶(PDLC;Polymer Dispersed Liquid Crystal)。於專利文獻1中,PDLC係藉由將液晶材料、與具有配向性及聚合性之低分子材料加以混合,且以紫外線照射引起相分離而形成者,並成為使液晶材料分散於條帶狀結構之高分子材料中之複合層。該PDLC根據無電壓施加時之配向性,分類為水平配向型、垂直配向型、及各向同性型。其中,水平配向型可獲得高亮度且高對比度,於該點上最適於背光。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2011-142065號公報
上述之水平配向型之PDLC中,高分子材料與液晶材料之界面係於條帶狀結構之短軸方向上密集地形成,且於條帶狀結構之長軸方向上疏散地形成。因此,於條帶狀結構在與光入射面平行之方向上延伸之情形時,於PDLC內在上述條帶狀結構之短軸方向上傳播之光會以條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期入射至界面,其結果為產生較大之散射。另一方面,於PDLC內在上述條帶狀結構之長軸方向上傳播之光入射至界面之機會較少,故而不太會產生散射。
進而,於PDLC內在條帶狀結構之短軸方向且相對於光入射面垂直之方向(以下,稱為「X方向」)上傳播之光會以條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸之週期,一面感受到液晶材料之非常光折射率與高分子材料之常光折射率之差、及液晶材料之常光折射率與高分子材料之非常光折射率之差一面進行傳播。另一方面,於PDLC內在上述條帶狀結構之長軸方向(以下,稱為「Y方向」)或PDLC之厚度方向(以下,稱為「Z方向」)上傳播之光會一面僅感受到液晶材料之非常光折射率與高分子材料之常光折射率之差、或者液晶材料之常光折射率與高分子材料之非常光折射率之差一面進行傳播。因此,於PDLC內在X方向上傳播之光會產生較大之散射,於PDLC內在Y方向或Z方向上傳播之光不太會產生散射。
如上所述,於水平配向型之PDLC中,根據上述2個因素,在X方向上傳播之光與在Y方向或Z方向上傳播之光於散射方面具有各向異性。其結果為,在Z方向上傳播之光於破壞導光條件之方向上優先散射,光提取效率變高,故而可獲得高亮度及高對比度。
然而,將水平配向型之PDLC應用於邊緣照明方式之背光之情形時,由於在X方向上傳播之光與在Y方向上傳播之光於散射方面具有各向異性,故而亮度分佈易變得不均勻。尤其於線狀光源內之各個點狀光源之排列間距為疏散時,於線狀光源附近會產生明暗條紋,該點存在改善之餘地。
因此,期望提供一種可一面維持高亮度、一面降低因光源之排列而引起之明暗條紋之對比度的照明裝置及包含其之顯示裝置。
本技術之實施形態之照明裝置包含:第1透明基板及第2透明基板,其等相隔開且彼此對向配置;光源,其對第1透明基板之端面照射光;及光調變層,其設置於第1透明基板及第2透明基板之間隙中。光調變層係根據電場之大小而對來自光源之光顯示散射性或透明性者,且包含:第1區域,其具有光學各向異性並且對電場之響應性相對較高;及第2區域,其具有光學各向異性並且對電場之響應性相對較低。此處,將對在與光入射面垂直之方向(以下,稱為「第1方向」)上傳播之光之散射(以下,稱為「第1散射」)的大小設為A。將對在與第1透明基板垂直之方向(以下,稱為「第2方向」)上傳播之光之散射(以下,稱為「第2散射」)的大小設為B。將對在與光入射面平行之方向、且與第1透明基板之表面平行之方向(以下,稱為「第3方向」)上傳播之光之散射(以下,稱為「第3散射」)的大小設為C。將光調變層中偏靠光源之第3區域中之第1散射之大小設為A1。將第3區域中之第3散射之大小設為C1。將光調變層中遠離光源之第4區域中之第1散射之大小設為A2。將第4區域中之第3散射之大小設為C2。此時,光調變層成為於該光調變層顯示散射性時滿足下述式之構成。
A>B>C
A1/C1<A2/C2
本技術之實施形態之顯示裝置包含:顯示面板,其藉由對光進 行調變而顯示影像;及照明裝置,其自背後對顯示面板進行照明。該顯示裝置中包含之照明裝置具有與上述照明裝置相同之構成要素。
本技術之實施形態之照明裝置及顯示裝置中,光調變層成為於該光調變層顯示散射性時滿足上述式之構成。藉此,於第1方向上傳播之光、及於第3方向上傳播之光之各向異性散射於光源附近得以緩和。
根據本技術之實施形態之照明裝置及顯示裝置,使光調變層為於該光調變層顯示散射性時滿足上述式之構成,因此可於光源附近緩和上述各向異性散射。此處,因光源之排列而引起之明暗條紋係由於第1散射與第3散射之差較大而引起。因此,藉由於光源附近緩和上述各向異性散射,可降低因光源之排列而引起之明暗條紋之對比度。 又,本技術之照明裝置及顯示裝置中,於光調變層中之僅光源附近使上述各向異性散射緩和,因此與於光調變層整體中使上述各向異性散射緩和之情形相比,可獲得高亮度。進而,本技術之照明裝置及顯示裝置中,第2散射較第3散射強,故而來自光源之光於破壞導光條件之方向上優先散射,光提取效率變高。因此,本技術之照明裝置及顯示裝置中,可一面維持高亮度,一面降低因光源之排列而引起之明暗條紋之對比度。
1、2、3、4、5、6‧‧‧照明裝置
1A‧‧‧光出射面
7‧‧‧顯示裝置
8‧‧‧顯示面板
10‧‧‧導光板
10A‧‧‧光入射面
20‧‧‧光源
30、60、70、80、90、91‧‧‧光調變元件
30-1‧‧‧光調變單元
30a‧‧‧附近區域
30b‧‧‧遠方區域
30A‧‧‧透明區域
30B‧‧‧散射區域
30C、30D‧‧‧轉移區域
31、37‧‧‧透明基板
32‧‧‧下側電極
32A、36A‧‧‧部分電極
32E‧‧‧透明導電膜
33、35、65、73、75‧‧‧配向膜
34、64、74、84、94、98‧‧‧光調變層
34A、64A、74A、84A、94A、98A‧‧‧高分子區域
34B、64B、74B、84B、94B、98B‧‧‧液晶區域
36‧‧‧上側電極
38、94‧‧‧間隔物
39‧‧‧密封劑圖案
40‧‧‧反射板
44‧‧‧混合物
50‧‧‧驅動電路
92‧‧‧光學片材
93‧‧‧匹配油
134A、134B、164A、164B、174A、174B、184A、184B‧‧‧橢球
AX1、AX2、AX3、AX4、AX5、AX6、AX7、AX8‧‧‧光軸
L‧‧‧光
L3‧‧‧紫外線
Ph1~Ph12、Pv1~Pv6‧‧‧週期
θ1‧‧‧角度
圖1係表示本技術之一實施形態之照明裝置之概略構成之一例之圖。
圖2係表示圖1之光調變元件之XZ平面上之剖面構成之一例之圖。
圖3係表示圖2之配向膜之配向方向之平面圖。
圖4係表示圖2之光調變層之XY平面上之剖面構成之一例之圖。
圖5A係表示圖2之光調變層之附近區域之結構上之週期之一例之 圖。
圖5B係表示圖2之光調變層之附近區域之結構上之週期之另一例之圖。
圖6A係表示圖2之光調變層之遠方區域之結構上之週期之一例之圖。
圖6B係表示圖2之光調變層之遠方區域之結構上之週期之另一例之圖。
圖7係表示圖2之光調變層之高分子區域之比率之一例之圖。
圖8係表示圖2之光調變層之高分子區域之比率之另一例之圖
圖9係表示圖2之光調變層之高分子區域之比率之又一例之圖。
圖10係模式性表示圖1之光調變元件之作用之一例之圖。
圖11係模式性表示圖1之光調變元件之作用之另一例之圖。
圖12A、B係模式性表示圖1之照明裝置之作用之一例之圖。
圖13係表示紫外線強度或紫外線累積量之一例之圖。
圖14係表示紫外線強度或紫外線累積量之另一例之圖。
圖15係表示紫外線強度或紫外線累積量之又一例之圖。
圖16A~C係表示圖1之光調變元件之製造方法之一例之圖。
圖17A~C係表示繼圖16後之製造步驟之圖。
圖18A~C係表示繼圖17後之製造步驟之圖。
圖19係表示本技術之第2實施形態之照明裝置之概略構成之一例之圖。
圖20係表示圖19之光調變元件之XZ平面上之剖面構成之一例之圖。
圖21係表示圖20之配向膜之配向方向之一例之平面圖。
圖22係表示圖20之配向膜之配向方向之另一例之平面圖。
圖23係表示圖20之光調變層之XY平面上之剖面構成之一例之 圖。
圖24係表示圖20之光調變層之XY平面上之剖面構成之另一例之圖。
圖25A係表示圖20之光調變層之附近區域之結構上之週期之一例之圖。
圖25B係表示圖20之光調變層之附近區域之結構上之週期之另一例之圖。
圖26A係表示圖20之光調變層之遠方區域之結構上之週期之一例之圖。
圖26B係表示圖20之光調變層之遠方區域之結構上之週期之另一例之圖。
圖27係表示圖20之光調變層之高分子區域之比率之一例之圖。
圖28係模式性表示圖19之光調變元件之遠方區域之作用之一例之圖。
圖29係模式性表示圖19之光調變元件之遠方區域之作用之另一例之圖。
圖30係模式性表示圖19之光調變元件之附近區域之作用之一例之圖。
圖31係模式性表示圖19之光調變元件之附近區域之作用之另一例之圖。
圖32係表示本技術之第3實施形態之照明裝置之概略構成之一例之圖。
圖33係表示圖32之光調變元件之XZ平面上之剖面構成之一例之圖。
圖34係表示圖33之配向膜之配向方向之一例之平面圖。
圖35係表示圖33之配向膜之配向方向之另一例之平面圖。
圖36係表示圖33之光調變層之XY平面上之剖面構成之一例之圖。
圖37A係表示圖33之光調變層之附近區域之結構上之週期之一例之圖。
圖37B係表示圖33之光調變層之附近區域之結構上之週期之另一例之圖。
圖38A係表示圖33之光調變層之遠方區域之結構上之週期之一例之圖。
圖38B係表示圖33之光調變層之遠方區域之結構上之週期之另一例之圖。
圖39係表示圖33之光調變層之高分子區域之比率之一例之圖。
圖40係模式性表示圖32之光調變元件之遠方區域之作用之一例之圖。
圖41係模式性表示圖32之光調變元件之遠方區域之作用之另一例之圖。
圖42係模式性表示圖32之光調變元件之附近區域之作用之一例之圖。
圖43係模式性表示圖32之光調變元件之附近區域之作用之另一例之圖。
圖44係表示本技術之第4實施形態之照明裝置之概略構成之一例之圖。
圖45係表示圖44之光調變元件之XZ平面上之剖面構成之一例之圖。
圖46係表示圖45之配向膜之配向方向之一例之平面圖。
圖47係表示圖45之配向膜之配向方向之另一例之平面圖。
圖48係表示圖45之光調變層之XY平面上之剖面構成之一例之 圖。
圖49係表示圖45之光調變層之XY平面上之剖面構成之另一例之圖。
圖50A係表示圖45之光調變層之附近區域之結構上之週期之一例之圖。
圖50B係表示圖45之光調變層之附近區域之結構上之週期之另一例之圖。
圖51A係表示圖45之光調變層之遠方區域之結構上之週期之一例之圖。
圖51B係表示圖45之光調變層之遠方區域之結構上之週期之另一例之圖。
圖52係表示圖45之光調變層之高分子區域之比率之一例之圖。
圖53係模式性表示圖44之光調變元件之遠方區域之作用之一例之圖。
圖54係模式性表示圖44之光調變元件之遠方區域之作用之另一例之圖。
圖55係模式性表示圖44之光調變元件之附近區域之作用之一例之圖。
圖56係模式性表示圖44之光調變元件之附近區域之作用之另一例之圖。
圖57係表示本技術之第5實施形態之照明裝置之概略構成之一例之圖。
圖58係表示圖57之光調變元件之XZ平面上之剖面構成之一例之圖。
圖59係表示本技術之第6實施形態之照明裝置之概略構成之一例之圖。
圖60係表示圖59之光調變元件之XZ平面上之剖面構成之一例之圖。
圖61係表示高分子區域之配向性之一例之圖。
圖62係表示高分子區域之配向性之另一例之圖。
圖63係表示高分子區域之配向性之又一例之圖。
圖64係表示圖1、圖19、圖32、圖44、圖57、圖59之照明裝置之概略構成之第1變化例之圖。
圖65係表示圖1、圖19、圖32、圖44、圖57、圖59之照明裝置之概略構成之第2變化例之圖。
圖66係表示圖1、圖19、圖32、圖44、圖57、圖59之照明裝置之概略構成之第3變化例之圖。
圖67係表示圖1、圖19、圖32、圖44、圖57、圖59之照明裝置之概略構成之第4變化例之圖。
圖68係表示圖1、圖19、圖32、圖44、圖57、圖59之照明裝置之概略構成之第5變化例之圖。
圖69係表示圖1、圖19、圖32、圖44、圖57、圖59之照明裝置之導光板或透明基板之第1變化例之圖。
圖70係表示圖1、圖19、圖32、圖44、圖57、圖59之照明裝置之導光板或透明基板之第2變化例之圖。
圖71係表示圖1、圖19、圖32、圖44、圖57、圖59之照明裝置之導光板或透明基板之第3變化例之圖。
圖72係表示本技術之第7實施形態之顯示裝置之一例之圖。
以下,參照圖式對用以實施發明之形態詳細地進行說明。再者,說明係按以下之順序進行。
1.第1實施形態(照明裝置)
使用有2個水平配向膜(0°配向)之例
使用有高分子區域之比率根據與光源相隔之距離而不同之光調變層之例
2.第2實施形態(照明裝置)
使用有水平配向膜(0°配向)、及垂直配向膜與水平配向膜(0°配向)之混合膜之例
3.第3實施形態(照明裝置)
使用有2個水平配向膜(0°配向、θ1配向)之例
4.第4實施形態(照明裝置)
使用有水平配向膜(0°配向、θ1配向)、與水平配向膜(0°配向)之例
5.第5實施形態(照明裝置)
使用有高分子區域之材料根據與光源相隔之距離而不同之光調變層之例
6.第6實施形態(照明裝置)
使用有高分子區域之配向性根據與光源相隔之距離而不同之光調變層之例
7.變化例(照明裝置) 8.第7實施形態(顯示裝置) <1.第1實施形態> [構成]
圖1係表示本技術之第1實施形態之照明裝置1之剖面構成之一例者。圖2係表示圖1之照明裝置1內之光調變元件30之概略構成之一例之剖面圖。再者,圖1、圖2係模式性表示者,並不限於與實際之尺寸或形狀為相同。照明裝置1係自上表面輸出照明光者,例如係用於自背後對液晶顯示面板等進行照明之用途等者。照明裝置1例如包含: 導光板10;配置於導光板10之側面之光源20;配置於導光板10之背後之光調變元件30及反射板40;以及驅動光調變元件30之驅動電路50。
導光板10係將來自配置於導光板10之側面之光源20之光引導至照明裝置1之上表面者。導光板10成為與配置於導光板10之上表面之顯示面板(未圖示)對應之形狀,例如成為由上表面、下表面及側面包圍之長方體狀。再者,以下將導光板10之側面中的來自光源20之光所入射之側面稱為光入射面10A。導光板10例如於上表面及下表面中之至少一面,具有特定之圖案化之形狀,且具有使自光入射面10A入射之光散射並均勻化之功能。導光板10例如亦作為支持配置於顯示面板與照明裝置1之間之光學片材(例如擴散板、擴散片材、透鏡膜、偏光分離片材等)之支持體而發揮功能。導光板10例如包含聚碳酸酯樹脂(PC)或丙烯酸系樹脂(聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等透明熱塑性樹脂而構成。
光源20係對導光板10之側面照射光者。光源20為線狀光源,具體而言係由將複數個LED配置成一行者構成。LED較佳為白色LED。再者,複數個LED例如亦可包含紅色LED、綠色LED及藍色LED而構成。例如圖1所示,光源20僅設置於導光板10之一側面。再者,光源20例如亦可設置於導光板10之兩側面,此情形未圖示。
反射板40係使自導光板10之背後經由光調變元件30而漏出之光返回至導光板10側者,例如具有反射、擴散、散射等功能。藉此,可有效率地利用來自光源20之射出光,又,亦有助於正面亮度之提高。該反射板40例如包含發泡PET(聚對苯二甲酸乙二酯)或銀蒸鍍膜、多層膜反射膜、白色PET等。
於本實施形態中,光調變元件30不經由空氣層而密接於導光板10之背後(下表面),例如經由接著劑(未圖示)而接著於導光板10之背後。例如圖2所示,光調變元件30係自反射板40側起依序配置有透明 基板31、下側電極32、配向膜33、光調變層34、配向膜35、上側電極36及透明基板37者。
透明基板31、37係相隔開且彼此對向配置者。透明基板31、37為支持光調變層34者,一般而言,包含相對於可見光為透明之基板,例如玻璃板、或塑膠膜。下側電極32係設置於透明基板31中之與透明基板37之對向面上者。下側電極32及上側電極36例如包含透明之導電性材料,例如氧化銦錫(ITO;Indium Tin Oxide)。透明之導電性材料較佳為可見光之吸收儘可能小之材料。
下側電極32例如係將於面內之一方向上延伸之帶狀之複數個部分電極32A彼此並列配置而成者。上側電極36係設置於透明基板37中之與透明基板31之對向面上者。上側電極36例如係將於面內之一方向、且與部分電極32A之延伸方向交叉(正交)之方向上延伸之帶狀之複數個部分電極36A彼此並列配置而成者。
下側電極32及上側電極36之圖案取決於驅動方式。例如,於該等成為如上所述之將帶狀之部分電極並列配置而成者之情形時,例如可對各部分電極進行單純矩陣驅動。於一電極成為片狀(實體膜)、且另一電極成為微小之方形狀之情形時,例如可對各電極進行主動矩陣驅動。又,於一電極成為片狀(實體膜)、且另一電極成為附有微細引出線之塊狀之情形時,例如可將各分割塊以區段方式進行驅動。
自光調變元件30之法線方向觀察下側電極32及上側電極36時,光調變元件30中之與下側電極32及上側電極36彼此對向之部位對應之部分構成光調變單元30-1。各光調變單元30-1係可藉由對下側電極32及上側電極36施加特定之電壓而個別獨立地驅動者,根據施加至下側電極32及上側電極36之電壓值之大小,對來自光源20之光顯示透明性、或顯示散射性。再者,關於透明性、散射性,於說明光調變層34時詳細地進行說明。
配向膜33、35係以夾隔光調變層34之方式而配置。配向膜33、35例如係使光調變層34中使用之液晶或單體配向者。作為配向膜之種類,例如有垂直配向膜及水平配向膜,於本實施形態中,配向膜33、35係使用水平配向膜。如圖3所示,用於配向膜33、35之水平配向膜均在與光入射面10A(或線狀光源)平行或大致平行之方向上具有配向方向。在用於配向膜33、35之水平配向膜係使用摩擦處理而形成者之情形時,配向膜33、35之摩擦方向朝向與光入射面10A(或線狀光源)平行之方向。
作為水平配向膜,可列舉例如藉由對聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚乙烯醇等進行摩擦處理而形成之配向膜、藉由轉印或蝕刻等而賦予槽形狀之配向膜。又,作為水平配向膜,可列舉例如藉由對氧化矽等無機材料進行斜向蒸鍍而形成之配向膜、藉由離子束照射而形成之類鑽碳配向膜、形成有電極圖案狹縫之配向膜。於使用塑膠膜作為透明基板31、37之情形時,較佳為於製造步驟中,在透明基板31、37之表面塗佈配向膜33、35後之焙燒溫度儘可能低,故而作為配向膜33、35,較佳為使用可於100℃以下之溫度下形成之聚醯胺醯亞胺。
再者,作為水平配向膜,較佳為使用具有對與該水平配向膜接觸之液晶分子賦予預傾斜之功能者。作為使水平配向膜顯現預傾斜功能之方法,可列舉例如摩擦等。所謂預傾斜係指例如與配向膜接近之液晶分子之長軸與「平行於配向膜之表面之面」或「配向膜之法線」以微小之角度交叉。上述水平配向膜較佳為例如具有如下功能:使與該水平配向膜接近之液晶分子之長軸於與光入射面10A平行之面內且與該水平配向膜之表面以微小之角度交叉。具有此種功能之水平配向膜例如可藉由使摩擦方向與光入射面10A平行而實現。
用於配向膜33、35之水平配向膜只要具有使液晶與單體配向之功能便足夠,無需通常之液晶顯示器所要求之電壓之重複施加之可靠 性等。其原因在於,器件製成後之電壓施加之可靠性係由將單體聚合而成者與液晶之界面而決定。又,即便不使用配向膜,藉由例如對下側電極32及上側電極36間施加電場或磁場,亦可使光調變層34中使用之液晶或單體配向。即,可一面對下側電極32及上側電極36間施加電場或磁場,一面進行紫外線照射而使電壓施加狀態下之液晶或單體之配向狀態固定。於使用電壓代替配向膜之形成之情形時,可形成配向用與驅動用各自之電極,或者可對液晶材料使用介電各向異性之符號根據頻率而反轉之雙頻液晶等。又,於使用磁場代替配向膜之形成之情形時,作為配向膜,較佳為使用磁化率各向異性較大之材料,例如較佳為使用苯環較多之材料。
光調變層34係根據電場之大小而對來自光源20之光整體地或局部地顯示散射性或透明性者。例如在部分電極32A與部分電極36A間未施加電壓時(以下,簡稱為「無電壓施加時」),光調變層34對來自光源20之光顯示透明性。進而,例如在部分電極32A與部分電極36A間施加有電壓時(以下,簡稱為「電壓施加時」),光調變層34對來自光源20之光顯示散射性。本說明書中,所謂「無電壓施加時」係指亦包含施加有較使光調變層34顯示散射性之電壓小之電壓、且使光調變層34顯示透明性之電壓時之概念。本說明書中,「電壓施加時」係指施加有使光調變層34顯示散射性之電壓時。
例如圖2所示,光調變層34成為包含高分子區域34A、及分散於高分子區域34A內之複數個液晶區域34B之複合層。高分子區域34A及液晶區域34B具有形狀各向異性,進而,亦具有光學各向異性。再者,液晶區域34B相當於本技術之第1區域之一具體例,高分子區域34A相當於本技術之第2區域之一具體例。
(形狀各向異性)
圖4係表示光調變層34之XY平面上之剖面構成之一例者。高分子 區域34A及液晶區域34B均在與光入射面10A平行或大致平行之方向、且與透明基板31之表面平行或大致平行之方向上延伸。即,高分子區域34A及液晶區域34B均在與線狀光源平行或大致平行之方向上延伸。高分子區域34A及液晶區域34B例如均自光調變層30之一端跨至另一端連續地延伸、或間斷地延伸。又,例如圖4所示,高分子區域34A及液晶區域34B係在與光入射面10A正交之方向上交替排列而配置。
圖5A、圖5B係表示光調變層34中偏靠光源20之區域(附近區域30a)中之X軸方向、Y軸方向、Z軸方向之結構上之週期者。圖6A、圖6B係表示光調變層34中遠離光源20之區域(遠方區域30b)中之X軸方向、Y軸方向、Z軸方向之結構上之週期者。再者,附近區域30a相當於本技術之第3區域之一具體例,遠方區域30b相當於本技術之第4區域之一具體例。
於光調變層34中,X軸方向、Y軸方向及Z軸方向中之至少X軸方向之結構上之週期根據與光源20相隔之距離而不同,且於附近區域30a與遠方區域30b中彼此不同。例如圖5A、圖5B所示,光調變層34於附近區域30a中,具有X軸方向上週期為Ph2、Y軸方向上週期為Ph1、Z軸方向上週期為Pv1之規則之結構。又,例如圖6A、圖6B所示,光調變層34於遠方區域30b中,具有X軸方向上週期為Ph4、Y軸方向上週期為Ph3、Z軸方向上週期為Pv2之規則之結構。
於附近區域30a及遠方區域30b中,高分子區域34A與液晶區域34B之界面在與配向膜33、35之配向方向正交之方向上相對密集地形成,且在配向膜33、35之配向方向上相對疏散地形成。進而,高分子區域34A與液晶區域34B之界面於附近區域30a中較遠方區域30b中疏散地配置。光調變層34內之結構上之週期例如可藉由調整製造過程中之紫外線之照射方式、或所照射之紫外線之偏光成分、光調變層34之 原料中包含之低分子單體之重量比等而調整。再者,關於光調變層34內之結構上之週期之具體調整方法,於之後詳細描述。
高分子區域34A占光調變層34之比率α1根據與光源20相隔之距離而不同,且於附近區域30a與遠方區域30b中彼此不同。例如圖7~圖9所示,比率α1於附近區域30a中相對較低,於遠方區域30b中相對變高。
例如圖7所示,比率α1於附近區域30a中成為固定值(a%),於遠方區域30b中成為大於a%之固定值(b%)。例如圖8所示,比率α1亦可於附近區域30a中隨著自光源20遠離而自c%向b%平滑地上升,且於遠方區域30b中成為固定值(b%)。再者,c%可與a%相同,亦可低於或高於a%。又,如圖9所示,比率α1亦於附近區域30a中隨著自光源20遠離而自c%向b%間斷地(呈階梯狀)上升,且於遠方區域30b中成為固定值(b%)。
高分子區域34A及液晶區域34B對電場之響應速度彼此不同。高分子區域34A對電場之響應性相對較低,液晶區域34B對電場之響應性相對較高。高分子區域34A係包含高分子材料而構成。高分子區域34A例如成為對電場不響應之條帶狀結構或多孔質結構,或者成為具有較液晶區域34B之響應速度慢之響應速度之棒狀結構。高分子區域34A中之條帶狀結構、多孔質結構或棒狀結構係在與光入射面10A平行或大致平行之方向、且與透明基板31之表面平行或大致平行之方向上延伸。即,高分子區域34A中之條帶狀結構、多孔質結構或棒狀結構係在與線狀光源平行或大致平行之方向上延伸。
高分子區域34A係藉由使低分子單體聚合化所得之高分子材料而形成。高分子區域34A係藉由以熱及光中之至少一者使沿配向膜33、35之配向方向進行配向且具有配向性及聚合性之低分子單體聚合而形成。液晶區域34B係包含液晶材料而構成,且具有較高分子區域34A 之響應速度充分快之響應速度。液晶區域34B內所包含之液晶材料(液晶分子)例如為棒狀分子。作為液晶區域34B內所包含之液晶分子,較佳為使用具有正介電各向異性者(所謂正型液晶)。
上述低分子單體較佳為具有配向性及聚合性之低分子單體。作為具有配向性及聚合性之低分子單體,只要具有光學各向異性、且為會與液晶複合之材料即可,於本實施形態中較佳為以紫外線進行硬化之低分子單體。由於較佳為於無電壓施加之狀態下,液晶與藉由使低分子單體聚合化而形成者(高分子材料)之光學各向異性之方向一致,故而較佳為於紫外線硬化前,液晶與低分子單體於同一方向上配向。 作為液晶區域34B而使用液晶之情形時,當該液晶為棒狀分子時,較佳為所使用之低分子單體之形狀亦為棒狀。根據以上所述,作為低分子單體,較佳為使用一併具有聚合性與液晶性者(一併具有聚合性及液晶性之低分子單體)。一併具有聚合性及液晶性之低分子單體中,例如作為聚合性官能基,較佳為具有選自由丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、乙烯醚基及環氧基所組成之群中之至少1個官能基。該等官能基可藉由照射紫外線、紅外線或電子束、或者進行加熱而聚合。為抑制紫外線照射時之配向度降低,亦可添加具有多官能基之液晶性材料。於將高分子區域34A形成為上述條帶狀結構之情形時,作為光調變層34之原料,較佳為使用2官能之單體(一併具有聚合性及液晶性之低分子單體)。又,對於高分子區域34A之原料,可以調整顯示液晶性之溫度為目的而添加單官能單體,或者以提高交聯密度為目的而添加3官能以上之單體。
(光學各向異性)
圖10係模式性表示無電壓施加時之高分子區域34A及液晶區域34B內之配向狀態之一例者。圖10中之橢球134A係表示顯示無電壓施加時之高分子區域34A之折射率各向異性之折射率橢球之一例者。圖 10中之橢球134B係表示顯示無電壓施加時之液晶區域34B之折射率各向異性之折射率橢球之一例者。該折射率橢球係以張量橢球表示自各個方向入射之直線偏光之折射率者,且係可藉由觀察自光入射之方向之橢球之剖面而幾何上獲知折射率者。
圖11係模式性表示電壓施加時之高分子區域34A及液晶區域34B內之配向狀態之一例者。圖11中之橢球134A係表示顯示電壓施加時之高分子區域34A之折射率各向異性之折射率橢球之一例者。圖11中之橢球134B係表示顯示電壓施加時之液晶區域34B之折射率各向異性之折射率橢球之一例者。
例如圖10所示,高分子區域34A及液晶區域34B於無電壓施加時成為如下構成:高分子區域34A之光軸AX1(具體而言,為橢球134A之長軸)及液晶區域34B之光軸AX2(具體而言,為橢球134B之長軸)之朝向彼此一致(成為平行)。再者,所謂光軸AX1、AX2係指與不論偏光方向如何折射率均成為一個值之光線之行進方向平行之線。又,於無電壓施加時,光軸AX1及光軸AX2之朝向無需始終彼此一致,光軸AX1之朝向與光軸AX2之朝向亦可因例如製造誤差等而稍有偏差。
液晶區域34B中,於無電壓施加時,光軸AX2與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面成平行或大致平行。於配向膜33、35具有預傾斜功能之情形時,於無電壓施加時,光軸AX2與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面以特定之預傾角交叉。
另一方面,高分子區域34A中,光軸AX1無論有無電壓施加均成為固定。具體而言,光軸AX1與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面成平行或大致平行。即,於無電壓施加時,光軸AX1與光軸AX2成平行或大致平行。於配向膜33、35具有預傾斜功能之情形時,光軸AX1與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透 明基板31之表面以特定之預傾角交叉。即,該情形時,於無電壓施加時,光軸AX1亦與光軸AX2成平行或大致平行。
較佳為高分子區域34A及液晶區域34B之常光折射率彼此相等,且高分子區域34A及液晶區域34B之非常光折射率彼此相等。該情形時,例如於無電壓施加時,所有方向上幾乎不存在折射率差,可獲得較高之透明性。藉此,例如來自光源20之光不會於光調變層34內散射,而是透過光調變層34。其結果為,例如圖12A、圖12B所示,來自光源20之光L(來自傾斜方向之光)於光調變元件30內在成為透明之區域(透明區域30A)中傳播,且在光調變元件30與空氣之界面處發生全反射,從而透明區域30A之亮度(黑顯示之亮度)與使亮度均勻之情形(圖12B中之一點鏈線)相比下降。再者,圖12B之圖表係於如圖12A所示般導光板10上配置有擴散片材(未圖示)之狀態下計測正面亮度時者。
又,例如圖11所示,高分子區域34A及液晶區域34B於電壓施加時,成為光軸AX1及光軸AX2之朝向彼此不同(交叉或正交)之構成。具體而言,液晶區域34B中,於電壓施加時,光軸AX2與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之法線成平行或大致平行。
因此,光調變層34中,於電壓施加時,所有方向上折射率差變大,可獲得較高之散射性。藉此,例如來自光源20之光於光調變層34內散射。其結果為,例如圖12A、圖12B所示,來自光源20之光L(來自傾斜方向之光)於光調變元件30內在成為散射狀態之區域(散射區域30B)中散射,且該散射光直接入射至導光板10,或者經反射板40反射後入射至導光板10,並自導光板10之上表面(光出射面)出射。因此,散射區域30B之亮度與使亮度均勻之情形(圖12B中之一點鏈線)相比變得極高,而且,局部之白顯示之亮度(亮度突增)變大相當於透明區域 30A之亮度下降之量。
再者,高分子區域34A及液晶區域34B之常光折射率亦可因例如製造誤差等而稍有偏差,例如較佳為0.1以下,更佳為0.05以下。又,高分子區域34A及液晶區域34B之非常光折射率亦可因例如製造誤差等而稍有偏差,例如較佳為0.1以下,更佳為0.05以下。
又,高分子區域34A之折射率差(=非常光折射率-常光折射率)、及液晶區域34B之折射率差(=非常光折射率-常光折射率)宜儘可能大,較佳為0.05以上,更佳為0.1以上,進而更佳為0.15以上。其原因在於,於高分子區域34A及液晶區域34B之折射率差較大之情形時,光調變層34之散射能力變高,可容易地破壞導光條件,從而易提取來自導光板10之光。
驅動電路50係藉由控制對各光調變單元30-1之一對電極(部分電極32A、36A)施加之電壓,而控制各光調變單元30-1之發光、非發光。
(各向異性散射)
其次,對本實施形態之各向異性散射進行說明。於本實施形態中,各向異性散射係因以下而產生:(a)散射區域30B中之高分子區域34A與液晶區域34B之界面(散射界面)之存在概率之不均勻性;及(b)散射區域30B中之雙折射性。因此,以下對散射區域30B中之散射界面之存在概率之不均勻性、及散射區域30B中之雙折射性詳細地進行說明。
---散射界面之存在概率之不均勻性---
散射區域30B中,高分子區域34A與液晶區域34B之界面在與配向膜33之配向方向正交之方向上密集地配置,且在與配向膜33之配向方向平行之方向上疏散地配置。所謂與配向膜33之配向方向正交之方向,係指與光入射面10A垂直之方向(以下,稱為「第1方向」)、或者 與透明基板31垂直之方向(以下,稱為「第2方向」)。所謂與配向膜33之配向方向平行之方向,係指與光入射面10A平行之方向、且與透明基板31之表面平行之方向(以下,稱為「第3方向」)。於散射區域30B中在第1方向或第2方向上傳播之光會以高分子區域34A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期入射至界面,故而會產生較大之散射。另一方面,於散射區域30B中在第3方向上傳播之光會以高分子區域34A中之條帶狀結構之長軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期入射至界面,故而不太會產生散射。
---雙折射性---
又,於散射區域30B中,在第1方向上傳播之光會以高分子區域34A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸之週期,一面感受到液晶區域34B之非常光折射率與高分子區域34A之常光折射率之差、及液晶區域34B之常光折射率與高分子區域34A之非常光折射率之差一面進行傳播。因此,於散射區域30B中在第1方向上傳播之光會產生較大之散射。
另一方面,於散射區域30B中,在第2方向或第3方向上傳播之光會以高分子區域34A中之條帶狀結構之短軸方向或長軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期,一面僅感受到液晶區域34B之常光折射率與高分子區域34A之非常光折射率之差、或者液晶區域34B之非常光折射率與高分子區域34A之常光折射率之差一面進行傳播。其結果為,於散射區域30B中,在第2方向或第3方向上傳播之光之散射小於在第1方向上傳播之光之散射。
即,光調變層34成為如下構成:於散射區域30B中(該光調變層34顯示散射性時),顯示對在第1方向上傳播之光之散射(以下,稱為「第1散射」)大於對在第3方向上傳播之光之散射(以下,稱為「第3散射」)之各向異性散射。又,光調變層34成為如下構成:於散射區 域30B中(該光調變層34顯示散射性時),顯示對在第2方向上傳播之光之散射(以下,稱為「第2散射」)大於第3散射之各向異性散射。
此處,將第1散射之大小設為A、第2散射之大小設為B、第3散射之大小設為C。將光調變層34中之附近區域30a中之第1散射之大小設為A1,將光調變層34中之附近區域30a中之第3散射之大小設為C1。將光調變層34中之遠方區域30b中之第1散射之大小設為A2,將光調變層34中之遠方區域30b中之第3散射之大小設為C2。此時,光調變層34成為於該光調變層34顯示散射性時滿足下述式之構成。A1/C1相當於附近區域30a中之散射之各向異性之大小(之後敍述),A2/C2相當於遠方區域30b中之散射之各向異性之大小(之後敍述)。
A>B>C
A1/C1<A2/C2
其次,對光調變層34顯示此種各向異性散射時之優點進行說明。具有光學各向同性之光調變層顯示各向同性之散射特性。將此種光調變層替代本實施形態之光調變層34而使用之情形時,在與導光板10面內平行之方向上散射之光亦較多,從而於破壞導光條件之前改變光之傳播方向之概率變小。另一方面,本實施形態中,由上述式可知,入射至光調變層34中之光在相對於導光板10之上表面而垂直之方向上良好地散射,故而於破壞導光條件之方向上優先散射。因此,認為藉由光調變層34顯示各向異性散射,而使自導光板10之光提取效率變高。
自提高導光光之散射性之觀點而言,高分子區域34A之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸較佳為0.1μm以上且10μm以下,更佳為0.2μm以上且2.0μm以下之範圍。
其次,對附近區域30a及遠方區域30b中之各向異性散射之大小進行說明。
散射之各向異性之大小係指對在第1方向(X軸方向)上傳播之光之散射之大小、對在第3方向(Y軸方向)上傳播之光之散射之大小、及對在第2方向(Z軸方向)上傳播之光之散射之大小的3軸間之商。具體而言,3軸間之商係指以下3個((A)~(C))之總和。於3軸間之商較大之情形時,散射之各向異性較大,於3軸間之商較小之情形時,散射之各向異性較小。換言之,3軸間之商越遠離1則散射之各向異性越大,3軸間之商越接近1則散射之各向異性越小。再者,以下之(A)~(C)係以分子之值大於分母之值作為前提。因此,於分子之值小於分母之值之事例中,較佳為於以下之(A)~(C)中將分子與分母相互替換。
(A)(對在第1方向上傳播之光之散射之大小)/(對在第3方向上傳播之光之散射之大小)
(B)(對在第2方向上傳播之光之散射之大小)/(對在第3方向上傳播之光之散射之大小)
(C)(對在第1方向上傳播之光之散射之大小)/(對在第2方向上傳播之光之散射之大小)
散射之各向異性之大小係根據以下而決定:(a)散射區域30B中之高分子區域34A與液晶區域34B之界面(散射界面)之存在概率之不均勻性;及(b)散射區域30B中之雙折射性。對於散射之各向異性之大小,上述(a)之要素占支配地位。其原因在於,於考慮散射界面之存在概率時,理想而言於第3方向上相同介質連續,故而於第3方向上不產生散射,僅於第1方向及第2方向上產生散射。此時,於想像上第3方向之散射成為零,故而第3方向、與第1方向及第2方向之散射比變得無限大。另一方面,於考慮雙折射性時,在第1方向上2個偏光成分散射,而在第2方向及第3方向上僅1個偏光成分散射。此時,第1方向、與第2方向及第3方向之散射比最多僅為2倍。因此,對於散射之各向異性之大小,上述(a)之要素占支配地位。因此,以下對散射界面之 存在概率、與散射之各向異性之大小的關係進行說明,而關於雙折射性、與散射之各向異性之大小之關係的說明則省略。
散射之各向異性之大小係對應於光調變層34中之第1方向之週期、光調變層34中之第3方向之週期、及光調變層34中之第2方向之週期的3軸間之商。具體而言,3軸間之商係指以下3個((D)~(F))之總和。再者,以下之(D)~(F)係以分子之值大於分母之值作為前提。因此,於分子之值小於分母之值之事例中,較佳為於以下之(D)~(F)中將分子與分母相互替換。
(D)(光調變層34中之第3方向之週期)/(光調變層34中之第1方向之週期)
(E)(光調變層34中之第3方向之週期)/(光調變層34中之第2方向之週期)
(F)(光調變層34中之第2方向之週期)/(光調變層34中之第1方向之週期)
附近區域30a中之散射之各向異性之大小(A1/C1)成為與Ph1/Ph2+Ph1/Pv1+Pv1/Ph2對應之值。又,遠方區域30b中之散射之各向異性之大小(A2/C2)成為與Ph3/Ph4+Ph3/Pv2+Pv2/Ph4對應之值。此處,各週期例如成為以下之關係。
Ph1/Ph2<Ph3/Ph4
Ph1/Pv1<Ph3/Pv2
Ph2≒Pv1
Ph4≒Pv2
因此,可以說光調變層34成為於該光調變層34顯示散射性時滿足A>B>C及A1/C1<A2/C2之構成。
另外,於附近區域30a及遠方區域30b中散射之各向異性之大小彼此不同之原因在於,在附近區域30a與遠方區域30b中,高分子區域 34A占光調變層34之比率α1彼此不同。高分子區域34A占光調變層34之比率α1於附近區域30a中相對較低,於遠方區域30b中相對變高。於比率α1相對較低之區域(附近區域30a)中,與比率α1相對較高之區域(遠方區域30b)相比,散射之各向異性之大小變得相對較低。
比率α1例如可以製造過程中之紫外線之照射之方式進行調整。例如,藉由調整對液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之低分子單體之混合物照射之紫外線之強度或紫外線之累積量,而可調整比率α1。因此,光調變層34(附近區域30a及遠方區域30b)亦可為藉由以使遠離光源20之區域之紫外線強度或紫外線累積量較光源20附近之區域大之方式照射紫外線而形成者。於高分子區域34A之比率α1例如成為圖7所示之情形時,紫外線之強度或紫外線之累積量成為與圖7相同之分佈(例如圖13)。又,於高分子區域34A之比率α1例如成為圖8所示之情形時,紫外線之強度或紫外線之累積量成為與圖8相同之分佈(例如圖14)。又,於高分子區域34A之比率α1例如成為圖9所示之情形時,紫外線之強度或紫外線之累積量成為與圖9相同之分佈(例如圖15)。
紫外線強度之調整例如可藉由使用灰階遮罩而進行。例如,藉由對液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之低分子單體之混合物,經由遠離光源20之區域之紫外線透過率較光源20附近之區域高之灰階遮罩照射紫外線,而可調整比率α1。因此,光調變層34(附近區域30a及遠方區域30b)亦可為藉由經由遠離光源20之區域之紫外線透過率較光源20附近之區域高之灰階遮罩照射紫外線而形成者。
紫外線強度之調整例如亦可藉由使用發出紫外光之LED而進行。例如,藉由對液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之低分子單體之混合物,以使遠離光源20之區域之紫外線強度較光源20附近之區域大之方式照射紫外線區域之LED光,而可調整比率α1。因此,光調變層34(附近區域30a及遠方區域30b)亦可為藉由以使遠離光源20之區域之 紫外線強度較光源20附近之區域大之方式照射紫外線區域之LED光而形成者。
紫外線累積量之調整例如可藉由使用發出紫外光之LED而進行。例如,藉由對液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之低分子單體之混合物,以使遠離光源20之區域之紫外線累積量較光源20附近之區域多之方式脈衝照射紫外線區域之LED光,而可調整比率α1。因此,光調變層34(附近區域30a及遠方區域30b)亦可為藉由以使遠離光源20之區域之紫外線累積量較光源20附近之區域多之方式脈衝照射紫外線區域之LED光而形成者。又,於製造步驟之搬送中使用帶式輸送機等,一面使上述混合物移動一面進行曝光之情形時,亦可以使遠離光源20之區域之紫外線累積量較光源20附近之區域多之方式調整帶式輸送機之速度。
再者,光調變層34例如亦可藉由使用偏光光進行曝光而製成。例如,藉由對液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之低分子單體之混合物,以使遠離光源20之區域之偏光成分較光源20附近之區域多之方式照射紫外線區域之偏光光,而可形成散射之各向異性之程度於附近區域30a中相對較小、於遠方區域30b中相對較大之光調變層34。因此,光調變層34(附近區域30a及遠方區域30b)亦可為藉由以使遠離光源20之區域之偏光成分較光源20附近之區域多之方式照射紫外線區域之偏光光而形成者。再者,於以此方式形成光調變層34之情形時,比率α1可為於附近區域30a中較遠方區域30b中小,亦可為於附近區域30a與遠方區域30b中成為相同或大致相同。
又,光調變層34例如亦可藉由調整液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之低分子單體之重量比而製成。例如,將液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之低分子單體以使該等之重量比成為98:2~75:25之範圍內之方式加以混合,並對該混合物照射紫外線而使上述 低分子單體硬化,藉此可形成附近區域30a中包含之高分子區域34A及液晶區域34B。進而,將液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之低分子單體以使該等之重量比為95:5~50:50之範圍內、且上述低分子單體之重量%大於附近區域30a中之上述低分子單體之重量%之方式加以混合,並對該混合物照射紫外線而使上述低分子單體硬化,藉此可形成遠方區域30b中包含之高分子區域34A及液晶區域34B。因此,光調變層34(附近區域30a及遠方區域30b)亦可為藉由如下方式而形成者,即,以使光源20附近之區域之液晶材料相對於混合物之重量比較遠離光源20之區域大之方式塗佈液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之低分子單體之混合物之後,對該混合物照射紫外線。
以下,一面參照圖16至圖18,一面對本實施形態之照明裝置1之製造方法進行說明。
首先,於包含玻璃基板或塑膠膜基板之透明基板31上,形成ITO等之透明導電膜32E(圖16A)。其次,於透明導電膜32E上,形成圖案化之抗蝕劑層(未圖示)之後,將抗蝕劑層作為遮罩而選擇性地蝕刻透明導電膜32E。其結果為,形成下側電極32(圖16B)。
其次,於表面整體塗佈配向膜33之後,使其乾燥、焙燒(圖16C)。於使用聚醯亞胺系材料作為配向膜33之情形時,溶劑多使用NMP(N-甲基-2-吡咯啶酮),但此時,於大氣下必需200℃左右之溫度。再者,該情形時,於使用塑膠基板作為透明基板31之情形時,亦可使配向膜33於100℃下進行真空乾燥、焙燒。其後,對配向膜33進行摩擦處理。藉此,配向膜33可作為水平配向用之配向膜而發揮功能。
其次,於配向膜33上,以乾式或濕式散佈用以形成單元間隙之間隔物38(圖17A)。再者,於以真空貼合法製作光調變單元30-1之情形時,亦可於滴下之混合物中混合間隔物38。又,亦可藉由光微影法 而形成柱狀間隔物作為間隔物38之替代。
繼而,在以與上述相同之方法製作之配向膜35上,例如以邊框狀塗佈用於貼合及防止液晶洩漏之密封劑圖案39(圖17B)。該密封劑圖案39可利用分注器法或絲網印刷法而形成。
以下,對真空貼合法(One Drop Fill(液晶滴入)法,ODF法)進行說明,但亦可利用真空注入法或輥貼合方式等製作光調變單元30-1。
首先,使相當於根據單元間隙、單元面積等決定之體積量之液晶、與單體之混合物44均勻地滴下至面內(圖17C)。於混合物44之滴下中較佳為使用線性導軌方式之精密分注器,但亦可將密封劑圖案39用作堤而使用模嘴塗機等。
液晶與單體可使用上述之材料,但液晶與低分子單體之重量比為98:2~50:50,較佳為95:5~75:25,更佳為92:8~85:15。藉由增多液晶之比率而可降低驅動電壓,但若使液晶過多,則存在電壓施加時之白色度降低,或電壓斷開後響應速度降低等難以恢復至透明時之傾向。
於混合物44中,除液晶及低分子單體以外,添加聚合起始劑。根據使用之紫外線波長,於0.1~10重量%之範圍內調整添加之聚合起始劑之單體比。於混合物44中,除此以外亦可視需要添加聚合抑制劑或塑化劑、黏度調整劑等。單體於室溫下為固體或凝膠狀之情形時,較佳為對噴嘴或針筒、基板進行加溫。
將透明基板31及透明基板36配置於真空貼合機(未圖示)中之後,進行真空排氣、貼合(圖18A)。其後,將貼合而成者置於大氣中,藉由大氣壓下之均勻加壓而使單元間隙均勻化。單元間隙可根據白亮度(白色度)與驅動電壓之關係而適當選定,可為1~40μm,較佳為1~20μm,更佳為1~10μm。
於貼合後,較佳為視需要進行配向處理(未圖示)。於在正交偏光 元件之間插入有貼合而成之單元時產生漏光之情形時,對單元以某一定時間進行加熱處理,或於室溫下放置。藉此,藉由配向膜33、35之配向作用,而使混合物44內之液晶及低分子單體配向。其後,照射紫外線L3使低分子單體聚合而聚合物化(圖18B)。此時,如上所述,藉由調整紫外線強度或紫外線累積量,而調整高分子區域34A之比率α1。又,如上所述,亦可使用偏光光進行曝光。以此方式,製造具有於顯示散射性時滿足A>B>C、A1/C1<A2/C2之光調變層34之光調變元件30。
於照射紫外線時,較佳為使單元之溫度不發生變化。較佳為使用紅外線截止濾波器,或者光源使用UV-LED等。紫外線照度會對複合材料之組織結構造成影響,故而宜根據所使用之液晶材料及單體材料、該等之組成進行適當調整,較佳為0.1~500mW/cm2之範圍,更佳為0.5~30mW/cm2。存在紫外線照度越低則驅動電壓越低之傾向,從而可選定自生產性與特性之兩個方面而言均較佳之紫外線照度。
繼而,將光調變元件30貼合於導光板10(圖18C)。於貼合時,可為黏著、接著之任一種,較佳為利用折射率與導光板10之折射率及光調變元件30之基板材料之折射率儘可能接近之材料將其等黏著、接著。最後,於下側電極32及上側電極36安裝引出線(未圖示)。以此方式,製造本實施形態之照明裝置1。
以上,對製成光調變元件30、最後將光調變元件30貼合於導光板10之製程進行了說明,但亦可於導光板10之表面預先貼合形成有配向膜35之透明基板36之後,製成照明裝置1。又,可以單片方式、輥對輥方式之任一方式製成照明裝置1。
[作用、效果]
其次,對本實施形態之照明裝置1之作用及效果進行說明。
本實施形態之照明裝置1中,例如以使光調變單元30-1中液晶區 域34B之光軸AX2與高分子區域34A之光軸AX1成平行或大致平行、且使另一光調變單元30-1中液晶區域34B之光軸AX2與高分子區域34A之光軸AX1交叉或正交之方式,對各光調變單元30-1之一對電極(部分電極32A、36A)施加電壓。藉此,自光源20射出、且入射至導光板10內之光會透過光調變元件30中之光軸AX1與光軸AX2成相互平行或大致平行之透明區域30A。另一方面,自光源20射出、且入射至導光板10內之光會於光調變元件30中之光軸AX1與光軸AX2彼此交叉或正交之散射區域30B中散射。該散射光中之透過散射區域30B之下表面之光由反射板40反射,再次返回至導光板10之後,自照明裝置1之上表面射出。又,於散射光中之朝向散射區域30B之上表面之光透過導光板10之後,自照明裝置1之上表面射出。如上所述,於本實施形態中,光幾乎不會自透明區域30A之上表面射出,而光自散射區域30B之上表面射出。以此方式增大正面方向之調變比。
一般而言,PDLC係藉由將液晶材料與各向同性之低分子材料加以混合,並利用紫外線照射或溶劑之乾燥等引起相分離而形成,且成為液晶材料之微小粒子分散於高分子材料中之複合層。該複合層中之液晶材料於無電壓施加時朝向隨機方向,故而顯示散射性,於電壓施加時在電場方向上配向,故而在液晶材料之常光折射率與高分子材料之折射率彼此相等之情形時,於正面方向(PDLC之法線方向)上顯示較高之透明性。然而,關於該液晶材料,於傾斜方向上,液晶材料之非常光折射率與高分子材料之折射率之差變得顯著,即便正面方向為透明性亦會於傾斜方向上顯現散射性。
通常,使用有PDLC之光調變元件多成為於表面形成有透明導電膜之2片玻璃板之間夾入有PDLC之結構。於光自空氣中對具有如上所述之結構之光調變元件傾斜地入射之情形時,自該傾斜方向入射之光因空氣與玻璃板之折射率差而發生折射,以更小之角度入射至 PDLC。因此,於此種光調變元件中,不會發生較大之散射。例如,於光自空氣中以80°之角度入射之情形時,該光對PDLC之入射角因於玻璃界面處之折射而變小至40°左右。
然而,於使用有導光板之邊緣照明方式中,光會越過導光板而入射,故而光以80°左右之較大之角度橫穿PDLC中。因此,由於液晶材料之非常光折射率與高分子材料之折射率之差較大,進而,光以更大之角度橫穿PDLC中,故而受到散射之光路亦變長。例如,於常光折射率為1.5、非常光折射率為1.65之液晶材料之微小粒子分散至折射率為1.5之高分子材料中之情形時,於正面方向(PDLC之法線方向)上不存在折射率差,但於傾斜方向上折射率差變大。因此,無法使傾斜方向之散射性減小,故而視野角特性較差。進而,於導光板上設置有擴散膜等光學膜之情形時,斜漏光藉由擴散膜等而亦向正面方向擴散,故而正面方向之漏光變大,正面方向之調變比變低。
另一方面,本實施形態中,高分子區域34A及液晶區域34B係包含光學各向異性材料而形成,故而於傾斜方向上,散射性變小,可提高透明性。例如,高分子區域34A及液晶區域34B係包含常光折射率彼此相等、且非常光折射率亦彼此相等之光學各向異性材料而構成,且於下側電極32及上側電極36間未施加電壓之區域中,該等光軸之朝向一致或大致一致。藉此,於包含正面方向(光調變元件30之法線方向)及傾斜方向之所有方向上折射率差變小或消失,從而可獲得較高之透明性。其結果為,可使視野角較大之範圍內之光之洩漏降低或幾乎消失,從而可使視野角特性變得良好。
例如,若將常光折射率為1.5、非常光折射率為1.65之液晶、與常光折射率為1.5、非常光折射率為1.65之液晶性單體加以混合,於藉由配向膜或電場使液晶與液晶性單體配向之狀態下使液晶性單體聚合,則液晶之光軸、與藉由液晶性單體聚合而形成之聚合物之光軸彼 此一致。藉此,可使所有方向上折射率一致,故而於此種情形時,可實現透明性較高之狀態,從而可使視野角特性更佳。
又,本實施形態中,例如圖12A、圖12B所示,透明區域30A之亮度(黑顯示之亮度)與使亮度均勻之情形(圖12B中之一點鏈線)相比下降。另一方面,散射區域30B之亮度與使亮度均勻之情形(圖12B中之一點鏈線)相比變得極高,而且,局部之白顯示之亮度(亮度突增)變大相當於透明區域30A之亮度下降之量。
另外,所謂亮度突增係與進行整面白顯示之情形相比,提高局部進行白顯示之情形時之亮度之技術。其係CRT(Cathode Ray Tube,陰極射線管)或PDP(Plasma Display Panel,電漿顯示面板)等中一般常用之技術。然而,於液晶顯示器中,背光係不論圖像如何均整體均勻發光,故而無法局部提高亮度。但是,於將背光設為二維配置有複數個LED之LED背光之情形時,可局部熄滅LED。然而,於此種情形時,無來自LED熄滅之暗區域之擴散光,故而與點亮所有LED之情形相比,亮度變低。又,藉由對於局部點亮之LED增大流動之電流,亦可增加亮度,但於此種情形時,由於在非常短之時間內流動大電流,故而於電路之負荷或可靠性之方面殘存問題。
另一方面,本實施形態中,高分子區域34A及液晶區域34B係包含光學各向異性材料而形成,故而傾斜方向之散射性得到抑制,暗狀態下之自導光板之漏光較少。藉此,自局部之暗狀態之部分導光至局部之明狀態之部分,因此不增加對照明裝置1之投入電力便可實現亮度突增。
又,本實施形態中,於無電壓施加之區域中,液晶區域34B內所包含之液晶分子以被賦予預傾角之狀態配向之情形時,當電壓施加時,液晶區域34B內所包含之液晶材料不會於隨機方位立起,而在與光入射面10A平行之面內立起。此時,高分子區域34A及液晶區域34B 之光軸AX1、AX2在與光入射面10A平行之面內彼此交叉或正交。因此,於電壓施加之區域中,在包含正面方向(光調變元件30之法線方向)及傾斜方向之所有方向上折射率差變大,可獲得較高之散射性。其結果為,可提高顯示亮度。又,藉由上述之亮度突增之效果,可進一步提高顯示亮度。
因此,本實施形態中,可一面使視野角較大之範圍內之光之洩漏降低或幾乎消失,一面提高顯示亮度。其結果為,可提高正面方向之調變比。
上述之水平配向型之PDLC中,高分子材料與液晶材料之界面於條帶狀結構之短軸方向上密集地形成,且於條帶狀結構之長軸方向上疏散地形成。因此,於條帶狀結構在與線狀光源平行之方向上延伸之情形時,於PDLC內在上述條帶狀結構之短軸方向上傳播之光會以條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期入射至界面,其結果為,產生較大之散射。另一方面,於PDLC內在上述條帶狀結構之長軸方向上傳播之光入射至界面之機會較少,故而不太會產生散射。
進而,於PDLC內在條帶狀結構之短軸方向上且相對於光入射面垂直地傳播之光會以條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸之週期,一面感受到液晶材料之非常光折射率與高分子材料之常光折射率之差、及液晶材料之常光折射率與高分子材料之非常光折射率之差一面進行傳播。另一方面,於PDLC內在上述條帶狀結構之長軸方向或PDLC之厚度方向上傳播之光會一面僅感受到液晶材料之非常光折射率與高分子材料之常光折射率之差、或者液晶材料之常光折射率與高分子材料之非常光折射率之差一面進行傳播。因此,於PDLC內在條帶狀結構之短軸方向上且相對於光入射面垂直地傳播之光會產生較大之散射,於PDLC內在上述條帶狀結構之長軸方向或PDLC之厚度方向上傳播之光不太會產生散射。
如上所述,水平配向型之PDLC中,根據上述2個因素,於條帶狀結構之短軸方向且相對於光入射面垂直之方向上傳播之光、與於條帶狀結構之短軸方向且PDLC之厚度方向上傳播之光及於與條帶狀結構之長軸方向平行之方向上傳播之光在散射方面具有各向異性。其結果為,在PDLC之厚度方向上傳播之光於破壞導光條件之方向上優先散射,光提取效率變高,故而可獲得高亮度及高對比度。
然而,將水平配向型之PDLC應用於邊緣照明方式之背光之情形時,由於在X方向上傳播之光與在Y方向上傳播之光於散射方面具有各向異性,故而亮度分佈易變得不均勻。尤其於線狀光源內之各個點狀光源之排列間距為疏散時,於線狀光源附近會產生明暗條紋。
另一方面,本實施形態中,光調變層34中偏靠光源20之附近區域30a中之散射之各向異性之大小(A1/C1)小於光調變層34中遠離光源20之遠方區域30b中之散射之各向異性之大小(A2/C2)。藉此,於光源20附近可緩和對在光調變層34內傳播之光之各向異性散射。此處,因光源20之排列而引起之明暗條紋係由於第1散射與第3散射之差較大而引起。因此,藉由於光源20附近緩和上述各向異性散射,而可降低因光源20之排列而引起之明暗條紋之對比度。又,本實施形態中,於光調變層34中之僅光源20附近,上述各向異性散射得以緩和,故而與於光調變層34整體中上述各向異性散射得以緩和之情形相比,可獲得高亮度。進而,本實施形態中,第2散射較第3散射強,故而來自光源20之光於破壞導光條件之方向上優先散射,光提取效率變高。因此,本實施形態中,可一面維持高亮度,一面降低因光源20之排列而引起之明暗條紋之對比度。
又,本實施形態中,配向膜33、35之配向方向彼此相同,故而與下述之其他照明裝置相比,可輸出具有更多偏光成分之光。因此,例如於將照明裝置1用作顯示面板之背光之情形時,以使配向膜33、 35之配向方向、與顯示面板中之照明裝置1側之偏光板之透過軸成相互平行之方式設置照明裝置1時,可提高自照明裝置1輸出之光於顯示面板中之利用效率。
<2.第2實施形態>
其次,對本技術之第2實施形態之照明裝置2進行說明。如圖19所示,本實施形態之照明裝置2中,替代光調變元件30而設置有光調變元件60,該點與上述實施形態之照明裝置1之構成不同。因此,以下適當省略對與上述實施形態之構成之共同點之說明,主要對與上述實施形態之構成之不同點進行說明。
圖20係表示光調變元件60之剖面構成之一例者。光調變元件60例如係自反射板40側起依序配置有透明基板31、下側電極32、配向膜33、光調變層64、配向膜65、上側電極36及透明基板37者。
配向膜33、65係以夾隔光調變層64之方式而配置。配向膜33、65例如係使光調變層64中使用之液晶或低分子單體配向者。配向膜33、65形成為於光調變層64顯示散射性時滿足下述之2個式(A>B>C及A1/C1<A2/C2)。配向膜33與上述實施形態同樣地為水平配向膜,且在與光入射面10A平行或大致平行之方向上具有配向方向。用於配向膜33之水平配向膜為使用摩擦處理而形成者之情形時,配向膜33之摩擦方向朝向與光入射面10A平行之方向。
另一方面,配向膜65為水平配向膜及垂直配向膜之複合膜。例如圖21所示,配向膜65於附近區域30a中成為垂直配向膜,於遠方區域30b中成為與配向膜33相同之水平配向膜。再者,例如圖22所示,配向膜65亦可於附近區域30a與遠方區域30b之邊界附近具有轉移區域30C,該轉移區域30C係隨著遠離光源20而自水平配向膜之配向特性逐漸變化為垂直配向膜之配向特性。
光調變層64係根據電場之大小而對來自光源20之光整體地或局 部地顯示散射性或透明性者。例如於無電壓施加時,光調變層64成為對來自光源20之光顯示透明性。進而,例如於電壓施加時,光調變層64成為對來自光源20之光顯示散射性。例如圖20所示,光調變層64成為包含高分子區域64A、與分散於高分子區域64A內之複數個液晶區域64B之複合層。高分子區域64A及液晶區域64B具有形狀各向異性,進而,亦具有光學各向異性。再者,液晶區域64B相當於本技術之第1區域之一具體例,高分子區域64A相當於本技術之第2區域之一具體例。
(形狀各向異性)
圖23係表示光調變層64中之配向膜65附近之XY平面上之剖面構成之一例者。圖24係表示光調變層64中之配向膜33附近之XY平面上之剖面構成之一例者。
高分子區域64A及液晶區域64B均於附近區域30a中之配向膜65之附近,在與透明基板31之表面交叉之方向上延伸。例如圖23所示,液晶區域64B在自透明基板31之法線方向觀察時,於附近區域30a中之配向膜65之附近,散佈於高分子區域64A內。高分子區域64A及液晶區域64B均於附近區域30a中之配向膜33之附近,在與光入射面10A平行或大致平行之方向、且與透明基板31之表面平行或大致平行之方向上延伸。即,高分子區域64A及液晶區域64B均於附近區域30a中之配向膜33之附近,在與線狀光源平行或大致平行之方向上延伸。又,高分子區域64A及液晶區域64B均於遠方區域30b中,在與光入射面10A平行或大致平行之方向、且與透明基板31之表面平行或大致平行之方向上延伸。即,高分子區域64A及液晶區域64B均於遠方區域30b中,在與線狀光源平行或大致平行之方向上延伸。
高分子區域64A及液晶區域64B例如均於附近區域30a中,自光調變層60之一端跨至另一端連續地延伸、或間斷地延伸。高分子區域 64A及液晶區域64B例如均於遠方區域30b中,自光調變層60之一端跨至另一端連續地延伸、或間斷地延伸。高分子區域64A及液晶區域64B例如均於附近區域30a中之配向膜33之附近,在與光入射面10A正交之方向上交替排列而配置。高分子區域64A及液晶區域64B例如均於遠方區域30b中,在與光入射面10A正交之方向上交替排列而配置。
圖25A、圖25B係表示光調變層64中之附近區域30a中之X軸方向、Y軸方向、Z軸方向之結構上之週期者。圖26A、圖26B係表示光調變層64中之遠方區域30b中之X軸方向、Y軸方向、Z軸方向之結構上之週期者。例如圖25A、圖25B所示,光調變層64於附近區域30a中之配向膜65之附近,具有X軸方向上週期為Ph7、Y軸方向上週期為Ph5、Z軸方向上週期為Pv3之規則之結構。又,例如圖25A、圖25B所示,光調變層64於附近區域30a中之配向膜33之附近,具有X軸方向上週期為Ph8、Y軸方向上週期為Ph6、Z軸方向上週期為Pv4之規則之結構。
於附近區域30a中之配向膜65附近,高分子區域64A包含藉由使上述低分子單體在藉由配向膜65之作用而配向之狀態下聚合化所得之高分子材料。因此,於附近區域30a中之配向膜65附近,高分子區域64A與液晶區域64B之界面在與配向膜65之配向方向正交之方向上密集地形成,且在配向膜65之配向方向上疏散地形成。
於附近區域30a中之配向膜33附近,高分子區域64A包含藉由使上述低分子單體在藉由配向膜33之作用而配向之狀態下聚合化所得之高分子材料。因此,於附近區域30a中之配向膜33附近,高分子區域64A與液晶區域64B之界面在與配向膜33之配向方向正交之方向上密集地形成,且在配向膜33之配向方向上疏散地形成。
於遠方區域30b中,高分子區域64A包含藉由使上述低分子單體 在藉由配向膜33、65之作用而配向之狀態下聚合化所得之高分子材料。因此,於遠方區域30b中,高分子區域64A與液晶區域64B之界面在與配向膜33、65之配向方向正交之方向上密集地形成,且在配向膜33、65之配向方向上疏散地形成。
如圖27所示,高分子區域64A占光調變層64之比率α2不論與光源20相隔之距離如何均成為固定(均勻)或大致固定(大致均勻)。比率α2例如為50~98重量%,較佳為75~95重量%,更佳為85~92重量%。比率α2例如可藉由用作光調變層64之原料之一的低分子單體之重量比、或者對低分子單體照射之紫外線之強度或累積量等進行調整。
高分子區域64A及液晶區域64B對電場之響應速度彼此不同。高分子區域64A對電場之響應性相對較低,液晶區域64B對電場之響應性相對較高。高分子區域64A係包含高分子材料而構成。高分子區域64A例如成為對電場不響應之條帶狀結構或多孔質結構,或者成為具有較液晶區域64B之響應速度慢之響應速度之棒狀結構。高分子區域64A係藉由使低分子單體聚合化所得之高分子材料而形成。高分子區域64A係藉由以熱及光中之至少一者使沿液晶區域64B之配向方向或配向膜33、65之配向方向進行配向且具有配向性及聚合性之單體聚合而形成。
液晶區域64B係包含液晶材料而構成,且具有較高分子區域64A之響應速度充分快之響應速度。液晶區域64B內所包含之液晶材料(液晶分子)例如為棒狀分子。作為液晶區域64B內所包含之液晶分子,較佳為使用具有正介電各向異性者(所謂正型液晶)。
(光學各向異性)
圖28係模式性表示無電壓施加時之遠方區域30b中之高分子區域64A及液晶區域64B內之配向狀態之一例者。圖28中之橢球164A係表示顯示無電壓施加時之遠方區域30b中之高分子區域64A之折射率各 向異性的折射率橢球之一例者。圖28中之橢球164B係表示顯示無電壓施加時之遠方區域30b中之液晶區域64B之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。
圖29係模式性表示電壓施加時之遠方區域30b中之高分子區域64A及液晶區域64B內之配向狀態之一例者。圖29中之橢球164A係表示顯示電壓施加時之遠方區域30b中之高分子區域64A之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。圖29中之橢球164B係表示顯示電壓施加時之遠方區域30b中之液晶區域64B之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。
圖30係模式性表示無電壓施加時之附近區域30a中之高分子區域64A及液晶區域64B內之配向狀態之一例者。圖30中之橢球164A係表示顯示無電壓施加時之附近區域30a中之高分子區域64A之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。圖30中之橢球164B係表示顯示無電壓施加時之附近區域30a中之液晶區域64B之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。
圖31係模式性表示電壓施加時之附近區域30a中之高分子區域64A及液晶區域64B內之配向狀態之一例者。圖31中之橢球164A係表示顯示電壓施加時之附近區域30a中之高分子區域64A之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。圖31中之橢球164B係表示顯示電壓施加時之附近區域30a中之液晶區域64B之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。
例如圖28所示,高分子區域64A及液晶區域64B於無電壓施加時成為如下構成:遠方區域30b中之高分子區域64A之光軸AX3(具體而言,為橢球164A之長軸)及液晶區域64B之光軸AX4(具體而言,為橢球164B之長軸)之朝向彼此一致(成平行)。再者,所謂光軸AX3、AX4係指與不論偏光方向如何折射率均成為1個值之光線之行進方向平行 之線。又,於無電壓施加時,光軸AX3及光軸AX4之朝向無需始終彼此一致,光軸AX3之朝向與光軸AX4之朝向亦可因例如製造誤差等而稍有偏差。
液晶區域64B於無電壓施加時,在遠方區域30b中,光軸AX4與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面成平行或大致平行。於配向膜33、65具有預傾斜功能之情形時,於無電壓施加時,在遠方區域30b中,光軸AX4與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面以特定之預傾角交叉。
另一方面,高分子區域64A成為如下構成:光軸AX3無論有無電壓施加均成為固定。具體而言,於遠方區域30b中,光軸AX3與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面成平行或大致平行。即,於無電壓施加時,在遠方區域30b中,光軸AX3與光軸AX4成平行或大致平行。於配向膜33、65具有預傾斜功能之情形時,光軸AX3與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面以特定之預傾角交叉。即,該情形時,於無電壓施加時,光軸AX3亦與光軸AX4成平行或大致平行。
較佳為高分子區域64A及液晶區域64B之常光折射率彼此相等,且高分子區域64A及液晶區域64B之非常光折射率彼此相等。該情形時,例如於無電壓施加時,所有方向上幾乎不存在折射率差,可獲得較高之透明性。藉此,例如來自光源20之光不會於光調變層64內散射,而是透過光調變層64。其結果為,例如來自光源20之光(來自傾斜方向之光)於光調變元件60內在成為透明之區域(透明區域30A)之界面處產生全反射,從而透明區域30A之亮度(黑顯示之亮度)與使亮度均勻之情形相比下降。
又,如圖29所示,高分子區域64A及液晶區域64B例如於電壓施加時成為如下構成:於遠方區域30b中,光軸AX3及光軸AX4之朝向 彼此不同(交叉或正交)。液晶區域64B於電壓施加時,於遠方區域30b中,光軸AX4與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之法線成平行或大致平行。
因此,於電壓施加時,光調變層64中,所有方向上折射率差變大,可獲得較高之散射性。藉此,例如來自光源20之光於光調變層64內散射。其結果為,例如來自光源20之光(來自傾斜方向之光)於光調變元件60內透過成為散射狀態之區域(散射區域30B)之界面,並且向反射板40側透過之光由反射板40反射,並透過光調變元件60。因此,散射區域30B之亮度與使亮度均勻之情形相比變得極高,而且,局部之白顯示之亮度(亮度突增)變大相當於透明區域30A之亮度下降之量。
再者,高分子區域64A及液晶區域64B之常光折射率亦可因例如製造誤差等而稍有偏差,例如,較佳為0.1以下,更佳為0.05以下。又,高分子區域64A及液晶區域64B之非常光折射率亦可因例如製造誤差等而稍有偏差,例如,較佳為0.1以下,更佳為0.05以下。
又,高分子區域64A之折射率差(=非常光折射率-常光折射率)、或液晶區域64B之折射率差(=非常光折射率-常光折射率)宜儘可能大,較佳為0.05以上,更佳為0.1以上,進而更佳為0.15以上。其原因在於,於高分子區域64A及液晶區域64B之折射率差較大之情形時,光調變層64之散射能力變高,可容易地破壞導光條件,從而易提取來自導光板10之光。
例如圖30所示,高分子區域64A及液晶區域64B於無電壓施加時成為如下構成:附近區域30a中之高分子區域64A之光軸AX3及液晶區域64B之光軸AX4之朝向彼此一致(成平行)。再者,於無電壓施加時,光軸AX3及光軸AX4之朝向無需始終彼此一致,光軸AX3之朝向與光軸AX4之朝向亦可因例如製造誤差等而稍有偏差。
附近區域30a中之液晶區域64B於無電壓施加時,光軸AX4之朝向隨著自配向膜33側向配向膜65側而向立起之方向變化。具體而言,光軸AX4於配向膜33側,與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面成平行或大致平行。於配向膜33具有預傾斜功能之情形時,於無電壓施加時,光軸AX4於配向膜33側,與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面以特定之預傾角交叉。即,於無電壓施加時,光軸AX4於配向膜33側,與線狀光源成平行或大致平行。又,於無電壓施加時,光軸AX4於配向膜65側,與透明基板31之法線成平行或大致平行。於配向膜65具有預傾斜功能之情形時,光軸AX4於配向膜65側,與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之法線以特定之預傾角交叉。即,於無電壓施加時,光軸AX4於配向膜65側,與線狀光源正交或大致正交。
附近區域30a中之高分子區域64A無論有無電壓施加,光軸AX3之朝向均隨著自配向膜33側向配向膜65側而向立起之方向變化。具體而言,光軸AX3於配向膜33側,與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面成平行或大致平行。即,於無電壓施加時,光軸AX3於配向膜33側,與線狀光源成平行或大致平行,且與光軸AX4成平行或大致平行。於配向膜33具有預傾斜功能之情形時,光軸AX3與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面以特定之預傾角交叉。即,該情形時,於無電壓施加時,光軸AX3於配向膜33側,亦與光軸AX4成平行或大致平行。又,光軸AX3於配向膜65側,與透明基板31之法線成平行或大致平行。即,於無電壓施加時,光軸AX3於配向膜65側,與透明基板31之法線成平行或大致平行,且與光軸AX4成平行或大致平行。於配向膜65具有預傾斜功能之情形時,光軸AX3於配向膜65側,與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之法線以特定之預傾角交叉。即,該情形時, 於無電壓施加時,光軸AX3於配向膜65側,亦與光軸AX4成平行或大致平行。
又,例如圖31所示,高分子區域64A及液晶區域64B於電壓施加時,在附近區域30a之配向膜33側,光軸AX3及光軸AX4之朝向彼此不同(正交或大致正交)。液晶區域64B於電壓施加時,光軸AX4在附近區域30a中,與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之法線成平行或大致平行。
因此,於電壓施加時,於光調變層64之配向膜33側,所有方向上折射率差變大,可獲得較高之散射性。藉此,例如來自光源20之光於光調變層64之配向膜33側散射。其結果為,例如來自光源20之光(來自傾斜方向之光)於光調變元件60內透過成為散射狀態之區域(散射區域30B)之界面,並且向反射板40側透過之光由反射板40反射,並透過光調變元件60。因此,散射區域30B之亮度與使亮度均勻之情形相比變得極高,而且,局部之白顯示之亮度(亮度突增)變大相當於透明區域30A之亮度下降之量。但是,於電壓施加時,於光調變層64之配向膜65側,所有方向上幾乎不存在折射率差,可獲得較高之透明性。因此,於電壓施加時,光調變層64之配向膜65側對於來自光源20之光之散射並無幫助。
(各向異性散射)
其次,對本實施形態之各向異性散射進行說明。於本實施形態中,各向異性散射係因以下而產生:(a)散射區域30B中之高分子區域64A與液晶區域64B之界面(散射界面)之存在概率之不均勻性;及(b)散射區域30B中之雙折射性。因此,以下對散射區域30B中之散射界面之存在概率之不均勻性、及散射區域30B中之雙折射性詳細地進行說明。
---散射界面之存在概率之不均勻性---
於遠方區域30b中之散射區域30B中,高分子區域64A與液晶區域64B之界面在與配向膜33之配向方向正交之方向上密集地配置,且在與配向膜33之配向方向平行之方向上疏散地配置。於附近區域30a中之配向膜33側之散射區域30B中,高分子區域64A與液晶區域64B之界面在與配向膜33之配向方向正交之方向上密集地配置,且在與配向膜33之配向方向平行之方向上疏散地配置。於附近區域30a中之配向膜65側之散射區域30B中,高分子區域64A與液晶區域64B之界面在與配向膜65中之附近區域30a之配向方向正交之方向上密集地配置,且在與配向膜65中之附近區域30a之配向方向平行之方向上疏散地配置。
所謂與配向膜33之配向方向正交之方向係指第1方向或第2方向。所謂與配向膜33之配向方向平行之方向係指第3方向。所謂與配向膜65中之附近區域30a之配向方向正交之方向係指與透明基板31之表面平行之方向。所謂與配向膜65中之附近區域30a之配向方向平行之方向係指第2方向。
於附近區域30a中之配向膜33側之部分、與遠方區域30b中,在散射區域30B中沿第1方向傳播之光會以高分子區域34A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期入射至界面。同樣地,於附近區域30a中之配向膜33側之部分、與遠方區域30b中,在散射區域30B中沿第2方向傳播之光會以高分子區域34A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期入射至界面。因此,該等光會產生較大之散射。
於附近區域30a中之配向膜33側之部分、與遠方區域30b中,在散射區域30B中沿第3方向傳播之光會以高分子區域34A中之條帶狀結構之長軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期入射至界面。因此,該光之散射小於如下光之散射,即,於附近區域30a中之配向膜33側之部分、與遠方區域30b中,在散射區域30B中沿第1方向傳播之光之散 射。
---雙折射性---
另一方面,於附近區域30a中之配向膜33側之部分、與遠方區域30b中,在散射區域30B中沿第1方向傳播之光會以高分子區域34A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期,一面感受到液晶區域34B之非常光折射率與高分子區域34A之常光折射率之差、及液晶區域34B之常光折射率與高分子區域34A之非常光折射率之差一面進行傳播。因此,在散射區域30B中沿第1方向傳播之光會產生較大之散射。
於附近區域30a中之配向膜33側之部分、與遠方區域30b中,在第2方向或第3方向上傳播之光會以高分子區域34A中之條帶狀結構之短軸方向或長軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期,一面僅感受到液晶區域34B之非常光折射率與高分子區域34A之常光折射率之差一面進行傳播。其結果為,對散射區域30B而言,在散射區域30B中沿與光入射面10A平行之方向、且與透明基板31之表面平行之方向傳播之光之散射小於在散射區域30B中沿與光入射面10A正交之方向傳播之光之散射。
即,光調變層64成為如下構成:於附近區域30a中之配向膜33側之部分、與遠方區域30b中,顯示第1散射大於第3散射之各向異性散射。
此處,將第1散射之大小設為A、第2散射之大小設為B、第3散射之大小設為C。將附近區域30a中之第1散射之大小設為A1、附近區域30a中之第3散射之大小設為C1。將遠方區域30b中之第1散射之大小設為A2、遠方區域30b中之第3散射之大小設為C2。此時,光調變層64成為於該光調變層64顯示散射性時滿足下述式之構成。
A>B>C
A1/C1<A2/C2
其次,對光調變層64顯示此種各向異性散射時之優點進行說明。具有光學各向同性之光調變層顯示各向同性之散射特性。將此種光調變層替代本實施形態之光調變層64而使用之情形時,在與導光板10面內平行之方向上散射之光亦較多,從而於破壞導光條件之前改變光之傳播方向之概率變小。另一方面,本實施形態中,由上述式可知,入射至光調變層64之光在相對於導光板10之上表面垂直之方向上良好地散射,故而於破壞導光條件之方向上優先散射。因此,認為藉由光調變層64顯示各向異性散射,而使自導光板10之光提取效率變高。
自提高導光光之散射性之觀點而言,高分子區域64A之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸較佳為0.1μm以上且10μm以下,更佳為0.2μm以上且2.0μm以下之範圍。
其次,對附近區域30a及遠方區域30b中之各向異性散射之大小進行說明。
散射之各向異性之大小係指對在第1方向(X軸方向)上傳播之光之散射之大小、對在第3方向(Y軸方向)上傳播之光之散射之大小、及對在第2方向(Z軸方向)上傳播之光之散射之大小的3軸間之商。具體而言,3軸間之商係指以下3個((A)~(C))之總和。於3軸間之商較大之情形時,散射之各向異性較大,於3軸間之商較小之情形時,散射之各向異性較小。再者,以下之(A)~(C)係以分子之值大於分母之值作為前提。因此,於分子之值小於分母之值之事例中,較佳為於以下之(A)~(C)中將分子與分母相互替換。
(A)(對在第1方向上傳播之光之散射之大小)/(對在第3方向上傳播之光之散射之大小)
(B)(對在第2方向上傳播之光之散射之大小)/(對在第3方向上傳播 之光之散射之大小)
(C)(對在第1方向上傳播之光之散射之大小)/(對在第2方向上傳播之光之散射之大小)
散射之各向異性之大小係根據以下而決定:(a)散射區域30B中之高分子區域64A與液晶區域64B之界面(散射界面)之存在概率之不均勻性;及(b)散射區域30B中之雙折射性。對於散射之各向異性之大小,上述(a)之要素占支配地位。其原因在於,於考慮散射界面之存在概率時,理想而言於第3方向上相同介質連續,故而於第3方向上不產生散射,僅於第1方向及第2方向上產生散射。此時,於想像上第3方向之散射成為零,故而第3方向、與第1方向及第2方向之散射比變得無限大。另一方面,於考慮雙折射性時,第1方向上2個偏光成分散射,而第2方向及第3方向上僅1個偏光成分散射。此時,第1方向、與第2方向及第3方向之散射比最多僅為2倍。因此,對於散射之各向異性之大小,上述(a)之要素占支配地位。因此,以下對散射界面之存在概率、與散射之各向異性之大小的關係進行說明,關於雙折射性、與散射之各向異性之大小之關係的說明則省略。
散射之各向異性之大小係對應於光調變層64中之第1方向之週期、光調變層64中之第3方向之週期、及光調變層64中之第2方向之週期的3軸間之商。具體而言,3軸間之商係指以下3個((D)~(F))之總和。再者,以下之(D)~(F)係以分子之值大於分母之值作為前提。因此,於分子之值小於分母之值之事例中,較佳為於以下之(D)~(F)中將分子與分母相互替換。
(D)(光調變層64中之第3方向之週期)/(光調變層64中之第1方向之週期)
(E)(光調變層64中之第3方向之週期)/(光調變層64中之第2方向之週期)
(F)(光調變層64中之第2方向之週期)/(光調變層64中之第1方向之週期)
附近區域30a及遠方區域30b中之配向膜33附近之散射之各向異性的大小成為與Ph6/Ph8+Ph6/Pv4+Pv4/Ph8對應之值。附近區域30a中之配向膜65附近之散射之各向異性的大小成為與Ph5/Ph7+Pv3/Ph5+Pv3/Ph7對應之值。遠方區域30b中之配向膜65附近之散射之各向異性的大小成為與Ph6/Ph8+Ph6/Pv4+Pv4/Ph8對應之值。此處,各週期例如成為以下之關係。
Ph5/Ph7<Ph6/Ph8
Pv3/Ph5<Ph6/Pv4
Pv3/Ph7≒Pv4/Ph8
因此,可以說光調變層64成為於該光調變層64顯示散射性時滿足A>B>C及A1/C1<A2/C2之構成。
另外,於附近區域30a及遠方區域30b中散射之各向異性彼此不同之原因在於,在附近區域30a與遠方區域30b中,高分子區域64A之光軸AX3之朝向於光調變層64之厚度方向上發生變化。具體而言,其原因在於,附近區域30a之一部分之散射之各向異性小於光調變層64中之其他部分之散射之各向異性。本實施形態中,作為使高分子區域64A之光軸AX3之朝向於光調變層64之厚度方向上發生變化之方法,使用水平配向膜作為透明基板31側之配向膜33,且使用垂直配向膜作為透明基板37側之配向膜65。
[效果]
如上所述,本實施形態中,光調變層64中偏靠光源20之附近區域30a中之散射之各向異性之大小(A1/C1)小於光調變層64中遠離光源20之遠方區域30b中之散射之各向異性之大小(A2/C2)。藉此,於光源20附近可緩和對在光調變層64內傳播之光之各向異性散射。此處,因 光源20之排列而引起之明暗條紋係由於第1散射與第3散射之差較大而引起。因此,藉由於光源20附近緩和上述各向異性散射,可降低因光源20之排列而引起之明暗條紋之對比度。又,本實施形態中,於光調變層64中之僅光源20附近,上述各向異性散射得以緩和,故而與於光調變層64整體中上述各向異性散射得以緩和之情形相比,可獲得高亮度。進而,本實施形態中,第2散射較第3散射強,故而來自光源20之光於破壞導光條件之方向上優先散射,光提取效率變高。因此,本實施形態中,可一面維持高亮度,一面降低因光源20之排列而引起之明暗條紋之對比度。
<3.第3實施形態>
其次,對本技術之第3實施形態之照明裝置3進行說明。如圖32所示,本實施形態之照明裝置3中,替代光調變元件30而設置有光調變元件70,該點與上述實施形態之照明裝置1之構成不同。因此,以下適當省略對與上述各實施形態之構成之共同點之說明,主要對與上述各實施形態之構成之不同點進行說明。
圖33係表示光調變元件70之剖面構成之一例者。光調變元件70例如係自反射板40側起依序配置有透明基板31、下側電極32、配向膜73、光調變層74、配向膜75、上側電極36及透明基板37者。
配向膜73、75係以夾隔光調變層74之方式而配置。配向膜73、75例如係使光調變層74中使用之液晶或低分子單體配向者。配向膜73、75形成為於光調變層74顯示散射性時滿足下述之2個式(A>B>C及A1/C1<A2/C2)。配向膜73、75分別為配向方向彼此不同之2種水平配向膜之複合膜。如圖34所示,配向膜73、75於附近區域30a中,成為在相對於光入射面10A以角度θ1交叉之方向上具有配向方向之水平配向膜,且於遠方區域30b中,成為在與光入射面10A平行或大致平行之方向上具有配向方向之水平配向膜。配向膜73、75之配向方向於 附近區域30a中,朝向相對於光入射面10A以角度θ1交叉之方向,且於遠方區域30b中,朝向與光入射面10A平行或大致平行之方向。用於配向膜73、75之水平配向膜為使用摩擦處理而形成者之情形時,配向膜73、75之摩擦方向於附近區域30a中,朝向相對於光入射面10A以角度θ1交叉之方向,且於遠方區域30b中,朝向與光入射面10A平行或大致平行之方向。於附近區域30a中,配向膜73之角度θ1、與配向膜75之角度θ1自設計之容易度之觀點而言較佳為彼此相等,但亦可彼此不同。
再者,例如圖35所示,配向膜73、75亦可於附近區域30a與遠方區域30b之邊界附近具有轉移區域30D,該轉移區域30D係配向方向隨著遠離光源20而逐漸變化為與光入射面10A平行或大致平行之方向。
光調變層74係根據電場之大小而對來自光源20之光整體地或局部地顯示散射性或透明性者。例如於無電壓施加時,光調變層74成為對來自光源20之光顯示透明性。進而,例如於電壓施加時,光調變層74成為對來自光源20之光顯示散射性。例如圖33所示,光調變層74成為包含高分子區域74A、與分散於高分子區域74A內之複數個液晶區域74B之複合層。高分子區域74A及液晶區域74B具有形狀各向異性,進而,亦具有光學各向異性。再者,液晶區域74B相當於本技術之第1區域之一具體例,高分子區域74A相當於本技術之第2區域之一具體例。
(形狀各向異性)
圖36係表示光調變層74之XY平面上之剖面構成之一例者。
高分子區域74A及液晶區域74B均於附近區域30a中,在相對於光入射面10A以角度θ1交叉之方向、且與透明基板31之表面平行或大致平行之方向上延伸。即,高分子區域74A及液晶區域74B均於附近區域30a中,在與線狀光源以角度θ1交叉之方向上延伸。又,高分子區 域74A及液晶區域74B均於遠方區域30b中,在與光入射面10A平行或大致平行之方向、且與透明基板31之表面平行或大致平行之方向上延伸。即,高分子區域74A及液晶區域74B均於遠方區域30b中,在與線狀光源平行或大致平行之方向上延伸。
高分子區域74A及液晶區域74B例如均於附近區域30a及遠方區域30b中,自光調變層70之一端跨至另一端連續地延伸、或間斷地延伸。又,高分子區域74A及液晶區域74B例如於附近區域30a中,在正交於與光入射面10A以角度θ1交叉之方向的方向上交替排列而配置。又,高分子區域34A及液晶區域34B例如於遠方區域30b中,在與光入射面10A正交之方向上交替排列而配置。
圖37A、圖37B係表示光調變層74中之附近區域30a中之X軸方向、Y軸方向、Z軸方向之結構上之週期者。圖38A、圖38B係表示光調變層74中之遠方區域30b中之X軸方向、Y軸方向、Z軸方向之結構上之週期者。例如圖37A、圖37B所示,光調變層74於附近區域30a中,具有X軸方向上週期為Ph10、Y軸方向上週期為Ph9、Z軸方向上週期為Pv5之規則之結構。又,例如圖38A、圖38B所示,光調變層74於遠方區域30b中,具有X軸方向上週期為Ph12、Y軸方向上週期為Ph11、Z軸方向上週期為Pv6之規則之結構。
附近區域30a中之高分子區域74A包含藉由使上述低分子單體在藉由配向膜73、75中之附近區域30a之作用而配向之狀態下聚合化所得之高分子材料。因此,於附近區域30a中,高分子區域74A與液晶區域74B之界面在與配向膜73、75之配向方向正交之方向上密集地形成,且在配向膜73、75之配向方向上疏散地形成。
遠方區域30b中之高分子區域74A包含藉由使上述低分子單體在藉由配向膜73、75中之遠方區域30b之作用而配向之狀態下聚合化所得之高分子材料。因此,於遠方區域30b中,高分子區域74A與液晶 區域74B之界面在與配向膜73、75之配向方向正交之方向上密集地形成,且在配向膜73、75之配向方向上疏散地形成。
如圖39所示,高分子區域74A占光調變層74之比率α3不論與光源20相隔之距離如何均成為固定(均勻)或大致固定(大致均勻)。比率α3例如為50~98重量%,較佳為75~95重量%,更佳為85~92重量%。比率α3例如可藉由用作光調變層74之原料之一的低分子單體之重量比、或者對低分子單體照射之紫外線之強度或累積量等進行調整。
高分子區域74A及液晶區域74B對電場之響應速度彼此不同。高分子區域74A對電場之響應性相對較低,液晶區域74B對電場之響應性相對較高。高分子區域74A係包含高分子材料而構成。高分子區域74A例如成為對電場不響應之條帶狀結構或多孔質結構,或者成為具有較液晶區域74B之響應速度慢之響應速度之棒狀結構。高分子區域74A係藉由使低分子單體聚合化所得之高分子材料而形成。高分子區域74A係藉由以熱及光中之至少一者使沿配向膜73、75之配向方向進行配向且具有配向性及聚合性之低分子單體聚合而形成。
液晶區域74B係包含液晶材料而構成,且具有較高分子區域74A之響應速度充分快之響應速度。液晶區域74B內所包含之液晶材料(液晶分子)例如為棒狀分子。作為液晶區域74B內所包含之液晶分子,較佳為使用具有正介電各向異性者(所謂正型液晶)。
(光學各向異性)
圖40係模式性表示無電壓施加時之遠方區域30b中之高分子區域74A及液晶區域74B內之配向狀態之一例者。圖40中之橢球174A係表示顯示無電壓施加時之遠方區域30b中之高分子區域74A之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。圖40中之橢球174B係表示顯示無電壓施加時之遠方區域30b中之液晶區域74B之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。
圖41係模式性表示電壓施加時之遠方區域30b中之高分子區域74A及液晶區域74B內之配向狀態之一例者。圖41中之橢球174A係表示顯示電壓施加時之遠方區域30b中之高分子區域74A之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。圖41中之橢球174B係表示顯示電壓施加時之遠方區域30b中之液晶區域74B之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。
圖42係模式性表示無電壓施加時之附近區域30a中之高分子區域74A及液晶區域74B內之配向狀態之一例者。圖42中之橢球174A係表示顯示無電壓施加時之附近區域30a中之高分子區域74A之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。圖42中之橢球174B係表示顯示無電壓施加時之附近區域30a中之液晶區域74B之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。
圖43係模式性表示電壓施加時之附近區域30a中之高分子區域74A及液晶區域74B內之配向狀態之一例者。圖43中之橢球174A係表示顯示電壓施加時之附近區域30a中之高分子區域74A之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。圖43中之橢球174B係表示顯示電壓施加時之附近區域30a中之液晶區域74B之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。
例如圖40所示,高分子區域74A及液晶區域74B於無電壓施加時成為如下構成:遠方區域30b中之高分子區域74A之光軸AX5(具體而言,為橢球174A之長軸)及液晶區域74B之光軸AX6(具體而言,為橢球174B之長軸)之朝向彼此一致(成平行)。再者,所謂光軸AX5、AX6係指與不論偏光方向如何折射率均成為1個值之光線之行進方向平行之線。又,於無電壓施加時,光軸AX5及光軸AX6之朝向無需始終彼此一致,光軸AX5之朝向與光軸AX6之朝向亦可因例如製造誤差等而稍有偏差。
液晶區域74B於無電壓施加時,在遠方區域30b中,光軸AX6與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面成平行或大致平行。於配向膜73、75具有預傾斜功能之情形時,於無電壓施加時,在遠方區域30b中,光軸AX6與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面以特定之預傾角交叉。
另一方面,高分子區域74A中,光軸AX5無論有無電壓施加均成為固定。具體而言,光軸AX5於遠方區域30b中,與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面成平行或大致平行。即,於無電壓施加時,光軸AX5於遠方區域30b中,與光軸AX6成平行或大致平行。於配向膜73、75具有預傾斜功能之情形時,光軸AX5與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面以特定之預傾角交叉。即,該情形時,於無電壓施加時,光軸AX5亦與光軸AX6成平行或大致平行。
較佳為高分子區域74A及液晶區域74B之常光折射率彼此相等,且高分子區域74A及液晶區域74B之非常光折射率彼此相等。該情形時,例如於無電壓施加時,所有方向上幾乎不存在折射率差,可獲得較高之透明性。藉此,例如來自光源20之光不會於光調變層74內散射,而是透過光調變層74。其結果為,例如來自光源20之光(來自傾斜方向之光)於光調變元件70內在成為透明之區域(透明區域30A)之界面處產生全反射,從而透明區域30A之亮度(黑顯示之亮度)與使亮度均勻之情形相比下降。
又,如圖41所示,高分子區域74A及液晶區域74B例如於電壓施加時成為如下構成:於遠方區域30b中,光軸AX5及光軸AX6之朝向彼此不同(交叉或正交)。液晶區域74B於電壓施加時,在遠方區域30b中,光軸AX6與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之法線成平行或大致平行。即,於電壓施加時,在遠方區域30b中, 光軸AX6與包含部分電極32A或部分電極36A之面正交或大致正交。
因此,於電壓施加時,光調變層74中,所有方向上折射率差變大,可獲得較高之散射性。藉此,例如來自光源20之光於光調變層74內散射。其結果為,例如來自光源20之光(來自傾斜方向之光)於光調變元件70內透過成為散射狀態之區域(散射區域30B)之界面,並且向反射板40側透過之光由反射板40反射,並透過光調變元件70。因此,散射區域30B之亮度與使亮度均勻之情形相比變得極高,而且,局部之白顯示之亮度(亮度突增)變大相當於透明區域30A之亮度下降之量。
再者,高分子區域74A及液晶區域74B之常光折射率亦可因例如製造誤差等而稍有偏差,例如,較佳為0.1以下,更佳為0.05以下。又,高分子區域74A及液晶區域74B之非常光折射率亦可因例如製造誤差等而稍有偏差,例如,較佳為0.1以下,更佳為0.05以下。
又,高分子區域74A之折射率差(=非常光折射率-常光折射率)、或液晶區域74B之折射率差(=非常光折射率-常光折射率)宜儘可能大,較佳為0.05以上,更佳為0.1以上,進而更佳為0.15以上。其原因在於,於高分子區域74A及液晶區域74B之折射率差較大之情形時,光調變層74之散射能力變高,可容易地破壞導光條件,從而易提取來自導光板10之光。
例如圖42所示,高分子區域74A及液晶區域74B於無電壓施加時成為如下構成:附近區域30a中之高分子區域74A之光軸AX5及液晶區域74B之光軸AX6之朝向彼此一致(成平行)。再者,於無電壓施加時,光軸AX5及光軸AX6之朝向無需始終彼此一致,光軸AX5之朝向與光軸AX6之朝向亦可因例如製造誤差等而稍有偏差。
附近區域30a之液晶區域74B於無電壓施加時,光軸AX6朝向與角度θ1之方向(配向方向)平行或大致平行之方向。於配向膜73、75具有 預傾斜功能之情形時,於無電壓施加時,光軸AX6於附近區域30a之配向膜73側,朝向與角度θ1之方向(配向方向)平行或大致平行之方向,並且朝向與透明基板31之表面以特定之預傾角交叉之方向。
高分子區域74A中,光軸AX5無論有無電壓施加均朝向與角度θ1之方向(配向方向)平行或大致平行之方向。於配向膜73、75具有預傾斜功能之情形時,光軸AX5朝向與角度θ1之方向(配向方向)平行或大致平行之方向,並且朝向與透明基板31之表面以特定之預傾角交叉之方向。即,該情形時,於無電壓施加時,光軸AX5亦與光軸AX6成平行或大致平行。
如圖43所示,高分子區域74A及液晶區域74B於電壓施加時,在附近區域30a中,光軸AX5及光軸AX6之朝向彼此不同(正交或大致正交)。又,液晶區域74B於電壓施加時,在附近區域30a中,光軸AX6與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之法線成平行或大致平行。
因此,於電壓施加時,光調變層74中,所有方向上折射率差變大,可獲得較高之散射性。藉此,例如來自光源20之光於光調變層74中散射。其結果為,例如來自光源20之光(來自傾斜方向之光)於光調變元件70內透過成為散射狀態之區域(散射區域30B)之界面,並且向反射板40側透過之光由反射板40反射,並透過光調變元件70。因此,散射區域30B之亮度與使亮度均勻之情形相比變得極高,而且,局部之白顯示之亮度(亮度突增)變大相當於透明區域30A之亮度下降之量。
於角度θ1(例如摩擦角)成為60°以上且未達90°之情形時,可大幅降低因光源20之排列而引起之明暗條紋之對比度,從而可使光源20附近之亮度不均幾乎消失。再者,於光調變層74之原料中添加單官能之單體(一併具有聚合性及液晶性之低分子單體),或者降低對光調變層 74之原料照射之紫外線之強度或累積量,使光調變層74易滿足A>B>C及A1/C1<A2/C2之情形時,角度θ1(例如摩擦角)之適當之範圍可成為30°以上且未達90°。又,於光調變層74之原料中添加單官能之單體(一併具有聚合性及液晶性之低分子單體),並且降低對光調變層74之原料照射之紫外線之強度或累積量,進一步使光調變層74易滿足A>B>C及A1/C1<A2/C2之情形時,角度θ1(例如摩擦角)之適當之範圍可成為10°以上且未達90°。
(各向異性散射)
其次,對本實施形態之各向異性散射進行說明。於本實施形態中,各向異性散射係因以下而產生:(a)散射區域30B中之高分子區域74A與液晶區域74B之界面(散射界面)之存在概率之不均勻性;及(b)散射區域30B中之雙折射性。因此,以下對散射區域30B中之散射界面之存在概率之不均勻性、及散射區域30B中之雙折射性詳細地進行說明。
---散射界面之存在概率之不均勻性---
於遠方區域30b中之散射區域30B中,高分子區域74A與液晶區域74B之界面在與配向膜73、75中之遠方區域30b之配向方向正交之方向上密集地配置,且在與配向膜73、75中之遠方區域30b之配向方向平行之方向上疏散地配置。於附近區域30a中之散射區域30B中,高分子區域74A與液晶區域74B之界面在與配向膜73、75中之附近區域30a之配向方向正交之方向上密集地配置,且在與配向膜73、75中之附近區域30a之配向方向平行之方向上疏散地配置。
所謂與配向膜73、75中之遠方區域30b之配向方向正交之方向係指第1方向或第2方向。所謂與配向膜73、75中之遠方區域30b之配向方向平行之方向係指第3方向。所謂與配向膜73、75中之附近區域30a之配向方向正交之方向,係指與相對於光入射面10A以角度θ1交叉之 方向正交之方向、且與透明基板31之表面平行之方向。所謂與配向膜73、75中之附近區域30a之配向方向平行之方向,係指相對於光入射面10A以角度θ1交叉之方向、且與透明基板31之表面平行之方向。
於遠方區域30b中,在散射區域30B中沿第1方向傳播之光會以高分子區域74A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期入射至界面。同樣地,於遠方區域30b中,在散射區域30B中沿第2方向傳播之光會以高分子區域74A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期入射至界面。因此,該等光會產生較大之散射。
於遠方區域30b中,在散射區域30B中沿第3方向傳播之光會以高分子區域74A中之條帶狀結構之長軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期入射至界面。因此,該光之散射小於如下光之散射,即,於遠方區域30b中在散射區域30B中沿第1方向傳播之光之散射。
於附近區域30a中,在散射區域30B中沿第1方向傳播之光會以高分子區域74A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期、與高分子區域74A中之條帶狀結構之長軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期之間的週期入射至界面。因此,該光之散射小於如下光之散射,即,於遠方區域30b中在散射區域30B中沿第1方向傳播之光之散射。
於附近區域30a中,在散射區域30B中沿第3方向傳播之光會以高分子區域74A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期、與高分子區域74A中之條帶狀結構之長軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期之間的週期入射至界面。因此,該光之散射小於如下光之散射,即,於遠方區域30b中在散射區域30B中沿與光入射面10A正交之方向傳播之光之散射。
再者,於附近區域30a中在散射區域30B中沿第1方向傳播之光之 散射、與於附近區域30a中在散射區域30B中沿第3方向傳播之光之散射的大小關係取決於該等光之行進方向上之高分子區域74A與液晶區域74B之界面之週期的大小關係。
---雙折射性---
於遠方區域30b中,在散射區域30B中沿第1方向傳播之光會以高分子區域74A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期,一面感受到液晶區域74B之非常光折射率與高分子區域74A之常光折射率之差、及液晶區域74B之常光折射率與高分子區域74A之非常光折射率之差一面進行傳播。因此,於遠方區域30b中,在散射區域30B中沿第1方向傳播之光會產生較大之散射。
於遠方區域30b中,在散射區域30B中沿第3方向傳播之光會以高分子區域74A中之條帶狀結構之長軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期,一面僅感受到液晶區域74B之非常光折射率與高分子區域74A之常光折射率之差一面進行傳播。因此,遠方區域30b中在散射區域30B中沿第3方向傳播之光之散射小於遠方區域30b中在散射區域30B中沿第1方向傳播之光之散射。
於附近區域30a中,在散射區域30B中沿第1方向傳播之光會以高分子區域74A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期、與高分子區域74A中之條帶狀結構之長軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期之間的週期,一面感受到液晶區域74B之非常光折射率與高分子區域74A之常光折射率之差、及液晶區域74B之常光折射率與高分子區域74A之非常光折射率之差一面進行傳播。又,此處提及之非常光折射率之值接近於常光折射率相當於以角度θ1交叉之程度,故而基於偏光之散射性亦變弱。因此,附近區域30a中在散射區域30B中沿第1方向傳播之光之散射小於遠方區域30b中在散射區域30B中沿第1方向傳播之光之散射。
於附近區域30a中,在散射區域30B中沿第3方向傳播之光會以高分子區域74A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期、與高分子區域74A中之條帶狀結構之長軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期之間的週期,一面感受到液晶區域74B之非常光折射率與高分子區域74A之常光折射率之差、及液晶區域74B之常光折射率與高分子區域74A之非常光折射率之差一面進行傳播。又,此處提及之非常光折射率之值接近於常光折射率相當於以角度θ1交叉之程度,故而基於偏光之散射性亦變弱。
於角度θ1大於45°且未達90°之情形時,第1方向上之高分子區域74A與液晶區域74B之界面之週期較第3方向上之高分子區域74A與液晶區域74B之界面之週期長。因此,該情形時,附近區域30a中在散射區域30B中沿第1方向傳播之光之散射小於附近區域30a中在散射區域30B中沿第3方向傳播之光之散射。
又,於角度θ1大於0°且小於45°之情形時,第1方向上之高分子區域74A與液晶區域74B之界面之週期較第3方向上之高分子區域74A與液晶區域74B之界面之週期短。因此,該情形時,附近區域30a中在散射區域30B中沿第1方向傳播之光之散射大於附近區域30a中在散射區域30B中沿第3方向傳播之光之散射。
即,光調變層74成為如下構成:於遠方區域30b中,顯示對在第1方向上傳播之光之散射大於對在第3方向上傳播之光之散射的各向異性散射。又,光調變層74成為如下構成:於附近區域30a中,在角度θ1大於45°且未達90°之情形時,顯示對在第1方向上傳播之光之散射小於對在第3方向上傳播之光之散射的各向異性散射。又,光調變層74成為如下構成:於附近區域30a中,在角度θ1大於0°且小於45°之情形時,顯示對在第1方向上傳播之光之散射大於對第3方向上傳播之光之散射的各向異性散射。
此處,將第1散射之大小設為A、第2散射之大小設為B、第3散射之大小設為C。將光調變層74中之附近區域30a中之第1散射之大小設為A1、光調變層74中之附近區域30a中之第3散射之大小設為C1。將光調變層74中之遠方區域30b中之第1散射之大小設為A2、光調變層74中之遠方區域30b中之第3散射之大小設為C2。此時,光調變層74成為於該光調變層74顯示散射性時滿足下述式之構成。
A>B>C
A1/C1<A2/C2
其次,對附近區域30a及遠方區域30b中之各向異性散射之大小進行說明。
散射之各向異性之大小係指對在第1方向(X軸方向)上傳播之光之散射之大小、對在第3方向(Y軸方向)上傳播之光之散射之大小、及對在第2方向(Z軸方向)上傳播之光之散射之大小的3軸間之商。具體而言,3軸間之商係指以下3個((A)~(C))之總和。於3軸間之商較大之情形時,散射之各向異性較大,於3軸間之商較小之情形時,散射之各向異性較小。再者,以下之(A)~(C)係以分子之值大於分母之值作為前提。因此,於分子之值小於分母之值之事例中,較佳為於以下之(A)~(C)中將分子與分母相互替換。
(A)(對在第1方向上傳播之光之散射之大小)/(對在第3方向上傳播之光之散射之大小)
(B)(對在第2方向上傳播之光之散射之大小)/(對在第3方向上傳播之光之散射之大小)
(C)(對在第1方向上傳播之光之散射之大小)/(對在第2方向上傳播之光之散射之大小)
散射之各向異性之大小係根據以下而決定:(a)散射區域30B中之高分子區域74A與液晶區域74B之界面(散射界面)之存在概率之不均勻 性;及(b)散射區域30B中之雙折射性。對於散射之各向異性之大小,上述(a)之要素占支配地位。其原因在於,於考慮散射界面之存在概率時,理想而言於第3方向上相同介質連續,故而於第3方向上不產生散射,僅於第1方向及第2方向上產生散射。此時,於想像上第3方向之散射成為零,故而第3方向、與第1方向及第2方向之散射比變得無限大。另一方面,於考慮雙折射性時,第1方向上2個偏光成分散射,而第2方向及第3方向上僅1個偏光成分散射。此時,第1方向、與第2方向及第3方向之散射比最多僅為2倍。因此,對於散射之各向異性之大小,上述(a)之要素占支配地位。因此,以下對散射界面之存在概率、與散射之各向異性之大小的關係進行說明,而關於雙折射性、與散射之各向異性之大小之關係的說明則省略。
散射之各向異性之大小係對應於光調變層74中之第1方向之週期、光調變層74中之第3方向之週期、及光調變層74中之第2方向之週期的3軸間之商。具體而言,3軸間之商係指以下之3個((D)~(F))之總和。再者,以下之(D)~(F)係以分子之值大於分母之值作為前提。因此,於分子之值小於分母之值之事例中,較佳為於以下之(D)~(F)中將分子與分母相互替換。
(D)(光調變層74中之第3方向之週期)/(光調變層74中之第1方向之週期)
(E)(光調變層74中之第3方向之週期)/(光調變層74中之第2方向之週期)
(F)(光調變層74中之第2方向之週期)/(光調變層74中之第1方向之週期)
附近區域30a中之散射之各向異性之大小(A1/C1)成為與Ph9/Ph10+Ph9/Pv5+Pv5/Ph10對應之值。又,遠方區域30b中之散射之各向異性之大小(A2/C2)成為與Ph11/Ph12+Ph11/Pv6+Pv6/Ph12對應之值。 此處,各週期例如成為以下之關係。
Ph9/Ph10<Ph11/Ph12
Ph9/Pv5<Ph11/Pv6
Pv5/Ph10<Pv6/Ph12
因此,可以說光調變層74成為於該光調變層74顯示散射性時滿足A>B>C及A1/C1<A2/C2之構成。
另外,於附近區域30a及遠方區域30b中散射之各向異性彼此不同之原因在於,在附近區域30a與遠方區域30b中配向方向彼此不同。本實施形態中,作為於附近區域30a與遠方區域30b中使配向方向彼此不同之方法,使用在附近區域30a與遠方區域30b中配向方向彼此不同之一組配向膜73、75。具體而言,作為透明基板31側之配向膜73,使用遠方區域30b之配向方向成為0°、且於附近區域30a中配向方向成為θ1(0°<θ1≦90°)之水平配向膜。作為透明基板37側之配向膜75,使用遠方區域30b之配向方向成為0°、且於附近區域30a中配向方向成為θ1之水平配向膜。
如上所述,本實施形態中,光調變層74中偏靠光源20之附近區域30a中之散射之各向異性之大小(A1/C1)小於光調變層74中遠離光源20之遠方區域30b中之散射之各向異性之大小(A2/C2)。藉此,於光源20附近可緩和對在光調變層74內傳播之光之各向異性散射。此處,因光源20之排列而引起之明暗條紋係由於第1散射與第3散射之差較大而引起。因此,藉由於光源20附近緩和上述各向異性散射,可降低因光源20之排列而引起之明暗條紋之對比度。又,本實施形態中,於光調變層74中之僅光源20附近,上述各向異性散射得以緩和,故而與於光調變層74整體中上述各向異性散射得以緩和之情形相比,可獲得高亮度。進而,本實施形態中,第2散射較第3散射強,故而來自光源20之光於破壞導光條件之方向上優先散射,光提取效率變高。因此,本實 施形態中,可一面維持高亮度,一面降低因光源20之排列而引起之明暗條紋之對比度。
<4.第4實施形態>
其次,對本技術之第4實施形態之照明裝置4進行說明。如圖44所示,本實施形態之照明裝置4中,替代光調變元件30而設置有光調變元件80,該點與上述實施形態之照明裝置1之構成不同。因此,以下適當省略對與上述各實施形態之構成之共同點之說明,主要對與上述各實施形態之構成之不同點進行說明。
圖45係表示光調變元件80之剖面構成之一例者。光調變元件80例如係自反射板40側起依序配置有透明基板31、下側電極32、配向膜33、光調變層84、配向膜75、上側電極36及透明基板37者。
配向膜33、75係以夾隔光調變層84之方式而配置。配向膜33、75例如為使光調變層84中使用之液晶或單體配向者。配向膜33、75形成為於光調變層84顯示散射性時滿足下述之2個式(A>B>C及A1/C1<A2/C2)。如圖46所示,配向膜33與上述實施形態同樣地,為在與光入射面10A平行之方向上具有配向方向之水平配向膜。另一方面,如圖46所示,配向膜75與上述實施形態同樣地,為配向方向彼此不同之2種水平配向膜之複合膜。具體而言,配向膜75之配向方向於附近區域30a中,朝向相對於光入射面10A以角度θ1交叉之方向,且於遠方區域30b中,朝向與光入射面10A平行或大致平行之方向。再者,例如圖47所示,配向膜75與上述實施形態同樣地,亦可於附近區域30a與遠方區域30b之邊界附近具有轉移區域30D,該轉移區域30D係配向方向隨著遠離光源20而逐漸變化為與光入射面10A平行或大致平行之方向。
光調變層84係根據電場之大小而對來自光源20之光整體地或局部地顯示散射性或透明性者。例如於無電壓施加時,光調變層84成為 對來自光源20之光顯示透明性。進而,例如於電壓施加時,光調變層84成為對來自光源20之光顯示散射性。例如圖45所示,光調變層84成為包含高分子區域84A、與分散於高分子區域84A內之複數個液晶區域84B之複合層。高分子區域84A及液晶區域84B具有形狀各向異性,進而,亦具有光學各向異性。再者,液晶區域84B相當於本技術之第1區域之一具體例,高分子區域84A相當於本技術之第2區域之一具體例。
(形狀各向異性)
圖48係表示光調變層84中之配向膜75側之部分之XY平面上之剖面構成之一例者。圖49係表示光調變層84中之配向膜33側之部分之XY平面上之剖面構成之一例者。高分子區域84A及液晶區域84B均於附近區域30a中之配向膜75側,在相對於光入射面10A以角度θ1交叉之方向、且與透明基板31之表面平行或大致平行之方向上延伸。即,高分子區域84A及液晶區域84B均於附近區域30a中之配向膜75側,在與線狀光源以角度θ1交叉之方向上延伸。又,高分子區域84A及液晶區域84B均於附近區域30a中之配向膜33側之部分、與遠方區域30b中,在與光入射面10A平行或大致平行之方向、且與透明基板31之表面平行或大致平行之方向上延伸。即,高分子區域84A及液晶區域84B均於附近區域30a中之配向膜33側之部分、與遠方區域30b中,在與線狀光源平行或大致平行之方向上延伸。
高分子區域84A及液晶區域84B例如均於附近區域30a及遠方區域30b中,自光調變層80之一端跨至另一端連續地延伸、或間斷地延伸。又,高分子區域84A及液晶區域84B例如於附近區域30a中,在正交於與光入射面10A以角度θ1交叉之方向的方向上交替排列而配置。又,高分子區域34A及液晶區域34B例如於遠方區域30b中,在與光入射面10A正交之方向上交替排列而配置。
圖50A、圖50B係表示光調變層84中之附近區域30a中之X軸方向、Y軸方向、Z軸方向之結構上之週期者。圖51A、圖51B係表示光調變層84中之遠方區域30b中之X軸方向、Y軸方向、Z軸方向之結構上之週期者。例如圖50A、圖50B所示,光調變層84於附近區域30a中之配向膜75側,具有X軸方向上週期為Ph10、Y軸方向上週期為Ph9、Z軸方向上週期為Pv5之規則之結構。例如圖50A、圖50B所示,光調變層84於附近區域30a中之配向膜33側,具有X軸方向上週期為Ph12、Y軸方向上週期為Ph11、Z軸方向上週期為Pv6之規則之結構。 又,例如圖51A、圖51B所示,光調變層84於遠方區域30b中,具有X軸方向上週期為Ph12、Y軸方向上週期為Ph11、Z軸方向上週期為Pv6之規則之結構。
附近區域30a中之高分子區域84A包含藉由使上述低分子單體在藉由配向膜33、75中之附近區域30a之作用而配向之狀態下聚合化所得之高分子材料。因此,於附近區域30a中之配向膜75側,高分子區域84A與液晶區域84B之界面在與配向膜75之配向方向正交之方向上密集地形成,且在配向膜75之配向方向上疏散地形成。因此,週期Pv5、Ph10變短,週期Ph9變長。又,於附近區域30a中之配向膜33側,高分子區域84A與液晶區域84B之界面在與配向膜33之配向方向正交之方向上密集地形成,且在配向膜33之配向方向上疏散地形成。
遠方區域30b中之高分子區域84A包含藉由使上述低分子單體在藉由配向膜33、75中之遠方區域30b之作用而配向之狀態下聚合化所得之高分子材料。因此,於遠方區域30b中,高分子區域84A與液晶區域84B之界面在與配向膜33、75之配向方向正交之方向上密集地形成,且在配向膜33、75之配向方向上疏散地形成。
如圖52所示,高分子區域84A占光調變層84之比率α4不論與光源20相隔之距離如何均成為固定(均勻)或大致固定(大致均勻)。比率α3 例如為50~98重量%,較佳為75~95重量%,更佳為85~92重量%。比率α3例如可藉由用作光調變層84之原料之一的低分子單體之重量比、或者對低分子單體照射之紫外線之強度或累積量等進行調整。
高分子區域84A及液晶區域84B對電場之響應速度彼此不同。高分子區域84A對電場之響應性相對較低,液晶區域84B對電場之響應性相對較高。高分子區域84A係包含高分子材料而構成。高分子區域84A例如成為對電場不響應之條帶狀結構或多孔質結構,或者成為具有較液晶區域84B之響應速度慢之響應速度之棒狀結構。高分子區域84A係藉由使低分子單體聚合化所得之高分子材料而形成。高分子區域84A係藉由以熱及光中之至少一者使沿液晶區域84B之配向方向或配向膜33、75之配向方向進行配向且具有配向性及聚合性之單體聚合而形成。
液晶區域84B係包含液晶材料而構成,且具有較高分子區域84A之響應速度充分快之響應速度。液晶區域84B內所包含之液晶材料(液晶分子)例如為棒狀分子。作為液晶區域84B內所包含之液晶分子,較佳為使用具有正介電各向異性者(所謂正型液晶)。
(光學各向異性)
圖53係模式性表示無電壓施加時之遠方區域30b中之高分子區域84A及液晶區域84B內之配向狀態之一例者。圖53中之橢球184A係表示顯示無電壓施加時之遠方區域30b中之高分子區域84A之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。圖53中之橢球184B係表示顯示無電壓施加時之遠方區域30b中之液晶區域84B之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。
圖54係模式性表示電壓施加時之遠方區域30b中之高分子區域84A及液晶區域84B內之配向狀態之一例者。圖54中之橢球184A係表示顯示電壓施加時之遠方區域30b中之高分子區域84A之折射率各向 異性的折射率橢球之一例者。圖54中之橢球184B係表示顯示電壓施加時之遠方區域30b中之液晶區域84B之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。
圖55係模式性表示無電壓施加時之附近區域30a中之高分子區域84A及液晶區域84B內之配向狀態之一例者。圖55中之橢球184A係表示顯示無電壓施加時之附近區域30a中之高分子區域84A之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。圖55中之橢球184B係表示顯示無電壓施加時之附近區域30a中之液晶區域84B之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。
圖56係模式性表示電壓施加時之附近區域30a中之高分子區域84A及液晶區域84B內之配向狀態之一例者。圖56中之橢球184A係表示顯示電壓施加時之附近區域30a中之高分子區域84A之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。圖56中之橢球184B係表示顯示電壓施加時之附近區域30a中之液晶區域84B之折射率各向異性的折射率橢球之一例者。
例如圖53所示,高分子區域84A及液晶區域84B於無電壓施加時成為如下構成:遠方區域30b中之高分子區域84A之光軸AX7(具體而言,為橢球184A之長軸)及液晶區域84B之光軸AX8(具體而言,為橢球184B之長軸)之朝向彼此一致(成平行)。再者,所謂光軸AX7、AX8係指與不論偏光方向如何折射率均成為1個值之光線之行進方向平行之線。又,於無電壓施加時,光軸AX7及光軸AX8之朝向無需始終彼此一致,光軸AX7之朝向與光軸AX8之朝向亦可因例如製造誤差等而稍有偏差。
液晶區域84B於無電壓施加時,在遠方區域30b中,光軸AX8與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面成平行或大致平行。於配向膜33、75具有預傾斜功能之情形時,於無電壓施加 時,在遠方區域30b中,光軸AX8與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面以特定之預傾角交叉。
另一方面,高分子區域84A中,光軸AX7無論有無電壓施加均成為固定。具體而言,於遠方區域30b中,光軸AX7與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面成平行或大致平行。即,於無電壓施加時,在遠方區域30b中,光軸AX7與光軸AX8成平行或大致平行。於配向膜33、75具有預傾斜功能之情形時,光軸AX7與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面以特定之預傾角交叉。即,該情形時,於無電壓施加時,光軸AX7亦與光軸AX8成平行或大致平行。
較佳為高分子區域84A及液晶區域84B之常光折射率彼此相等,且高分子區域84A及液晶區域84B之非常光折射率彼此相等。該情形時,例如於無電壓施加時,所有方向上幾乎不存在折射率差,可獲得較高之透明性。藉此,例如來自光源20之光不會於光調變層84內散射,而是透過光調變層84。其結果為,例如來自光源20之光(來自傾斜方向之光)於光調變元件80內在成為透明之區域(透明區域30A)之界面(透明基板31或導光板10與空氣之界面)處產生全反射,從而透明區域30A之亮度(黑顯示之亮度)與使亮度均勻之情形相比下降。
又,例如圖54所示,高分子區域84A及液晶區域84B於電壓施加時成為如下構成:於遠方區域30b中,光軸AX7及光軸AX8之朝向彼此不同(交叉或正交)。液晶區域84B成為如下構成:於電壓施加時,在遠方區域30b中,光軸AX8與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之法線成平行或大致平行。
因此,於電壓施加時,光調變層84中,所有方向上折射率差變大,可獲得較高之散射性。藉此,例如來自光源20之光於光調變層84內散射。其結果為,例如來自光源20之光(來自傾斜方向之光)於光調 變元件80內透過成為散射狀態之區域(散射區域30B)之界面,並且向反射板40側透過之光由反射板40反射,並透過光調變元件80。因此,散射區域30B之亮度與使亮度均勻之情形相比變得極高,而且,局部之白顯示之亮度(亮度突增)變大相當於透明區域30A之亮度下降之量。
再者,高分子區域84A及液晶區域84B之常光折射率亦可因例如製造誤差等而稍有偏差,例如,較佳為0.1以下,更佳為0.05以下。又,高分子區域84A及液晶區域84B之非常光折射率亦可因例如製造誤差等而稍有偏差,例如,較佳為0.1以下,更佳為0.05以下。
又,高分子區域84A之折射率差(=非常光折射率一常光折射率)、或液晶區域84B之折射率差(=非常光折射率一常光折射率)宜儘可能大,較佳為0.05以上,更佳為0.1以上,進而更佳為0.15以上。其原因在於,於高分子區域84A及液晶區域84B之折射率差較大之情形時,光調變層84之散射能力變高,可容易地破壞導光條件,從而易提取來自導光板10之光。
例如圖55所示,高分子區域84A及液晶區域84B於無電壓施加時成為如下構成:附近區域30a中之高分子區域84A之光軸AX7及液晶區域84B之光軸AX8之朝向彼此一致(成平行)。再者,於無電壓施加時,光軸AX7及光軸AX8之朝向無需始終彼此一致,光軸AX7之朝向與光軸AX8之朝向亦可因例如製造誤差等而稍有偏差。
附近區域30a之液晶區域84B於無電壓施加時,光軸AX8之朝向隨著自配向膜33側向配向膜75側而向扭轉之方向變化。具體而言,光軸AX8於附近區域30a之配向膜33側,與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面成平行或大致平行。於配向膜33、75具有預傾斜功能之情形時,於無電壓施加時,光軸AX8於附近區域30a之配向膜33側,與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板 31之表面以特定之預傾角交叉。又,於無電壓施加時,光軸AX8於附近區域30a之配向膜75側,朝向與角度91之方向(配向方向)平行或大致平行之方向。再者,於配向膜33、75具有預傾斜功能之情形時,於無電壓施加時,光軸AX8於附近區域30a之配向膜33側,朝向與光入射面10A平行或大致平行之方向,並且朝向與透明基板31之表面以特定之預傾角交叉之方向。
於高分子區域84A中,無論有無電壓施加,光軸AX7之朝向均隨著自配向膜33側向配向膜75側而向扭轉之方向變化。具體而言,光軸AX7於附近區域30a之配向膜33側,與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面成平行或大致平行。即,於無電壓施加時,光軸AX7於附近區域30a之配向膜33側,與光軸AX8成平行或大致平行。再者,於配向膜33、75具有預傾斜功能之情形時,光軸AX7與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之表面以特定之預傾角交叉。即,該情形時,於無電壓施加時,光軸AX7亦與光軸AX8成平行或大致平行。又,光軸AX7於附近區域30a之配向膜75側,朝向與角度θ1之方向(配向方向)平行或大致平行之方向。即,於無電壓施加時,光軸AX7於附近區域30a之配向膜75側,與光軸AX8成平行或大致平行。
如圖56所示,高分子區域84A及液晶區域84B例如於電壓施加時成為如下構成:於附近區域30a中,光軸AX7及光軸AX8之朝向彼此不同(交叉或正交)。液晶區域84B於電壓施加時,在附近區域30a中,光軸AX8與光入射面10A成平行或大致平行,並且與透明基板31之法線成平行或大致平行。
因此,於電壓施加時,於光調變層84中,所有方向上折射率差變大,可獲得較高之散射性。藉此,例如來自光源20之光於光調變層84中散射。其結果為,例如來自光源20之光(來自傾斜方向之光)於光 調變元件80內透過成為散射狀態之區域(散射區域30B)之界面,並且向反射板40側透過之光由反射板40反射,並透過光調變元件80。因此,散射區域30B之亮度與使亮度均勻之情形相比變得極高,而且,局部之白顯示之亮度(亮度突增)變大相當於透明區域30A之亮度下降之量。
於角度θ1(例如摩擦角)成為60°以上且未達90°之情形時,可大幅降低因光源20之排列而引起之明暗條紋之對比度,從而可使光源20附近之亮度不均幾乎消失。再者,於光調變層84之原料中添加單官能之單體(一併具有聚合性及液晶性之低分子單體),或者降低對光調變層84之原料照射之紫外線之強度或累積量,使光調變層84易滿足A>B>C及A1/C1<A2/C2之情形時,角度θ1(例如摩擦角)之適當之範圍可成為30°以上且未達90°。又,於光調變層84之原料中添加單官能之單體(一併具有聚合性及液晶性之低分子單體),並且降低對光調變層84之原料照射之紫外線之強度或累積量,進一步使光調變層84易滿足A>B>C及A1/C1<A2/C2之情形時,角度θ1(例如摩擦角)之適當之範圍可成為10°以上且未達90°。
(各向異性散射)
其次,對本實施形態之各向異性散射進行說明。於本實施形態中,各向異性散射係因以下而產生:(a)散射區域30B中之高分子區域84A與液晶區域84B之界面(散射界面)之存在概率之不均勻性;及(b)散射區域30B中之雙折射性。因此,以下對散射區域30B中之散射界面之存在概率之不均勻性、及散射區域30B中之雙折射性詳細地進行說明。
---散射界面之存在概率之不均勻性---
於遠方區域30b中之散射區域30B中,高分子區域84A與液晶區域84B之界面在與配向膜33之配向方向正交之方向上密集地配置,且在 與配向膜33之配向方向平行之方向上疏散地配置。於附近區域30a中之散射區域30B中,高分子區域84A與液晶區域84B之界面於配向膜33側,在與配向膜33之配向方向正交之方向上密集地配置,且在與配向膜33之配向方向平行之方向上疏散地配置。於附近區域30a中之散射區域30B中,高分子區域84A與液晶區域84B之界面於配向膜75側,在與配向膜75中之附近區域30a之配向方向正交之方向上密集地配置,且在與配向膜75中之附近區域30a之配向方向平行之方向上疏散地配置。
所謂與配向膜33之配向方向正交之方向係指第1方向或第2方向。所謂與配向膜33之配向方向平行之方向係指第3方向。所謂與配向膜75中之附近區域30a之配向方向正交之方向,係指與相對於光入射面10A以角度θ1交叉之方向正交之方向、且與透明基板31之表面平行之方向。所謂與配向膜75中之附近區域30a之配向方向平行之方向,係指相對於光入射面10A以角度θ1交叉之方向、且與透明基板31之表面平行之方向。
於遠方區域30b中,在散射區域30B中沿第1方向傳播之光會以高分子區域84A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期入射至界面。同樣地,於遠方區域30b中,在散射區域30B中沿第2方向傳播之光會以高分子區域84A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期入射至界面。因此,該等光會產生較大之散射。
於遠方區域30b中,在散射區域30B中沿第3方向傳播之光會以高分子區域84A中之條帶狀結構之長軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期入射至界面。因此,該光之散射小於如下光之散射,即,於遠方區域30b中在散射區域30B中沿第1方向傳播之光之散射。
於附近區域30a中之配向膜33側,在散射區域30B中沿第1方向傳 播之光會以高分子區域84A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期入射至界面。同樣地,於附近區域30a中之配向膜33側,在散射區域30B中沿第2方向傳播之光會以高分子區域84A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期入射至界面。因此,該等光會產生較大之散射。
於附近區域30a中之配向膜75側,在散射區域30B中沿第1方向傳播之光會以高分子區域84A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期、與高分子區域84A中之條帶狀結構之長軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期之間的週期入射至界面。因此,該光之散射小於如下光之散射,即,於遠方區域30b中在散射區域30B中沿第1方向傳播之光之散射。
於附近區域30a中之配向膜75側,在散射區域30B中沿第3方向傳播之光會以高分子區域84A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期、與高分子區域84A中之條帶狀結構之長軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期之間的週期入射至界面。因此,該光之散射小於如下光之散射,即,於遠方區域30b中在散射區域30B中沿第1方向傳播之光之散射。
再者,於附近區域30a中之配向膜75側在散射區域30B中沿第1方向傳播之光之散射、與於附近區域30a中之配向膜75側在散射區域30B中沿第3方向傳播之光之散射的大小關係取決於該等光之行進方向上之高分子區域84A與液晶區域84B之界面之週期的大小關係。
---雙折射性---
於遠方區域30b中,在散射區域30B中沿第1方向傳播之光會以高分子區域84A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期,一面感受到液晶區域84B之非常光折射率與高分子區域84A之常光折射率之差、及液晶區域84B之常光折射率與高分子區域84A之非 常光折射率之差一面進行傳播。因此,於遠方區域30b中,在散射區域30B中沿第1方向傳播之光會產生較大之散射。
於遠方區域30b中,在散射區域30B中沿第3方向傳播之光會以高分子區域84A中之條帶狀結構之長軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期,一面僅感受到液晶區域84B之非常光折射率與高分子區域84A之常光折射率之差一面進行傳播。因此,遠方區域30b中在散射區域30B中沿第3方向傳播之光之散射小於遠方區域30b中在散射區域30B中沿第1方向傳播之光之散射。
於附近區域30a中之配向膜33側,在散射區域30B中沿第1方向傳播之光會以高分子區域84A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期,一面感受到液晶區域84B之非常光折射率與高分子區域84A之常光折射率之差、及液晶區域84B之常光折射率與高分子區域84A之非常光折射率之差一面進行傳播。因此,於遠方區域30b中之配向膜33側,在散射區域30B中沿第1方向傳播之光會產生較大之散射。
於附近區域30a中之配向膜33側,在散射區域30B中沿第3方向傳播之光會以高分子區域84A中之條帶狀結構之長軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期,一面僅感受到液晶區域84B之非常光折射率與高分子區域84A之常光折射率之差一面進行傳播。因此,於附近區域30a中之配向膜33側在散射區域30B中沿第3方向傳播之光之散射小於遠方區域30b中在散射區域30B中沿第1方向傳播之光之散射。
於附近區域30a中之配向膜75側,在散射區域30B中沿第1方向傳播之光會以高分子區域84A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期、與高分子區域84A中之條帶狀結構之長軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期之間的週期,一面感受到液晶區域84B之非常光折射率與高分子區域84A之常光折射率之差、及液晶區域84B之 常光折射率與高分子區域84A之非常光折射率之差一面進行傳播。因此,附近區域30a中在散射區域30B中沿第1方向傳播之光之散射小於遠方區域30b中在散射區域30B中沿第1方向傳播之光之散射。其中,此處提及之非常光折射率之值接近於常光折射率相當於以角度θ1交叉之程度,故而基於偏光之散射性變弱。
於附近區域30a中之配向膜75側,在散射區域30B中沿第3方向傳播之光會以高分子區域84A中之條帶狀結構之短軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期、與高分子區域84A中之條帶狀結構之長軸方向之平均條帶狀組織尺寸的週期之間的週期,一面感受到液晶區域84B之非常光折射率與高分子區域84A之常光折射率之差、及液晶區域84B之常光折射率與高分子區域84A之非常光折射率之差一面進行傳播。其中,此處提及之非常光折射率之值接近於常光折射率相當於以角度θ1交叉之程度,故而基於偏光之散射性變弱。
於角度θ1大於45°且未達90°之情形時,第1方向上之高分子區域84A與液晶區域84B之界面之週期較第3方向上之高分子區域84A與液晶區域84B之界面之週期長。因此,該情形時,附近區域30a中在散射區域30B中沿第1方向傳播之光之散射小於附近區域30a中在散射區域30B中沿第3方向傳播之光之散射。
又,於角度θ1大於0°且小於45°之情形時,第1方向上之高分子區域84A與液晶區域84B之界面之週期較第3方向上之高分子區域84A與液晶區域84B之界面之週期短。因此,該情形時,附近區域30a中在散射區域30B中沿第1方向傳播之光之散射大於附近區域30a中在散射區域30B中沿第3方向傳播之光之散射。
即,光調變層84成為如下構成:於遠方區域30b中,顯示對在第1方向上傳播之光之散射大於對在第3方向上傳播之光之散射的各向異性散射。又,光調變層84成為如下構成:於附近區域30a中,在角度 θ1大於45°且未達90°之情形時,顯示對在第1方向上傳播之光之散射小於對在第3方向上傳播之光之散射的各向異性散射。又,光調變層84成為如下構成:於附近區域30a中,在角度θ1大於0°且小於45°之情形時,顯示對在第1方向上傳播之光之散射大於對在第3方向上傳播之光之散射的各向異性散射。
其次,對附近區域30a及遠方區域30b中之各向異性散射之大小進行說明。
散射之各向異性之大小係指對在第1方向(X軸方向)上傳播之光之散射之大小、對在第3方向(Y軸方向)上傳播之光之散射之大小、及對在第2方向(Z軸方向)上傳播之光之散射之大小的3軸間之商。具體而言,3軸間之商係指以下3個((A)~(C))之總和。於3軸間之商較大之情形時,散射之各向異性較大,於3軸間之商較小之情形時,散射之各向異性較小。再者,以下之(A)~(C)係以分子之值大於分母之值作為前提。因此,於分子之值小於分母之值之事例中,較佳為於以下之(A)~(C)中將分子與分母相互替換。
(A)(對在第1方向上傳播之光之散射之大小)/(對在第3方向上傳播之光之散射之大小)
(B)(對在第2方向上傳播之光之散射之大小)/(對在第3方向上傳播之光之散射之大小)
(C)(對在第1方向上傳播之光之散射之大小)/(對在第2方向上傳播之光之散射之大小)
散射之各向異性之大小係根據以下而決定:(a)散射區域30B中之高分子區域84A與液晶區域84B之界面(散射界面)之存在概率之不均勻性;及(b)散射區域30B中之雙折射性。對於散射之各向異性之大小,上述(a)之要素占支配地位。其原因在於,於考慮散射界面之存在概率時,理想而言於第3方向上相同介質連續,故而於第3方向上不產生 散射,僅於第1方向及第2方向上產生散射。此時,於想像上第3方向之散射成為零,故而第3方向、與第1方向及第2方向之散射比變得無限大。另一方面,於考慮雙折射性時,第1方向上2個偏光成分散射,而第2方向及第3方向上僅1個偏光成分散射。此時,第1方向、與第2方向及第3方向之散射比最多僅為2倍。因此,對於散射之各向異性之大小,上述(a)之要素占支配地位。因此,以下對散射界面之存在概率、與散射之各向異性之大小的關係進行說明,而關於雙折射性、與散射之各向異性之大小之關係的說明則省略。
散射之各向異性之大小係對應於光調變層84中之第1方向之週期、光調變層84中之第3方向之週期、及光調變層84中之第2方向之週期的3軸間之商。具體而言,3軸間之商係指以下3個((D)~(F))之總和。再者,以下之(D)~(F)係以分子之值大於分母之值作為前提。因此,於分子之值小於分母之值之事例中,較佳為於以下之(D)~(F)中將分子與分母相互替換。
(D)(光調變層84中之第3方向之週期)/(光調變層84中之第1方向之週期)
(E)(光調變層84中之第3方向之週期)/(光調變層84中之第2方向之週期)
(F)(光調變層84中之第2方向之週期)/(光調變層84中之第1方向之週期)
附近區域30a及遠方區域30b中之配向膜33側之散射之各向異性的大小成為與Ph11/Ph12+Ph11/Pv6+Pv6/Ph12對應之值。附近區域30a中之配向膜75側之散射之各向異性的大小成為與Ph9/Ph10+Ph9/Pv5+Pv5/Ph10對應之值。遠方區域30b中之配向膜75側之散射之各向異性的大小成為與Ph11/Ph12+Ph11/Pv6+Pv6/Ph12對應之值。此處,各週期例如成為以下之關係。
Ph9/Ph10<Ph11/Ph12
Ph9/Pv5<Ph11/Pv6
Pv5/Ph10≒Pv6/Ph12
因此,可以說光調變層84成為於該光調變層84顯示散射性時滿足A>B>C及A1/C1<A2/C2之構成。
另外,於附近區域30a及遠方區域30b中散射之各向異性彼此不同之原因在於,在附近區域30a與遠方區域30b中,配向方向彼此不同。本實施形態中,作為於附近區域30a與遠方區域30b中使配向方向彼此不同之方法,使用於附近區域30a中配向方向彼此不同之一組配向膜33、75。具體而言,作為透明基板31側之配向膜33,使用配向方向為0°之水平配向膜,作為透明基板37側之配向膜75,使用遠方區域30b之配向方向成為0°、且於附近區域30a中配向方向成為θ1(0°<θ1≦90°)之水平配向膜。
如上所述,本實施形態中,光調變層84中偏靠光源20之附近區域30a中之散射之各向異性的大小(A1/C1)小於光調變層84中遠離光源20之遠方區域30b中之散射之各向異性的大小(A2/C2)。藉此,於光源20附近可緩和對在光調變層84內傳播之光之各向異性散射。此處,因光源20之排列而引起之明暗條紋係由於第1散射與第3散射之差較大而引起。因此,藉由於光源20附近緩和上述各向異性散射,可降低因光源20之排列而引起之明暗條紋之對比度。又,本實施形態中,於光調變層84中之僅光源20附近,上述各向異性散射得以緩和,故而與於光調變層84整體中上述各向異性散射得以緩和之情形相比,可獲得高亮度。進而,本實施形態中,第2散射較第3散射強,故而來自光源20之光於破壞導光條件之方向上優先散射,光提取效率變高。因此,本實施形態中,可一面維持高亮度,一面降低因光源20之排列而引起之明暗條紋之對比度。
<5.第5實施形態>
其次,對本技術之第5實施形態之照明裝置5進行說明。如圖57所示,本實施形態之照明裝置5中,替代光調變元件30而設置有光調變元件90,該點與上述實施形態之照明裝置1之構成不同。因此,以下適當省略對與上述各實施形態之構成之共同點之說明,主要對與上述各實施形態之構成之不同點進行說明。
圖58係表示光調變元件90之剖面構成之一例者。光調變元件90例如係自反射板40側起依序配置有透明基板31、下側電極32、配向膜33、光調變層94、配向膜35、上側電極36及透明基板37者。配向膜33、35係以夾隔光調變層94之方式而配置。光調變層94成為於該光調變層94顯示散射性時滿足A>B>C及A1/C1<A2/C2之構成。
光調變層94係根據電場之大小而對來自光源20之光整體地或局部地顯示散射性或透明性者。例如於無電壓施加時,光調變層94成為對來自光源20之光顯示透明性。進而,例如於電壓施加時,光調變層94成為對來自光源20之光顯示散射性。例如圖58所示,光調變層94成為包含高分子區域94A、與分散於高分子區域94A內之複數個液晶區域94B之複合層。高分子區域94A及液晶區域94B具有光學各向異性。再者,液晶區域94B相當於本技術之第1區域之一具體例,高分子區域94A相當於本技術之第2區域之一具體例。
高分子區域94A及液晶區域94B對電場之響應速度彼此不同。高分子區域94A對電場之響應性相對較低,液晶區域94B對電場之響應性相對較高。高分子區域94A係包含高分子材料而構成。高分子區域94A例如成為對電場不響應之條帶狀結構或多孔質結構,或者成為具有較液晶區域94B之響應速度慢之響應速度之棒狀結構。高分子區域94A係藉由使低分子單體聚合化所得之高分子材料而形成。高分子區域94A係藉由以熱及光中之至少一者使沿液晶區域94B之配向方向或 配向膜33、35之配向方向進行配向且具有配向性及聚合性之單體聚合而形成。
液晶區域94B係包含液晶材料而構成,且具有較高分子區域94A之響應速度充分快之響應速度。液晶區域94B內所包含之液晶材料(液晶分子)例如為棒狀分子。作為液晶區域94B內所包含之液晶分子,較佳為使用具有正介電各向異性者(所謂正型液晶)。
液晶區域94B係包含與上述實施形態之液晶區域34B相同之材料。高分子區域94A亦包含與上述實施形態之高分子區域34A相同之材料。但是,於高分子區域94A中,在附近區域30a與遠方區域30b中,所使用之原料彼此不同。具體而言,添加至高分子區域94A之原料中之一併具有聚合性及液晶性之單體(單官能及多官能中之至少一者之單體)之重量比隨著接近於光源20而變大。
附近區域30a之高分子區域94A例如係藉由使作為上述低分子單體之一的2官能之單體、與單官能及多官能中之至少一者之單體聚合而形成。另一方面,遠方區域30b之高分子區域94A例如係藉由使作為上述低分子單體之一的2官能之單體聚合而形成者,且係未添加單官能或多官能之單體而形成者。再者,遠方區域30b之高分子區域94A亦可為例如藉由如下方式而形成者:使作為上述低分子單體之一的2官能之單體、與重量%較形成附近區域30a中包含之高分子區域94A時之重量%少的單官能及多官能中之至少一者之單體聚合。
再者,亦可於附近區域30a與遠方區域30b之邊界附近,設置轉移區域。於該轉移區域中,包含以成為附近區域30a之高分子區域94A之原料之重量比、與遠方區域30b之高分子區域94A之原料之重量比之間的重量比之原料所形成之高分子區域94A。
2官能之單體為有助於交聯密度之提高者,且為適宜形成條帶狀結構之材料。另一方面,多官能之單體為較2官能單體更有助於交聯 密度之提高者。多官能之單體為適宜形成較條帶狀結構更複雜之三維結構之材料,且為適宜使條帶狀結構變形之添加劑。又,單官能之單體為有助於降低交聯密度者,且為適宜使條帶狀結構變形之添加劑。因此,藉由如上所述般使添加至高分子區域94A之原料中之一併具有聚合性及液晶性之單體之重量比隨著接近於光源20而變大,從而高分子區域94A占光調變層94之比率例如與圖5~圖7所示之分佈同樣地,於附近區域30a側相對變低,於遠方區域30b側相對變高。
因此,本實施形態中,光調變層94中偏靠光源20之附近區域30a中之散射之各向異性之大小(A1/C1)小於光調變層94中遠離光源20之遠方區域30b中之散射之各向異性之大小(A2/C2)。藉此,於光源20附近可緩和對在光調變層94內傳播之光之各向異性散射。此處,因光源20之排列而引起之明暗條紋係由於第1散射與第3散射之差較大而引起。因此,藉由於光源20附近緩和上述各向異性散射,可降低因光源20之排列而引起之明暗條紋之對比度。又,本實施形態中,於光調變層94中之僅光源20附近,上述各向異性散射得以緩和,故而與於光調變層94整體中上述各向異性散射得以緩和之情形相比,可獲得高亮度。進而,本實施形態中,第2散射較第3散射強,故而來自光源20之光於破壞導光條件之方向上優先散射,光提取效率變高。因此,本實施形態中,可一面維持高亮度,一面降低因光源20之排列而引起之明暗條紋之對比度。
<6.第6實施形態>
其次,對本技術之第6實施形態之照明裝置6進行說明。如圖59所示,本實施形態之照明裝置6中,替代光調變元件30而設置有光調變元件91,該點與上述實施形態之照明裝置1之構成不同。因此,以下適當省略對與上述各實施形態之構成之共同點之說明,主要對與上述各實施形態之構成之不同點進行說明。
圖60係表示光調變元件91之剖面構成之一例者。光調變元件91例如係自反射板40側起依序配置有透明基板31、下側電極32、配向膜33、光調變層98、配向膜35、上側電極36及透明基板37者。光調變層98成為於該光調變層98顯示散射性時滿足A>B>C及A1/C1<A2/C2之構成。
光調變層98係根據電場之大小而對來自光源20之光整體地或局部地顯示散射性或透明性者。例如於無電壓施加時,光調變層98成為對來自光源20之光顯示透明性。進而,例如於電壓施加時,光調變層98成為對來自光源20之光顯示散射性。例如圖60所示,光調變層98成為包含高分子區域98A、與分散於高分子區域98A內之複數個液晶區域98B之複合層。高分子區域98A及液晶區域98B具有光學各向異性。再者,液晶區域98B相當於本技術之第1區域之一具體例,高分子區域98A相當於本技術之第2區域之一具體例。
高分子區域98A及液晶區域98B對電場之響應速度彼此不同。高分子區域98A對電場之響應性相對較低,液晶區域98B對電場之響應性相對較高。高分子區域98A例如成為對電場不響應之條帶狀結構或多孔質結構,或者成為具有較液晶區域98B之響應速度慢之響應速度之棒狀結構。高分子區域98A係藉由使低分子單體聚合化所得之高分子材料而形成。高分子區域98A係藉由以熱及光中之至少一者使沿液晶區域98B之配向方向或配向膜33、35之配向方向進行配向且具有配向性及聚合性之低分子單體聚合而形成。
液晶區域98B係包含液晶材料而構成,且具有較高分子區域98A之響應速度充分快之響應速度。液晶區域98B內所包含之液晶材料(液晶分子)例如為棒狀分子。作為液晶區域98B內所包含之液晶分子,較佳為使用具有正介電各向異性者(所謂正型液晶)。
液晶區域98B係包含與上述實施形態之液晶區域34B相同之材 料。高分子區域98A亦包含與上述實施形態之高分子區域34A相同之材料。但是,高分子區域98A於附近區域30a與遠方區域30b中,條帶狀結構、多孔質結構或棒狀結構之結構上之混亂(變形)方式彼此不同。具體而言,如圖61、圖62、圖63所示,於高分子區域94A之附近區域30a中,上述混亂(變形)相對變多,於高分子區域94A之遠方區域30B中,上述混亂(變形)相對變少。再者,圖55中,例示有上述混亂(變形)於附近區域30a內成為固定,進而於遠方區域30b內亦成為固定之情形。又,圖56中,例示有上述混亂(變形)於附近區域30a內,隨著遠離光源20而平滑地減少之情形。又,圖57中,例示有上述混亂(變形)於附近區域30a內,隨著遠離光源20而間斷地(呈階梯狀)減少之情形。
所謂上述混亂(變形)較少係指高分子區域98A之配向性較高,所謂上述混亂(變形)較多係指高分子區域98A之配向性較低。因此,藉由如上所述般使高分子區域94A中之結構上之混亂(變形)隨著接近於光源20而增多,可使附近區域30a之各向異性散射較遠方區域30b之各向異性散射得以緩和。
作為形成上述混亂(變形)之方法,可列舉例如於製造光調變層98時,進行紫外線強度或紫外線累積量之調整。
紫外線強度之調整例如可藉由使用灰階遮罩而進行。例如,對液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之低分子單體之混合物,經由遠離光源20之區域之紫外線透過率較光源20附近之區域高的灰階遮罩而照射紫外線,藉此可形成上述混亂(變形)。因此,光調變層98亦可為藉由如下方法而形成者:經由遠離光源20之區域之紫外線透過率較光源20附近之區域高的灰階遮罩而照射紫外線。
紫外線強度之調整例如亦可藉由使用發出紫外光之LED而進行。例如,對液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之低分子單體之混合 物,以使遠離光源20之區域之紫外線強度較光源20附近之區域大之方式照射紫外線區域之LED光,藉此可形成上述混亂(變形)。因此,光調變層98亦可為藉由以使遠離光源20之區域之紫外線強度較光源20附近之區域大之方式照射紫外線區域之LED光而形成者。
紫外線累積量之調整例如可藉由使用發出紫外光之LED而進行。例如,對液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之低分子單體之混合物,以使遠離光源20之區域之紫外線累積量較光源20附近之區域多之方式脈衝照射紫外線區域之LED光,藉此可形成上述混亂(變形)。因此,光調變層98亦可為藉由以使遠離光源20之區域之紫外線累積量較光源20附近之區域多之方式脈衝照射紫外線區域之LED光而形成者。又,於製造步驟之搬送中使用帶式輸送機等,一面使上述混合物移動一面進行曝光之情形時,亦可以使遠離光源20之區域之紫外線累積量較光源20附近之區域多之方式調整帶式輸送機之速度。
本實施形態中,光調變層98中偏靠光源20之附近區域30a中之散射之各向異性之大小(A1/C1)小於光調變層98中遠離光源20之遠方區域30b中之散射之各向異性之大小(A2/C2)。藉此,於光源20附近可緩和對在光調變層98內傳播之光之各向異性散射。此處,因光源20之排列而引起之明暗條紋係由於第1散射與第3散射之差較大而引起。因此,藉由於光源20附近緩和上述各向異性散射,可降低因光源20之排列而引起之明暗條紋之對比度。又,本實施形態中,於光調變層98中之僅光源附近,上述各向異性散射得以緩和,故而與於光調變層98整體中上述各向異性散射得以緩和之情形相比,可獲得高亮度。進而,本實施形態中,第2散射較第3散射強,故而來自光源20之光於破壞導光條件之方向上優先散射,光提取效率變高。因此,本實施形態中,可一面維持高亮度,一面降低因光源20之排列而引起之明暗條紋之對比度
<7.變化例> [變化例1]
上述各實施形態中,光調變元件30、60、70、80、90、91不經由空氣層而密接地接合於導光板10之背後(下表面),但例如圖64所示,亦可不經由空氣層而密接地接合於導光板10之上表面。又,例如圖65所示,光調變元件30、60、70、80、90、91亦可設置於導光板10之內部。然而,該情形時,光調變元件30、60、70、80、90、91仍必需不經由空氣層而密接地接合於導光板10。
[變化例2]
於上述各實施形態及其等之變化例中,設置有導光板10,但例如圖66所示,亦可將其省略。然而,該情形時,透明基板31及透明基板37發揮導光板10之作用。因此,光源20係配置於透明基板31或透明基板37之側面。
[變化例3]
於上述各實施形態及其等之變化例中,設置有反射板40,但例如圖67所示,亦可將其省略。然而,該情形時,下側電極32較佳為例如包含金屬而非透明之材料。於下側電極32包含金屬之情形時,下側電極32與反射板40同樣地,亦兼具使自導光板10之背後入射至光調變元件30之光反射之功能。再者,本變化例中,與上述變化例2同樣地,亦可省略導光板10。
[變化例4]
於上述各實施形態及其等之變化例中,於光出射面未設置任何光學片材,但例如圖68所示,亦可設置光學片材92(例如擴散板、擴散片材、透鏡膜、偏光分離片材等)。於此種情形時,自導光板10向傾斜方向射出之光之一部分於正面方向得以提昇,故而可有效地提高調變比。再者,本變化例中,與上述變化例2同樣地,亦可省略導光 板10。又,本變化例中,與上述變化例3同樣地,亦可省略反射板40。又,本變化例中,亦可省略導光板10及反射板40。
[變化例5]
於上述各實施形態及其等之變化例中,例如圖69所示,導光板10、透明基板31或透明基板37之端面(光入射面10A)亦可具有使來自光源20之光之發散角擴大之立體形狀。例如,光入射面10A亦可與光源20之排列對應而成為圓柱形狀、角柱形狀、或凸形狀。藉由使光入射面10A成為如上所述之形狀,可擴大入射至光調變元件30、60、70之光之發散角。藉此,於光源20附近可使對在光調變層34、64、74、84、94、98內傳播之光之各向異性散射緩和相當於發散角擴大之部分。其結果為,可一面維持高亮度,一面降低因光源20之排列而引起之明暗條紋之對比度。
[變化例6]
於上述各實施形態及其等之變化例中,例如圖70所示,亦可設置填埋光入射面10A與光源20之間隙之匹配油93(折射率匹配用油)。藉由如上所述般於光入射面10A與光源20之間隙中設置匹配油93,可擴大入射至光調變元件30、60、70、80、90、91之光之發散角。藉此,於光源20附近可使對在光調變層34、64、74、84、94、98內傳播之光之各向異性散射緩和相當於發散角擴大之部分。其結果為,可一面維持高亮度,一面降低因光源20之排列而引起之明暗條紋之對比度。
[變化例7]
於上述各實施形態及其等之變化例中,例如圖71所示,亦可於導光板10、透明基板31或透明基板37中之至少光源20附近之部分,設置由與導光板10、透明基板31或透明基板37不同之折射率之材料所形成的間隔物94。藉由如上所述般於透明基板31或透明基板37中之至少 光源20附近之部分設置間隔物82,於導光板10、透明基板31或透明基板37中之至少光源20附近之部分傳播之光會藉由間隔物82而折射、或散射。藉此,於光源20附近可使對在光調變層34、64、74、84、94、98內傳播之光之各向異性散射緩和相當於由間隔物82引起之折射、散射之部分。其結果為,可一面維持高亮度,一面降低因光源20之排列而引起之明暗條紋之對比度。
<8.第7實施形態>
其次,對本技術之第7實施形態之顯示裝置7進行說明。如圖72所示,本實施形態之顯示裝置7包含:顯示面板8,其藉由對光進行調變而顯示影像;照明裝置1、2、3、4、5、6,其等自背後對顯示面板8進行照明;及驅動電路(未圖示),其對顯示面板8及照明裝置1、2、3、4、5、6進行驅動。
顯示面板8包含配置成矩陣狀之複數個像素,藉由根據圖像信號驅動複數個像素而顯示影像。顯示面板8例如為根據影像信號而驅動各像素之透過型顯示面板,且成為由一對透明基板夾入有液晶層之結構。具體而言,顯示面板8自照明裝置1、2、3、4、5、6側起依序包含偏光元件、透明基板、像素電極、配向膜、液晶層、配向膜、共用電極、彩色濾光片、透明基板及偏光元件。
透明基板包含相對於可見光為透明之基板,例如板玻璃。再者,於背光側之透明基板上,形成有包含與像素電極電性連接之TFT(Thin Film Transistor;薄膜電晶體)及配線等之主動型驅動電路,其並未圖示。像素電極及共用電極例如包含氧化銦錫(ITO;Indium Tin Oxide)。像素電極係二維排列於透明基板上者,且作為每個像素之電極而發揮功能。另一方面,共用電極係整面地形成於彩色濾光片上者,且作為相對於各像素電極而對向之共用電極發揮功能。配向膜例如包含聚醯亞胺等高分子材料,且對液晶進行配向處理。
液晶層例如包含VA(Vertical Alignment,垂直配向)模式、TN(Twisted Nematic,扭轉向列)模式或STN(Super Twisted Nematic,超扭轉向列)模式之液晶,且具有藉由來自驅動電路(未圖示)之施加電壓,而針對每個像素改變來自照明裝置1、2、3、4、5、6之出射光之偏光軸之朝向的功能。再者,藉由多階段地改變液晶之排列而多階段地對每個像素之透過軸之朝向進行調整。彩色濾光片係將使透過液晶層之光例如分別色分離為紅(R)、綠(G)及藍(B)之三原色、或者分別色分離為R、G、B及白(W)等之四色的彩色濾光片與像素電極之排列對應而排列者。
偏光板為光學快門之一種,其僅使某一定之振動方向之光(偏光)通過。再者,偏光板亦可為吸收透過軸以外之振動方向之光(偏光)之吸收型偏光元件,但自亮度提高之觀點而言,較佳為向照明裝置1、2、3、4、5、6側反射之反射型偏光元件。2片偏光板分別配置成偏光軸彼此相差90°。藉此,來自照明裝置1、2、3、4、5、6之出射光經由液晶層而透過、或被遮斷。
另外,光軸AX1、AX3、AX5、AX7亦可與照明裝置1、2、3、4、5、6側之偏光板之透過軸成平行。尤其於使用輸出具有更多偏光成分之背光光之照明裝置1作為背光之情形時,可提高背光光於顯示面板8中之利用效率。
又,例如,本技術可採取如下所述之構成。
(1)一種照明裝置,其包含:第1透明基板及第2透明基板,其等相隔開且彼此對向配置;光源,其對上述第1透明基板之端面照射光;光調變層,其設置於上述第1透明基板及上述第2透明基板之間隙中,且根據電場之大小,對來自上述光源之光顯示散射性或透明性; 上述光調變層包含:第1區域,其具有光學各向異性並且對電場之響應性相對較高;及第2區域,其具有光學各向異性並且對電場之響應性相對較低;上述光調變層成為於該光調變層顯示散射性時滿足下述式之構成:A>B>C A1/C1<A2/C2 A:對在與上述光入射面垂直之第1方向上傳播之光之第1散射之大小;B:對在與上述第1透明基板垂直之第2方向上傳播之光之第2散射之大小;C:對在與上述光入射面平行之方向、且與上述第1透明基板之表面平行之第3方向上傳播之光之第3散射之大小;A1:上述光調變層中偏靠上述光源之第3區域中之上述第1散射之大小;C1:上述第3區域中之上述第3散射之大小;A2:上述光調變層中遠離上述光源之第4區域中之上述第1散射之大小;C2:上述第4區域中之上述第3散射之大小。
(2)如(1)之照明裝置,其中上述第1區域係包含液晶材料而構成;上述第2區域係包含高分子材料而構成;上述第2區域占上述光調變層之比率於上述第3區域中相對變低,且於上述第4區域中相對變高。
(3)如(2)之照明裝置,其中上述第1區域及上述第2區域係藉由如下方式而形成者,即,對液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之單體之混合物,以使上述第4區域之紫外線強度或紫外線累積量較上述 第3區域大之方式照射紫外線。
(4)如(3)之照明裝置,其中上述第1區域及上述第2區域係藉由如下方式而形成者,即,對液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之單體之混合物,經由上述第4區域之紫外線透過率較上述第3區域高之灰階遮罩而照射紫外線。
(5)如(3)之照明裝置,其中上述第1區域及上述第2區域係藉由如下方式而形成者,即,對液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之單體之混合物,以使上述第4區域之紫外線強度或紫外線累積量較上述第3區域大之方式照射紫外線區域之LED光。
(6)如(1)之照明裝置,其中上述第1區域及上述第2區域係藉由如下方式而形成者,即,對液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之單體之混合物,以使上述第4區域之紫外線偏光成分較上述第3區域多之方式照射偏光紫外光。
(7)如(1)至(6)中任一項之照明裝置,其中上述第1配向膜及上述第2配向膜之配向方向朝向與上述端面平行之方向。
(8)如(1)之照明裝置,其包含夾隔上述光調變層之第1配向膜及第2配向膜;上述第1配向膜及上述第2配向膜係以使上述光調變層滿足A>B>C及A1/C1<A2/C2之方式形成者。
(9)如(8)之照明裝置,其中上述第1配向膜於上述第3區域中成為垂直配向膜,於上述第4區域中成為水平配向膜;上述第2配向膜成為水平配向膜。
(10)如(8)之照明裝置,其中上述第1配向膜及上述第2配向膜之配向方向於上述第3區域中朝向與上述端面交叉之方向,於上述第4區域中朝向與上述端面平行之方向。
(11)如(10)之照明裝置,其中上述第1配向膜及上述第2配向膜於 上述第3區域中之配向方向係相對於上述端面而成為60°以上且未達90°。
(12)如(11)之照明裝置,其中上述第1配向膜及上述第2配向膜之配向方向於上述第3區域中彼此相同。
(13)如(8)之照明裝置,其中上述第1配向膜之配向方向於上述第3區域中朝向與上述端面交叉之方向,於上述第4區域中朝向與上述端面平行之方向;上述第2配向膜之配向方向朝向與上述端面平行之方向。
(14)如(13)之照明裝置,其中上述第1配向膜於上述第3區域中之配向方向係相對於上述端面而成為60°以上且未達90°。
(15)如(8)至(14)中之任一者之照明裝置,其中上述第1區域係包含液晶材料而構成;上述第2區域係包含高分子材料而構成;上述第1區域占上述光調變層之比率於該光調變層整體中成為均勻。
(16)如(1)之照明裝置,其中上述第1區域係包含液晶材料而構成;上述第3區域中包含之上述第2區域係藉由使2官能之單體、與單官能及多官能中之至少一者之單體聚合而形成者;上述第4區域中包含之上述第2區域係藉由使2官能之單體聚合而形成者,或者係藉由使2官能之單體、與重量%較形成上述第3區域中包含之上述第2區域時之重量%少的單官能及多官能中之至少一者之單體聚合而形成者。
(17)如(1)之照明裝置,其中上述第3區域中包含之上述第1區域及上述第2區域係藉由如下方式而形成者,即,將液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之單體以使該等之重量比成為98:2~75:25之範 圍內之方式加以混合,並對該混合物照射紫外線而使上述單體硬化;上述第4區域中包含之上述第1區域及上述第2區域係藉由如下方式而形成者,即,將液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之單體以使該等之重量比為95:5~50:50之範圍內、且使上述單體之重量%大於附近區域30a中之上述單體之重量%之方式加以混合,並對該混合物照射紫外線而使上述單體硬化。
(18)如(1)至(17)中任一項之照明裝置,其中上述端面具有使來自上述光源之光之發散角擴大之立體形狀。
(19)如(1)至(17)中任一項之照明裝置,其包含填埋上述端面與上述光源之間隙之折射率匹配用油。
(20)一種顯示裝置,其包含:顯示面板,其藉由對光進行調變而顯示影像;及照明裝置,其自背後對上述顯示面板進行照明;上述照明裝置包含:第1透明基板及第2透明基板,其等相隔開且彼此對向配置;光源,其對上述第1透明基板之端面照射光;及光調變層,其設置於上述第1透明基板及上述第2透明基板之間隙中,且根據電場之大小,對來自上述光源之光顯示散射性或透明性;上述光調變層包含:第1區域,其具有光學各向異性並且對電場之響應性相對較高;及第2區域,其具有光學各向異性並且對電場之響應性相對較低;上述光調變層成為滿足下述式之構成:A>B>C A1/C1<A2/C2 A:對在與上述光入射面垂直之第1方向上傳播之光之第1散射之 大小;B:對在與上述第1透明基板垂直之第2方向上傳播之光之第2散射之大小;C:對在與上述光入射面平行之方向、且與上述第1透明基板之表面平行之第3方向上傳播之光之第3散射之大小;A1:上述光調變層中偏靠上述光源之第3區域中之上述第1散射之大小;C1:上述第3區域中之上述第3散射之大小;A2:上述光調變層中遠離上述光源之第4區域中之上述第1散射之大小;C2:上述第4區域中之上述第3散射之大小。
本申請案係以於2012年5月11日向日本專利廳提出申請之日本專利申請號2012-109523號作為基礎而主張優先權者,並將該申請案之所有內容以參照之形式引用於本申請案中。
只要為本領域技術人員,便可根據設計上之必要條件及其他因素而想到各種修正、組合、次組合、及變更,應理解為其等係包含於隨附之申請專利範圍或其均等物之範圍內者。
1‧‧‧照明裝置
10‧‧‧導光板
10A‧‧‧光入射面
20‧‧‧光源
30‧‧‧光調變元件
40‧‧‧反射板
50‧‧‧驅動電路

Claims (19)

  1. 一種照明裝置,其包含:第1透明基板及第2透明基板,其等相隔開且彼此對向配置;光源,其對作為光入射面之上述第1透明基板之端面照射光;及光調變層,其設置於上述第1透明基板及上述第2透明基板之間隙中,且根據電場之大小,對來自上述光源之光顯示散射性或透明性;上述光調變層包含:第1區域,其具有光學各向異性並且對電場之響應性相對較高;及第2區域,其具有光學各向異性並且對電場之響應性相對較低;上述光調變層成為於該光調變層顯示散射性時滿足下述式之構成:A>B>C A1/C1<A2/C2 A:對在與上述光入射面垂直之第1方向上傳播之光之第1散射之大小;B:對在與上述第1透明基板垂直之第2方向上傳播之光之第2散射之大小;C:對在與上述光入射面平行之方向且與上述第1透明基板之表面平行之第3方向上傳播之光之第3散射之大小;A1:上述光調變層中偏靠上述光源之第3區域中之上述第1散射之大小;C1:上述第3區域中之上述第3散射之大小;A2:上述光調變層中遠離上述光源之第4區域中之上述第1散 射之大小;C2:上述第4區域中之上述第3散射之大小;上述第1區域係包含液晶材料而構成;上述第2區域係包含高分子材料而構成;上述第2區域占上述光調變層之比率於上述第3區域中相對變低,且於上述第4區域中相對變高。
  2. 如請求項1之照明裝置,其包含夾隔上述光調變層之第1配向膜及第2配向膜;上述第1配向膜及上述第2配向膜之配向方向係朝向與上述端面平行之方向。
  3. 如請求項1之照明裝置,其包含夾隔上述光調變層之第1配向膜及第2配向膜;上述第1配向膜及上述第2配向膜係以使上述光調變層滿足A>B>C及A1/C1<A2/C2之方式形成者。
  4. 如請求項3之照明裝置,其中上述第1區域係包含液晶材料而構成;上述第2區域係包含高分子材料而構成;上述第1區域占上述光調變層之比率於該光調變層整體中成為均勻。
  5. 如請求項1之照明裝置,其中上述第1區域及上述第2區域係藉由如下方式而形成者:對液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之單體之混合物,以使上述第4區域之紫外線強度或紫外線累積量較上述第3區域大之方式照射紫外線。
  6. 如請求項5之照明裝置,其中上述第1區域及上述第2區域係藉由如下方式而形成者:對液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之單體之混合物,經由上述第4區域之紫外線透過率較上述第3 區域高之灰階遮罩而照射紫外線。
  7. 如請求項5之照明裝置,其中上述第1區域及上述第2區域係藉由如下方式而形成者:對液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之單體之混合物,以使上述第4區域之紫外線強度或紫外線累積量較上述第3區域大之方式照射紫外線區域之LED光。
  8. 一種照明裝置,其包含:第1透明基板及第2透明基板,其等相隔開且彼此對向配置;光源,其對作為光入射面之上述第1透明基板之端面照射光;及光調變層,其設置於上述第1透明基板及上述第2透明基板之間隙中,且根據電場之大小,對來自上述光源之光顯示散射性或透明性;上述光調變層包含:第1區域,其具有光學各向異性並且對電場之響應性相對較高;及第2區域,其具有光學各向異性並且對電場之響應性相對較低;上述光調變層成為於該光調變層顯示散射性時滿足下述式之構成:A>B>C A1/C1<A2/C2 A:對在與上述光入射面垂直之第1方向上傳播之光之第1散射之大小;B:對在與上述第1透明基板垂直之第2方向上傳播之光之第2散射之大小;C:對在與上述光入射面平行之方向且與上述第1透明基板之表面平行之第3方向上傳播之光之第3散射之大小;A1:上述光調變層中偏靠上述光源之第3區域中之上述第1散射之大小; C1:上述第3區域中之上述第3散射之大小;A2:上述光調變層中遠離上述光源之第4區域中之上述第1散射之大小;C2:上述第4區域中之上述第3散射之大小;上述第1區域及上述第2區域係藉由如下方式而形成者:對液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之單體之混合物,以使上述第4區域之紫外線偏光成分較上述第3區域多之方式照射偏光紫外光。
  9. 一種照明裝置,其包含:第1透明基板及第2透明基板,其等相隔開且彼此對向配置;光源,其對作為光入射面之上述第1透明基板之端面照射光;及光調變層,其設置於上述第1透明基板及上述第2透明基板之間隙中,且根據電場之大小,對來自上述光源之光顯示散射性或透明性;上述光調變層包含:第1區域,其具有光學各向異性並且對電場之響應性相對較高;及第2區域,其具有光學各向異性並且對電場之響應性相對較低;上述光調變層成為於該光調變層顯示散射性時滿足下述式之構成:A>B>C A1/C1<A2/C2 A:對在與上述光入射面垂直之第1方向上傳播之光之第1散射之大小;B:對在與上述第1透明基板垂直之第2方向上傳播之光之第2散射之大小;C:對在與上述光入射面平行之方向且與上述第1透明基板之 表面平行之第3方向上傳播之光之第3散射之大小;A1:上述光調變層中偏靠上述光源之第3區域中之上述第1散射之大小;C1:上述第3區域中之上述第3散射之大小;A2:上述光調變層中遠離上述光源之第4區域中之上述第1散射之大小;C2:上述第4區域中之上述第3散射之大小;包含夾隔上述光調變層之第1配向膜及第2配向膜;上述第1配向膜及上述第2配向膜係以使上述光調變層滿足A>B>C及A1/C1<A2/C2之方式形成者;上述第1配向膜於上述第3區域中成為垂直配向膜,於上述第4區域中成為水平配向膜;上述第2配向膜成為水平配向膜。
  10. 一種照明裝置,其包含:第1透明基板及第2透明基板,其等相隔開且彼此對向配置;光源,其對作為光入射面之上述第1透明基板之端面照射光;及光調變層,其設置於上述第1透明基板及上述第2透明基板之間隙中,且根據電場之大小,對來自上述光源之光顯示散射性或透明性;上述光調變層包含:第1區域,其具有光學各向異性並且對電場之響應性相對較高;及第2區域,其具有光學各向異性並且對電場之響應性相對較低;上述光調變層成為於該光調變層顯示散射性時滿足下述式之構成:A>B>C A1/C1<A2/C2 A:對在與上述光入射面垂直之第1方向上傳播之光之第1散射之大小;B:對在與上述第1透明基板垂直之第2方向上傳播之光之第2散射之大小;C:對在與上述光入射面平行之方向且與上述第1透明基板之表面平行之第3方向上傳播之光之第3散射之大小;A1:上述光調變層中偏靠上述光源之第3區域中之上述第1散射之大小;C1:上述第3區域中之上述第3散射之大小;A2:上述光調變層中遠離上述光源之第4區域中之上述第1散射之大小;C2:上述第4區域中之上述第3散射之大小;包含夾隔上述光調變層之第1配向膜及第2配向膜;上述第1配向膜及上述第2配向膜係以使上述光調變層滿足A>B>C及A1/C1<A2/C2之方式形成者;包含夾隔上述光調變層之第1配向膜及第2配向膜;上述第1配向膜及上述第2配向膜係以使上述光調變層滿足A>B>C及A1/C1<A2/C2之方式形成者;上述第1配向膜及上述第2配向膜之配向方向於上述第3區域中朝向與上述端面交叉之方向,於上述第4區域中朝向與上述端面平行之方向。
  11. 如請求項10之照明裝置,其中上述第1配向膜及上述第2配向膜於上述第3區域中之配向方向相對於上述端面而成為60°以上且未達90°。
  12. 如請求項11之照明裝置,其中上述第1配向膜及上述第2配向膜之配向方向於上述第3區域中彼此相同。
  13. 一種照明裝置,其包含:第1透明基板及第2透明基板,其等相隔開且彼此對向配置;光源,其對作為光入射面之上述第1透明基板之端面照射光;及光調變層,其設置於上述第1透明基板及上述第2透明基板之間隙中,且根據電場之大小,對來自上述光源之光顯示散射性或透明性;上述光調變層包含:第1區域,其具有光學各向異性並且對電場之響應性相對較高;及第2區域,其具有光學各向異性並且對電場之響應性相對較低;上述光調變層成為於該光調變層顯示散射性時滿足下述式之構成:A>B>C A1/C1<A2/C2 A:對在與上述光入射面垂直之第1方向上傳播之光之第1散射之大小;B:對在與上述第1透明基板垂直之第2方向上傳播之光之第2散射之大小;C:對在與上述光入射面平行之方向且與上述第1透明基板之表面平行之第3方向上傳播之光之第3散射之大小;A1:上述光調變層中偏靠上述光源之第3區域中之上述第1散射之大小;C1:上述第3區域中之上述第3散射之大小;A2:上述光調變層中遠離上述光源之第4區域中之上述第1散射之大小;C2:上述第4區域中之上述第3散射之大小;包含夾隔上述光調變層之第1配向膜及第2配向膜; 上述第1配向膜及上述第2配向膜係以使上述光調變層滿足A>B>C及A1/C1<A2/C2之方式形成者;上述第1配向膜之配向方向於上述第3區域中朝向與上述端面交叉之方向,於上述第4區域中朝向與上述端面平行之方向;上述第2配向膜之配向方向朝向與上述端面平行之方向。
  14. 如請求項13之照明裝置,其中上述第1配向膜於上述第3區域中之配向方向相對於上述端面而成為60°以上且未達90°。
  15. 一種照明裝置,其包含:第1透明基板及第2透明基板,其等相隔開且彼此對向配置;光源,其對作為光入射面之上述第1透明基板之端面照射光;及光調變層,其設置於上述第1透明基板及上述第2透明基板之間隙中,且根據電場之大小,對來自上述光源之光顯示散射性或透明性;上述光調變層包含:第1區域,其具有光學各向異性並且對電場之響應性相對較高;及第2區域,其具有光學各向異性並且對電場之響應性相對較低;上述光調變層成為於該光調變層顯示散射性時滿足下述式之構成:A>B>C A1/C1<A2/C2 A:對在與上述光入射面垂直之第1方向上傳播之光之第1散射之大小;B:對在與上述第1透明基板垂直之第2方向上傳播之光之第2散射之大小;C:對在與上述光入射面平行之方向且與上述第1透明基板之表面平行之第3方向上傳播之光之第3散射之大小; A1:上述光調變層中偏靠上述光源之第3區域中之上述第1散射之大小;C1:上述第3區域中之上述第3散射之大小;A2:上述光調變層中遠離上述光源之第4區域中之上述第1散射之大小;C2:上述第4區域中之上述第3散射之大小;上述第1區域係包含液晶材料而構成;上述第3區域中包含之上述第2區域係藉由使2官能之單體、與單官能及多官能中之至少一者之單體聚合而形成者;上述第4區域中包含之上述第2區域係藉由使2官能之單體聚合而形成者,或者係藉由使2官能之單體、與重量%較形成上述第3區域中包含之上述第2區域時之重量%少的單官能及多官能中之至少一者之單體聚合而形成者。
  16. 一種照明裝置,其包含:第1透明基板及第2透明基板,其等相隔開且彼此對向配置;光源,其對作為光入射面之上述第1透明基板之端面照射光;及光調變層,其設置於上述第1透明基板及上述第2透明基板之間隙中,且根據電場之大小,對來自上述光源之光顯示散射性或透明性;上述光調變層包含:第1區域,其具有光學各向異性並且對電場之響應性相對較高;及第2區域,其具有光學各向異性並且對電場之響應性相對較低;上述光調變層成為於該光調變層顯示散射性時滿足下述式之構成:A>B>C A1/C1<A2/C2 A:對在與上述光入射面垂直之第1方向上傳播之光之第1散射之大小;B:對在與上述第1透明基板垂直之第2方向上傳播之光之第2散射之大小;C:對在與上述光入射面平行之方向且與上述第1透明基板之表面平行之第3方向上傳播之光之第3散射之大小;A1:上述光調變層中偏靠上述光源之第3區域中之上述第1散射之大小;C1:上述第3區域中之上述第3散射之大小;A2:上述光調變層中遠離上述光源之第4區域中之上述第1散射之大小;C2:上述第4區域中之上述第3散射之大小;上述第3區域中包含之上述第1區域及上述第2區域係藉由如下方式而形成者:將液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之單體以使該等之重量比成為98:2~75:25之範圍內之方式加以混合,並對該混合物照射紫外線而使上述單體硬化;上述第4區域中包含之上述第1區域及上述第2區域係藉由如下方式而形成者:將液晶材料、與一併具有聚合性及液晶性之單體以使該等之重量比為95:5~50:50之範圍內、且使上述單體之重量%大於附近區域30a中之上述單體之重量%之方式加以混合,並對該混合物照射紫外線而使上述單體硬化。
  17. 如請求項1、8、9、10、13、15、16中任一者之照明裝置,其中上述端面具有使來自上述光源之光之發散角擴大之立體形狀。
  18. 如請求項1、8、9、10、13、15、16中任一者之照明裝置,其包含填埋上述端面與上述光源之間隙之折射率匹配用油。
  19. 一種顯示裝置,其包含: 顯示面板,其藉由對光進行調變而顯示影像;及照明裝置,其自背後對上述顯示面板進行照明;上述照明裝置係如請求項1、8、9、10、13、15、16中任一者之照明裝置。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016063277A2 (en) * 2014-10-20 2016-04-28 Gauzy Ltd. Dynamic signage, glazed and patterned pdlc devices and methods for creating thereof
JP6364335B2 (ja) * 2014-12-04 2018-07-25 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
US9804317B2 (en) * 2015-02-06 2017-10-31 Japan Display Inc. Display apparatus
JP6938699B2 (ja) * 2015-12-07 2021-09-22 株式会社ジャパンディスプレイ 電子機器
JP6671940B2 (ja) * 2015-12-07 2020-03-25 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
JP2017156718A (ja) * 2016-03-04 2017-09-07 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
JP6586385B2 (ja) * 2016-03-25 2019-10-02 株式会社ジャパンディスプレイ 有機el表示装置の製造方法
CN106200067B (zh) * 2016-07-22 2019-08-06 京东方科技集团股份有限公司 光波导显示装置及其制造方法
CN106019675A (zh) * 2016-07-29 2016-10-12 京东方科技集团股份有限公司 一种光波导显示模组、电子设备及制作方法
CN106019674B (zh) 2016-07-29 2021-09-14 京东方科技集团股份有限公司 一种光波导显示模组及电子设备
CN106094307B (zh) 2016-08-11 2019-09-10 京东方科技集团股份有限公司 光波导显示装置及其制造方法、驱动方法
TWI604527B (zh) * 2016-11-29 2017-11-01 明基材料股份有限公司 液晶裝置的製造方法與由此方法所製造出之液晶裝置
CN106597747A (zh) * 2017-01-03 2017-04-26 京东方科技集团股份有限公司 背光源、显示基板及显示装置
CN106773179A (zh) * 2017-01-11 2017-05-31 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置及显示方法
JP7008424B2 (ja) * 2017-04-10 2022-01-25 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
CN110612476A (zh) * 2017-05-11 2019-12-24 默克专利股份有限公司 经聚合物稳定的液晶显示器的制造方法
JP7179654B2 (ja) 2019-03-07 2022-11-29 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
KR102047783B1 (ko) * 2019-07-11 2019-11-22 김종욱 액정 디스플레이 및 이를 포함하는 표시 장치
JP2021162767A (ja) * 2020-04-01 2021-10-11 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
JP7315622B2 (ja) * 2021-06-10 2023-07-26 シャープ株式会社 表示装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999040479A1 (fr) * 1998-02-04 1999-08-12 Seiko Epson Corporation Dispositif a cristaux liquides et dispositif electronique
US6822711B1 (en) * 1999-09-30 2004-11-23 Casio Computer Co., Ltd. Liquid crystal display apparatus using polarizing element transmitting one of two polarizing components crossing at right angles and reflecting the other component
WO2002014740A1 (fr) 2000-07-31 2002-02-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Illuminateur, afficheur d'image, ecran a cristaux liquides, televiseur a cristaux liquides, terminal d'information a cristaux liquides, et procede de fabrication de plaque guide optique
JP4467840B2 (ja) 2000-07-31 2010-05-26 東芝モバイルディスプレイ株式会社 照明装置、及び導光板の製造方法
US6754408B2 (en) * 2000-10-23 2004-06-22 Sony Corporation Optical switch and display unit
JP2003149685A (ja) * 2001-11-13 2003-05-21 Dainippon Printing Co Ltd 液晶表示装置
US20040017523A1 (en) * 2002-07-25 2004-01-29 Tadahiro Asada Liquid crystal device
JP4285350B2 (ja) * 2004-02-26 2009-06-24 セイコーエプソン株式会社 視角制御素子およびその製造方法、液晶表示装置、電子機器
US8446548B2 (en) 2006-05-19 2013-05-21 Nlt Technologies, Ltd. Light source device, display device, terminal device, and transparent/scattering state switching element
JP5013371B2 (ja) * 2006-05-19 2012-08-29 Nltテクノロジー株式会社 光源装置、表示装置、端末装置及び透明・散乱切替素子
JP2008256853A (ja) * 2007-04-03 2008-10-23 Ritsumeikan 液晶表示装置用バックライトシステム
BRPI0919739A2 (pt) 2008-09-25 2015-12-08 Sharp Kk dispositivo de controle de quantidade de luz, unidade de luz de fundo, painel de exibição de cristal líquido, e dispositivo de exibição de cristal líquid
JP5263593B2 (ja) * 2008-10-07 2013-08-14 ソニー株式会社 照明装置および表示装置
JP4752911B2 (ja) * 2008-12-26 2011-08-17 ソニー株式会社 照明装置、表示装置、およびエッジライト方式のバックライトに用いる光変調素子の製造方法
JP2010157475A (ja) * 2009-01-05 2010-07-15 Sony Corp 照明装置および表示装置
JP5467389B2 (ja) * 2009-11-06 2014-04-09 ソニー株式会社 照明装置および表示装置
JP5756931B2 (ja) * 2009-12-11 2015-07-29 ソニー株式会社 照明装置および表示装置
JP6035866B2 (ja) * 2012-05-22 2016-11-30 ソニー株式会社 照明装置および表示装置

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Publication number Publication date
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