顯示裝置及照明單元的制作方法
【專利摘要】本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式的照明裝置設(shè)置有生成照明光的照明光學(xué)系統(tǒng)；及減小照明光的發(fā)散角的多個(gè)透鏡。照明光學(xué)系統(tǒng)具有向第一基板或第二基板的端面照射光的光源(20)、及設(shè)置在第一基板及第二基板之間的空間中的光調(diào)制層(30)。照明光學(xué)系統(tǒng)具有在三維顯示模式下產(chǎn)生在光調(diào)制層(30)中生成多個(gè)線狀散射區(qū)域(30B)的電場、且在二維顯示模式下產(chǎn)生在光調(diào)制層中生成面狀散射區(qū)域的電場的電極。透鏡通過沿線狀散射區(qū)域延伸的方向彼此對齊、且沿與線狀散射區(qū)域延伸的方向交叉的方向彼此對齊來布置。
【專利說明】顯示裝置及照明單元

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本技術(shù)涉及一種能夠進(jìn)行二維顯示（平面顯示）與三維顯示（立體顯示）的顯示 設(shè)備及可合適地應(yīng)用為這種顯示設(shè)備的背光源的照明單元。

【背景技術(shù)】
[0002] 能夠進(jìn)行三維顯示的某些顯示設(shè)備需要佩戴專用眼鏡的和其他無需專用眼鏡的。 在后者的顯示設(shè)備中，為了允許裸眼目視立體圖像，而利用雙凸透鏡（lenticularlens)或 視差屏障（lenticularlens)。圖像信息因此分配給左右眼，由此在左右眼中觀看到不同的 圖像。因此，可實(shí)現(xiàn)三維顯示。
[0003] 順便提及，在能夠允許以裸眼觀看立體圖像的顯示設(shè)備中設(shè)置有物理屏障的情形 下，屏障與顯示面板之間需要可切換的擴(kuò)散體（switchablediffuser)。專利文獻(xiàn)1提出了 使用此種漫射體來提供簡單配置的方案。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本待審專利公開2007-519033號


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 然而，在專利文獻(xiàn)1中，使用偏光依存型散射體作為擴(kuò)散體，且為使偏振光入射到 偏光依存型散射體而進(jìn)一步使用偏光器。因此，存在因偏光器吸收光而致使顯示亮度降低 的問題。
[0008] 因此，期望提供一種能夠獲得高亮度的照明單元及包括該照明單元的顯示設(shè)備。
[0009] 本技術(shù)的實(shí)施方式的照明單元在設(shè)置有根據(jù)圖像信號調(diào)制照明光并由此生成圖 像光的顯示面板的顯示設(shè)備中用作允許輸出照明光的照明單元。本技術(shù)的實(shí)施方式的照明 單元包括被配置為生成照明光的照明光學(xué)系統(tǒng)、及被配置為使照明光的發(fā)散角變小的多個(gè) 透鏡。照明光學(xué)系統(tǒng)包括：被布置為彼此分開且彼此相對的第一基板及第二基板、及被配 置為將光施加到第一基板和第二基板中的一個(gè)的端面的光源。照明光學(xué)系統(tǒng)還包括光調(diào)制 層，光調(diào)制層設(shè)置在第一基板及第二基板之間的間隙中，且被配置為根據(jù)電場大小相對于 來自光源的光呈現(xiàn)散射性或透明性。照明光學(xué)系統(tǒng)還包括電極，電極被配置為在三維顯示 模式下，產(chǎn)生在光調(diào)制層中生成多個(gè)線狀散射區(qū)域、或多個(gè)第一點(diǎn)狀散射區(qū)域的電場；并且 在二維顯示模式下，產(chǎn)生在光調(diào)制層中生成面狀散射區(qū)域、或多個(gè)第二點(diǎn)狀散射區(qū)域的電 場，第一點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布為多個(gè)行（line)，并且第二點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布為矩陣。 透鏡沿線狀散射區(qū)域延伸的方向、或多個(gè)第一點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布成行的方向以及多個(gè) 第二點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布為行的方向的其中一個(gè)并排排布。透鏡還沿與線狀散射區(qū)域延 伸的方向、或多個(gè)第一點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布成行的方向或多個(gè)第二點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排 布成行的方向的其中一個(gè)交叉的方向并排排布。
[0010] 本技術(shù)的實(shí)施方式的顯示設(shè)備包括：允許輸出照明光的照明單元、及被配置為根 據(jù)圖像信號調(diào)制照明光并由此生成圖像光的顯示面板。安裝在顯示設(shè)備上的照明單元具有 與上述實(shí)施方式的照明單元的配置相似的配置。
[0011] 在本技術(shù)的實(shí)施方式的照明單元及顯示設(shè)備中，在照明單元內(nèi)設(shè)置根據(jù)電場的大 小相對于來自光源的光呈現(xiàn)散射性或透明性的光調(diào)制層。由此，自光源發(fā)射并在第一基板 等中傳播的光穿過光調(diào)制層中的響應(yīng)于電場控制而呈現(xiàn)透明性的區(qū)域，并在照明單元的頂 部表面進(jìn)行全反射，或以高反射率進(jìn)行反射。因此，照明單元的光出射區(qū)域中與呈現(xiàn)透明性 的區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域（以下簡稱為"光出射區(qū)域中的透明區(qū)域"）的亮度相比使整個(gè)表面均勻 地發(fā)光的情形降低。另一方面，在第一基板等中傳播的光在光調(diào)制層中的根據(jù)電場控制呈 現(xiàn)散射性的區(qū)域被散射，并穿過照明單元的上表面。因此，照明單元的光出射區(qū)域中與呈現(xiàn) 散射性的區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域（以下簡稱為"光出射區(qū)域的散射區(qū)域"）的亮度相比使整個(gè)表面 均勻地發(fā)光的情形增加。而且，部分的白顯示的亮度（亮度增加）隨著光出射區(qū)域中的透 明區(qū)域的亮度降低而增加。在本技術(shù)的實(shí)施方式中，三維顯示模式時(shí)，在光調(diào)制層中生成多 個(gè)線狀散射區(qū)域、或并排排布成多行的多個(gè)第一點(diǎn)狀散射區(qū)域。在本技術(shù)的實(shí)施方式中，二 維顯示模式時(shí)，在光調(diào)制層中生成面狀散射區(qū)域、或并排排布成矩陣的多個(gè)第二點(diǎn)狀散射 區(qū)域。在進(jìn)行三維顯示時(shí)，利用來自光源的光，使多個(gè)線狀光線（或由并排排布成行的多個(gè) 點(diǎn)狀照明光線形成的多個(gè)線狀光線）自光調(diào)制層出射。另一方面，在進(jìn)行二維顯示時(shí)，利用 來自光源的光，使面狀光線（或由并排排布成行的多個(gè)點(diǎn)狀照明光線形成的面狀光線）自 光調(diào)制層出射。如此，在本技術(shù)的實(shí)施方式中，可在三維顯示與二維顯示之間進(jìn)行切換，而 無需使用物理屏障或偏光器。進(jìn)而，在本技術(shù)的實(shí)施方式中，在照明單元中設(shè)置減小照明光 的發(fā)散角的多個(gè)透鏡。透鏡沿線狀散射區(qū)域延伸的方向、多個(gè)第一點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布 成行的方向以及多個(gè)第二點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布成行的方向的其中一個(gè)并排排布。透鏡還 沿與線狀散射區(qū)域延伸的方向、多個(gè)第一點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布成行的方向以及多個(gè)第二 點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布成行的方向的其中一個(gè)交叉的方向并排排布。由此，與未設(shè)置透鏡 的情形相比，可增加以適宜視角入射到顯示面板的光的量。
[0012] 根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施方式的照明單元及顯示設(shè)備，可以在三維顯示與二維顯示之間 進(jìn)行切換，而無需使用物理屏障、偏光器等，且可以增加以適宜視角入射到顯示面板的光的 量。因此，可以在顯示圖像中獲得高亮度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1是示出根據(jù)本技術(shù)的第一實(shí)施方式的照明單元的截面配置實(shí)例的圖。
[0014] 圖2是示出圖1中所示的光調(diào)制器件的截面配置實(shí)例的圖。
[0015] 圖3是示出圖2中所示的下側(cè)電極的平面配置實(shí)例的圖。
[0016] 圖4A是示意性示出圖2中所示的光調(diào)制層的作用的實(shí)例的圖。
[0017] 圖4B是示出圖4A中所示的主體（bulk)及微粒子的光學(xué)特性的實(shí)例的示圖。
[0018] 圖4C是示意性示出光透過圖4A中所示的光調(diào)制層的狀態(tài)的圖。
[0019] 圖5A是示意性示出圖2中所示的光調(diào)制層的作用的另一個(gè)實(shí)例的圖。
[0020] 圖5B是示出圖5A中所示的主體及微粒子的光學(xué)特性的實(shí)例的圖。
[0021] 圖5C是示意性顯示光透過圖5A中所示的光調(diào)制層的狀態(tài)的圖。
[0022] 圖6是示意性示出圖1中所示的照明單元的作用的實(shí)例的圖。
[0023] 圖7是示出圖1中所示的透鏡片（lenssheet)的立體配置實(shí)例的圖。
[0024] 圖8是示出圖1中所示的透鏡片的立體配置的另一個(gè)實(shí)例的圖。
[0025] 圖9A是示出圖7和圖8中所示的凸部的曲面形狀的實(shí)例的圖。
[0026] 圖9B是示出圖7和圖8中所示的凸部的曲面形狀的另一個(gè)實(shí)例的圖。
[0027] 圖10是示出圖7中所示的透鏡片以及導(dǎo)光板及光調(diào)制器件的截面配置實(shí)例的圖。
[0028] 圖11是示出圖8中所示的透鏡片以及導(dǎo)光板及光調(diào)制器件的截面配置實(shí)例的圖。
[0029] 圖12是示出圖7中所示的透鏡片以及導(dǎo)光板及光調(diào)制器件的截面配置實(shí)例的第 一變形例的圖。
[0030] 圖13是示出圖8中所示的透鏡片以及導(dǎo)光板及光調(diào)制器件的截面配置實(shí)例的第 一變形例的圖。
[0031] 圖14是示出圖7中所示的透鏡片以及導(dǎo)光板及光調(diào)制器件的截面配置實(shí)例的第 二變形例的圖。
[0032] 圖15是示出圖8中所示的透鏡片以及導(dǎo)光板及光調(diào)制器件的截面配置實(shí)例的第 二變形例的圖。
[0033] 圖16是示出圖7中所示的透鏡片以及導(dǎo)光板及光調(diào)制器件的截面配置實(shí)例的的 第三變形例的圖。
[0034] 圖17是示出圖8中所示的透鏡片以及導(dǎo)光板及光調(diào)制器件的截面配置實(shí)例的第 三變形例的圖。
[0035] 圖18是示出圖7和圖8中所示的透鏡片的凸部與圖3中所示的下側(cè)電極的部分 電極之間的位置關(guān)系的實(shí)例的圖。
[0036] 圖19是示出圖7中所示的透鏡片以及導(dǎo)光板及光調(diào)制器件的截面配置實(shí)例的的 第四變形例的圖。
[0037] 圖20是示出圖8中所示的透鏡片以及導(dǎo)光板及光調(diào)制器件的截面配置實(shí)例的第 四變形例的圖。
[0038] 圖21是示出圖7中所示的透鏡片以及導(dǎo)光板及光調(diào)制器件的截面配置實(shí)例的的 第五變形例的圖。
[0039] 圖22是示出圖8中所示的透鏡片以及導(dǎo)光板及光調(diào)制器件的截面配置實(shí)例的第 五變形例的圖。
[0040] 圖23是示出圖7中所示的透鏡片以及導(dǎo)光板及光調(diào)制器件的截面配置實(shí)例的第 六變形例的圖。
[0041] 圖24是示出圖8中所示的透鏡片以及導(dǎo)光板及光調(diào)制器件的截面配置實(shí)例的第 六變形例的圖。
[0042] 圖25是示出圖7中所示的透鏡片以及導(dǎo)光板及光調(diào)制器件的截面配置實(shí)例的第 七變形例的圖。
[0043] 圖26是示出圖8中所示的透鏡片以及導(dǎo)光板及光調(diào)制器件的截面配置實(shí)例的第 七變形例的圖。
[0044] 圖27是示出圖2中所示的下側(cè)電極的第一變形例的圖。
[0045] 圖28A是示出圖7和圖8中所示的透鏡片的凸部與圖27中所示的下側(cè)電極的部 分電極之間的位置關(guān)系的實(shí)例的圖。
[0046] 圖28B是示出圖7和圖8中所示的透鏡片的凸部與圖27中所示的下側(cè)電極的部 分電極之間的位置關(guān)系的另一個(gè)實(shí)例的圖。
[0047] 圖29是顯示圖2中所示的下側(cè)電極的第二變形例的圖。
[0048] 圖30是示出圖7和圖8中所示的透鏡片的凸部與圖29中所示的下側(cè)電極的部分 電極之間的位置關(guān)系的實(shí)例的圖。
[0049] 圖31是示出圖2中所示的下側(cè)電極的第三變形例的圖。
[0050] 圖32是示出圖7和圖8中所示的透鏡片的凸部與圖31中所示的下側(cè)電極的部分 電極之間的位置關(guān)系的實(shí)例的圖。
[0051] 圖33是示出圖2中所示的下側(cè)電極的第四變形例的圖。
[0052] 圖34A是示出圖7和圖8中所示的透鏡片的凸部與圖33中所示的下側(cè)電極的部 分電極之間的位置關(guān)系的實(shí)例的圖。
[0053] 圖34B是示出圖7和圖8中所示的透鏡片的凸部與圖33中所示的下側(cè)電極的部 分電極之間的位置關(guān)系的另一個(gè)實(shí)例的圖。
[0054] 圖35是示出圖2中所示的下側(cè)電極的第五變形例的圖。
[0055] 圖36是示出圖7和圖8中所示的透鏡片的凸部與圖35中所示的下側(cè)電極的部分 電極之間的位置關(guān)系的實(shí)例的圖。
[0056] 圖37是示出圖2中所示的下側(cè)電極的第六變形例的圖。
[0057] 圖38是示出圖1中所示的光調(diào)制器件的截面配置的第一變形例的圖。
[0058] 圖39是示出圖38中所示的上側(cè)電極的平面配置實(shí)例的圖。
[0059] 圖40是示出圖38中所示的上側(cè)電極的第一變形例的圖。
[0060] 圖41是示出圖38中所示的上側(cè)電極的第二變形例的圖。
[0061] 圖42是示出圖38中所示的上側(cè)電極的第三變形例的圖。
[0062] 圖43是示出圖38中所示的上側(cè)電極的第四變形例的圖。
[0063] 圖44是示出圖38中所示的上側(cè)電極的第五變形例的圖。
[0064] 圖45是示出圖1中所示的光調(diào)制器件的截面配置的第二變形例的圖。
[0065] 圖46是示出圖45中所示的上側(cè)電極的平面配置實(shí)例的圖。
[0066] 圖47是示出圖45中所示的下側(cè)電極的平面配置實(shí)例的圖。
[0067] 圖48是示出圖45中所示的上側(cè)電極及下側(cè)電極的組合的第一變形例的圖。
[0068] 圖49是示出圖45中所示的上側(cè)電極及下側(cè)電極的組合的第二變形例的圖。
[0069] 圖50是示出圖45中所示的上側(cè)電極及下側(cè)電極的組合的第三變形例的圖。
[0070] 圖51是示出圖45中所示的上側(cè)電極及下側(cè)電極的組合的第四變形例的圖。
[0071] 圖52是示出圖45中所示的上側(cè)電極及下側(cè)電極的組合的第五變形例的圖。
[0072] 圖53是示出圖45中所示的上側(cè)電極及下側(cè)電極的組合的第六變形例的圖。
[0073] 圖54是示出圖45中所示的上側(cè)電極及下側(cè)電極的組合的第七變形例的圖。
[0074] 圖55是示出圖45中所示的上側(cè)電極及下側(cè)電極的組合的第八變形例的圖。
[0075] 圖56A是示出圖2和圖33中所示的下側(cè)電極的一個(gè)變形例的圖。
[0076] 圖56B是示出圖2和圖33中所示的下側(cè)電極的另一變形例的圖。
[0077] 圖57A是示出圖2和圖43中所示的上側(cè)電極的一個(gè)變形例的圖。
[0078] 圖57B是示出圖2和圖43中所示的上側(cè)電極的另一變形例的圖。
[0079] 圖58是示出圖1中所示的照明單元的截面配置的第一變形例的圖。
[0080] 圖59是示出圖1中所示的照明單元的截面配置的第二變形例的圖。
[0081] 圖60是示出圖2和圖45中所示的下側(cè)電極及圖38和圖45中所示的上側(cè)電極的 端部的實(shí)例的圖。
[0082] 圖61是示出圖2和圖45中所示的下側(cè)電極及圖38和圖45中所示的上側(cè)電極的 端部的另一個(gè)實(shí)例的圖。
[0083] 圖62是示出電極中的圖案密度分布（patterndensitydistribution)的實(shí)例的 圖。
[0084] 圖63是示出電極中的圖案密度分布的第一變形例的圖。
[0085] 圖64是示出電極中的圖案密度分布的第二變形例的圖。
[0086] 圖65是示出電極中的圖案密度分布的第三變形例的圖。
[0087] 圖66是以圖表示出電極中的圖案密度分布的圖。
[0088] 圖67是示出使用具有圖66中所示的圖案密度的電極時(shí)的亮度分布的實(shí)例的圖。
[0089] 圖68是用于描述光調(diào)制器件的作用的實(shí)例的示意圖。
[0090] 圖69是用于描述光調(diào)制器件的作用的另一個(gè)實(shí)例的示意圖。
[0091] 圖70是用于描述光調(diào)制器件的作用的又一實(shí)例的示意圖。
[0092] 圖71A是示出圖1中所示的光源的配置的實(shí)例的立體圖。
[0093] 圖71B是示出圖1中所示的光源的配置的另一個(gè)實(shí)例的立體圖。
[0094] 圖71C是示出圖1中所示的光源的配置的實(shí)例的立體圖。
[0095] 圖72A是示出圖1中所示的導(dǎo)光板的配置的實(shí)例的立體圖。
[0096] 圖72B是示出圖1中所示的導(dǎo)光板的配置的另一個(gè)實(shí)例的立體圖。
[0097] 圖73A是示出圖1中所示的導(dǎo)光板的配置的另一個(gè)實(shí)例的立體圖。
[0098] 圖73B是示出圖73A中所示的導(dǎo)光板的配置的實(shí)例的截面圖。
[0099] 圖74A是示出圖72和圖73中所示的導(dǎo)光板的作用的實(shí)例的示意圖。
[0100] 圖74B是示出圖72和圖73中所示的導(dǎo)光板的作用的另一個(gè)實(shí)例的示意圖。
[0101] 圖75是示出下側(cè)電極及上側(cè)電極的變形例的圖。
[0102] 圖76是示出下側(cè)電極及上側(cè)電極的變形例的圖。
[0103] 圖77是示出下側(cè)電極及上側(cè)電極的變形例的圖。
[0104] 圖78是示出下側(cè)電極及上側(cè)電極的變形例的圖。
[0105] 圖79是以圖表示出電極的圖案密度分布的圖。
[0106] 圖80是示出使用具有圖79中所示的圖案密度的電極時(shí)的亮度分布的實(shí)例的圖。
[0107] 圖81是示出下側(cè)電極的變形例的圖。
[0108] 圖82是示出下側(cè)電極的變形例的圖。
[0109] 圖83是示出下側(cè)電極的變形例的圖。
[0110] 圖84是示出下側(cè)電極的變形例的圖。
[0111] 圖85是示出下側(cè)電極的變形例的圖。
[0112] 圖86是示出下側(cè)電極的變形例的圖。
[0113] 圖87是示出下側(cè)電極的變形例的圖。
[0114] 圖88是示出圖1中所示的光調(diào)制器件的截面配置的第一變形例的圖。
[0115] 圖89是示出圖1中所示的光調(diào)制器件的截面配置的第二變形例的圖。
[0116] 圖90是示出圖1中所示的光調(diào)制器件的截面配置的第三變形例的圖。
[0117] 圖91是示出圖1中所示的照明單元的截面配置的第三變形例的圖。
[0118] 圖92是示出根據(jù)本技術(shù)的第二實(shí)施方式的電視廣播信號的收發(fā)系統(tǒng)的實(shí)例的 圖。
[0119] 圖93是示出圖92中所示的接收器裝置的功能塊的實(shí)例的圖。
[0120] 圖94是示出圖92中所示的接收器裝置的顯示部的截面配置實(shí)例的圖。
[0121] 圖95是示出圖94中所示的顯示部的摩擦方向與偏光板的透射軸之間的關(guān)系的實(shí) 例的立體圖。
[0122] 圖96是示出圖94中所示的顯示部的摩擦方向與偏光板的透射軸之間的關(guān)系的另 一個(gè)實(shí)例的立體圖。
[0123] 圖97是用于描述圖94中所示的顯示部中的三維顯示的示意圖。
[0124] 圖98是用于描述圖94中所示的顯示部中的二維顯示的示意圖。
[0125] 圖99是示出透鏡片的第一變形例的截面圖。
[0126] 圖100是示出透鏡片的第二變形例的截面圖。
[0127] 圖101是示出圖94中所示的顯示部的第一變形例的截面圖。
[0128] 圖102是示出圖94中所示的顯示部的第二變形例的截面圖。
[0129] 圖103是示出視差屏障的截面配置實(shí)例的圖。
[0130] 圖104是示出圖101中所示的顯示部的截面配置實(shí)例的示意圖。
[0131] 圖105是示出顯示面板中的像素與來自背光源的光之間的關(guān)系的實(shí)例的示意圖。
[0132] 圖106A是示出來自背光源的光的實(shí)例的示意圖。
[0133] 圖106B是示出圖106A中所示的來自背光源的光與顯示面板中的像素之間的關(guān)系 的實(shí)例的示意圖。
[0134] 圖107A是示出來自背光源的光的另一個(gè)實(shí)例的示意圖。
[0135] 圖107B是示出圖107A中所示的來自背光源的光與顯示面板中的像素之間的關(guān)系 的實(shí)例的示意圖。
[0136] 圖108是示出三維顯示中的時(shí)分驅(qū)動（time-divisionaldrive)的實(shí)例的示意 圖。
[0137] 圖109是示出緊接圖108中所示的時(shí)分驅(qū)動的實(shí)例的示意圖。
[0138] 圖110是示出緊接圖109中所示的時(shí)分驅(qū)動的實(shí)例的示意圖。
[0139] 圖111是示出緊接圖110中所示的時(shí)分驅(qū)動的實(shí)例的示意圖。
[0140] 圖112是示出圖94中所示的顯示部的第五變形例的截面圖。
[0141] 圖113是示出圖94中所示的顯示部的第六變形例的截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0142] 以下參照附圖對本發(fā)明的一些實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。順便提及，該說明按以下 順序進(jìn)行。
[0143] 1、第一實(shí)施方式（照明單元）
[0144] 2、第一實(shí)施方式的變形例（照明單元）
[0145] 3、第二實(shí)施方式（接收器裝置）
[0146] 4、第二實(shí)施方式的變形例（接收器裝置）
[0147] 5、實(shí)例
[0148] [1、第一實(shí)施方式]
[0149] 圖1是示出根據(jù)本技術(shù)的第一實(shí)施方式的照明單元1的截面配置。該照明單元1 可應(yīng)用為顯示設(shè)備的背光源，并允許輸出照明光。照明單元1例如可包括導(dǎo)光板10、配置于 導(dǎo)光板10的側(cè)面的光源20、配置于導(dǎo)光板10的內(nèi)部的光調(diào)制器件30、配置于導(dǎo)光板10的 背后的反射板40、配置于導(dǎo)光板10上的透鏡片50、及驅(qū)動光調(diào)制器件30的驅(qū)動電路60。
[0150] 要注意，導(dǎo)光板10相當(dāng)于本技術(shù)的"第一基板"或"第二基板"的具體實(shí)例。光源 20相當(dāng)于本技術(shù)的"光源"的具體實(shí)例。由光源20、光調(diào)制器件30及反射板40構(gòu)成的光 學(xué)系統(tǒng)相當(dāng)于本技術(shù)的"照明光學(xué)系統(tǒng)"的具體實(shí)例。
[0151] (導(dǎo)光板 10)
[0152] 導(dǎo)光板10將來自配置于導(dǎo)光板10的側(cè)面的光源20的光引導(dǎo)至導(dǎo)光板10的上表 面?zhèn)龋ň唧w為照明單元1的光出射面1A)。導(dǎo)光板10例如具有與配置于導(dǎo)光板10的上表 面的被照射物（例如后述的顯示面板210)對應(yīng)的形狀，例如為由上表面、下表面及側(cè)表面 包圍的長方體狀。要注意，以下，將導(dǎo)光板10的側(cè)面中來自光源20的光所入射的側(cè)面稱為 光入射面IOA。
[0153] 導(dǎo)光板10可具有例如在上表面及下表面的至少一個(gè)上具有特定圖案的形狀，且 具有使自光入射面IOA入射的光散射并均勻化的功能。要注意，在通過調(diào)制施加至光調(diào)制 器件30的電壓而進(jìn)行亮度的均勻化的情況下，也可將未被圖案化的平坦的導(dǎo)光板用作導(dǎo) 光板10。導(dǎo)光板10可例如為主要包括諸如聚碳酸酯樹脂（PC)或丙烯酸樹脂（聚甲基丙烯 酸甲酯（PMM)的透明熱塑性樹脂的透明基板。
[0154] (光源 20)
[0155] 光源20為線狀光源，并且可例如由熱陰極管（HCFL)、冷陰極管（CCFL)、或排布成 行的多個(gè)LED(發(fā)光二極管）等配置成。在光源20包括多個(gè)LED的情況下，從效率、薄型化 及均一性的觀點(diǎn)而言，優(yōu)選地所有LED為白色LED。要注意，光源20也可包括例如紅色LED、 綠色LED及藍(lán)色LED。光源20可僅設(shè)置在導(dǎo)光板10的一個(gè)側(cè)表面上（參照圖1)，或者可 設(shè)置在導(dǎo)光板10的兩個(gè)側(cè)表面、三個(gè)側(cè)表面或所有側(cè)表面上。
[0156] (光調(diào)制器件30)
[0157] 在本實(shí)施方式中，光調(diào)制器件30不經(jīng)由空氣層而緊密附接于導(dǎo)光板10的內(nèi)部，或 者利用其間的粘合劑（未示出）粘合在導(dǎo)光板10上。例如，如圖2所示，光調(diào)制器件30自 反射板40側(cè)依序配置有透明基板31、下側(cè)電極32、取向膜33、光調(diào)制層34、取向膜35、上側(cè) 電極36及透明基板37。要注意，圖2示出了光調(diào)制器件30的截面配置實(shí)例。下側(cè)電極32 及上側(cè)電極36相當(dāng)于本技術(shù)的"電極"的具體實(shí)例。光調(diào)制層34相當(dāng)于本技術(shù)的"光調(diào)制 層"的具體實(shí)例。
[0158] 透明基板31及37彼此分開且彼此相對地配置。透明基板31及37支撐光調(diào)制層 34, 一般而言，基板可由相對于可視光為透明的例如玻璃板或塑料薄膜構(gòu)成。上側(cè)電極36 及下側(cè)電極32被配置為在三維顯示模式下生成在光調(diào)制層34中生成多個(gè)線狀散射區(qū)域或 排布成多行的多個(gè)點(diǎn)狀散射區(qū)域的電場。上側(cè)電極36及下側(cè)電極32進(jìn)而在二維顯示模式 時(shí)生成在光調(diào)制層34中生成面狀散射區(qū)域、或并排排布成矩陣狀的多個(gè)點(diǎn)狀散射區(qū)域的 電場。要注意，對于線狀散射區(qū)域、點(diǎn)狀散射區(qū)域及面狀散射區(qū)域，將在說明光調(diào)制層34時(shí) 詳細(xì)說明。
[0159] 上側(cè)電極36設(shè)置在透明基板37中與透明基板31相對的表面上，且例如包括在整 個(gè)內(nèi)部表面上所形成的一片狀電極（連續(xù)膜）。另一方面，下側(cè)電極32設(shè)置在透明基板31 中與透明基板37相對的表面上，例如，如圖2及圖3所示，由多個(gè)部分電極32A構(gòu)成。要注 意，圖3示出了下側(cè)電極32的平面配置實(shí)例。
[0160] 例如，如圖3所示，各個(gè)部分電極（partialelectrode) 32A為方塊形狀，且部分電 極32A配置成矩陣狀。部分電極32A例如沿與光入射面IOA平行的方向并排排布，且沿與 光入射面IOA正交的方向并排排布。將沿多個(gè)部分電極32A的兩個(gè)排布方向中與光入射面 IOA平行的方向排布成一行的多個(gè)部分電極32A視為一個(gè)線狀電極32D時(shí)，線狀電極32D的 排布方向（與光入射面IOA正交的方向）與三維顯示時(shí)的視差方向?qū)?yīng)。
[0161] 下側(cè)電極32被配置為在顯示設(shè)備中進(jìn)行三維顯示時(shí)（三維顯示模式時(shí)），生成相 對于光調(diào)制層34生成多行線狀散射區(qū)域（或排布成一行的多個(gè)點(diǎn)狀散射區(qū)域）的電場。多 個(gè)線狀電極32D中特定的多個(gè)線狀電極32D(以下稱為"線狀電極32B"）在三維顯示模式 時(shí)生成在光調(diào)制層34生成線狀散射區(qū)域、或排布成一行的多個(gè)點(diǎn)狀散射區(qū)域的電場。即， 在三維顯示模式時(shí)，為相對于光調(diào)制層34生成多行線狀散射區(qū)域（或排布成一行的多個(gè)點(diǎn) 狀散射區(qū)域），僅使用一部分的部分電極32A。多個(gè)線狀電極32B以與顯示設(shè)備中進(jìn)行三維 顯示時(shí)的像素的間距P2 (參照圖97)對應(yīng)的間距Pl(與像素間距P2為相同間距或與其接 近的間距）進(jìn)行排布。
[0162] 多個(gè)線狀電極32D中除線狀電極32B以外的多個(gè)線狀電極32D(以下稱為"線狀電 極32C"）在顯示設(shè)備中進(jìn)行二維顯示時(shí)（二維顯示模式時(shí)），與線狀電極32B-起相對于光 調(diào)制層34產(chǎn)生促使生成面狀散射區(qū)域、或并排排布成矩陣狀的多個(gè)點(diǎn)狀散射區(qū)域的電場。 即，在二維顯示模式時(shí)，為相對于光調(diào)制層34生成面狀散射區(qū)域、或并排排布成矩陣狀的 多個(gè)點(diǎn)狀散射區(qū)域，而使用所有部分電極32A。通過驅(qū)動線狀電極32B所生成的照明光是呈 現(xiàn)線狀還是點(diǎn)狀，取決于線狀電極32D所包括的多個(gè)部分電極32A的間距P3的大小。
[0163] 如后述，光調(diào)制層34內(nèi)的散射區(qū)域在光在該散射區(qū)域內(nèi)傳播時(shí)成為發(fā)光區(qū)域。因 此，多個(gè)線狀電極32B在三維顯示模式時(shí)用于生成線狀照明光線或排布成一行的多個(gè)點(diǎn)狀 照明光線。而且，所有線狀電極32D在二維顯示模式時(shí)用于生成面狀照明光線、或排布成矩 陣狀的多個(gè)點(diǎn)狀照明光線。
[0164] 線狀電極32B及多個(gè)線狀電極32C沿與光入射面IOA正交的方向規(guī)則地排布。例 如，如圖2及圖3所示，以一個(gè)線狀電極32B及兩個(gè)線狀電極32C為一組，將多組線狀電極組 沿與光入射面IOA正交的方向排布。線狀電極32B的寬度可例如比顯示設(shè)備的像素的寬度 更窄。要注意，線狀電極組無需始終由一個(gè)線狀電極32B及兩個(gè)線狀電極32C構(gòu)成，例如， 雖未示出，但也可由一個(gè)線狀電極32B及三個(gè)線狀電極32C構(gòu)成。
[0165] 下側(cè)電極32及上側(cè)電極36都由透光性的導(dǎo)電膜（或透明導(dǎo)電膜）構(gòu)成。透光性 的導(dǎo)電膜（或透明導(dǎo)電膜）例如由ITO構(gòu)成。要注意，下側(cè)電極32及上側(cè)電極36也可由 氧化銦錫（IZO)、金屬奈米線、碳奈米管、及石墨烯等構(gòu)成。
[0166] 當(dāng)從光調(diào)制器件30的法線方向觀察下側(cè)電極32及上側(cè)電極36時(shí)，光調(diào)制器件30 的與下側(cè)電極32及上側(cè)電極36彼此相對的位置對應(yīng)的部分構(gòu)成光調(diào)制單元30-1 (參照圖 2)。要注意，每個(gè)光調(diào)制單元30-1相當(dāng)于本技術(shù)的"點(diǎn)狀散射區(qū)域"的具體實(shí)例。而且，由 排布成行的多個(gè)光調(diào)制器件30-1構(gòu)成的單元相當(dāng)于本技術(shù)的"線狀散射區(qū)域"或"并排排 布成行的多個(gè)點(diǎn)狀散射區(qū)域"的具體實(shí)例。由全部光調(diào)制單元30-1構(gòu)成的單元相當(dāng)于本技 術(shù)的"面狀散射區(qū)域"或"并排排布成矩陣狀的多個(gè)點(diǎn)狀散射區(qū)域"的具體實(shí)例。
[0167] 光調(diào)制單元30-1相當(dāng)于光調(diào)制器件30的與下側(cè)電極32及上側(cè)電極36彼此相對 的位置對應(yīng)的部分。當(dāng)在顯示設(shè)備中進(jìn)行三維顯示時(shí)，光調(diào)制單元30-1中的包括線狀電極 32B的光調(diào)制單元30a(參照圖2)用于生成線狀照明光線或并排排布成行的多個(gè)點(diǎn)狀照明 光線。當(dāng)在顯示裝置中進(jìn)行二維顯示時(shí)，光調(diào)制單元30-1中的包括線狀電極32C的光調(diào)制 單元30b(參照圖2)與多個(gè)光調(diào)制單元30a-起用于生成面狀照明光線。即，當(dāng)在顯示設(shè)備 中進(jìn)行二維顯示時(shí)，所有光調(diào)制單元30-1用于生成排布成矩陣或面狀照明光線的多個(gè)點(diǎn) 狀照明光線。
[0168] 各個(gè)光調(diào)制單元30-1可通過向部分電極32A及上側(cè)電極36施加預(yù)定電壓來單獨(dú) 并獨(dú)立地驅(qū)動。各個(gè)光調(diào)制單元30-1根據(jù)施加至部分電極32A及上側(cè)電極36的電壓値的 大小，而相對于來自光源20的光呈現(xiàn)透明特性或散射特性。要注意，將在說明光調(diào)制層34 時(shí)詳細(xì)說明透明性及散射性。
[0169] 取向膜33、35的每一個(gè)可例如使用于光調(diào)制層34的液晶或單體（monomer)來取 向。作為取向膜的種類，例如可包括垂直取向膜及水平取向膜。然而，在本實(shí)施方式中，對取 向膜33、35使用水平取向膜。水平取向膜的實(shí)例可包括通過將聚酰亞胺、聚酰胺-酰亞胺 樹脂、聚乙烯醇等進(jìn)行摩擦處理而形成的取向膜，或通過轉(zhuǎn)印或蝕刻等而具有槽形狀的取 向膜。水平取向膜的實(shí)例可進(jìn)一步包括通過傾斜地沉積諸如二氧化硅的無機(jī)材料而形成的 取向膜、通過離子束照射而形成的類金剛石狀碳取向膜、及形成有電極圖案縫隙的取向膜。 在將塑料薄膜用于透明基板31、37的情況下，因在制造工序中，優(yōu)選地在將取向膜33、35涂 布到透明基板31、37的表面后的焙燒溫度盡可能地低。為此，為取向膜33、35的每一個(gè)，優(yōu) 選地使用可在l〇〇°C以下的溫度形成的聚酰胺-酰亞胺。
[0170] 而且，在垂直、水平取向膜的任一個(gè)中，提供使液晶和單體取向的功能是足夠的， 并且基于重復(fù)的施加電壓的可靠性（在通常的液晶顯示器中是需要的）不是必需的，因?yàn)?在形成裝置之后基于重復(fù)的電壓施加的可靠性通過聚合單體與液晶的界面所決定。而且， 即使沒有取向膜，例如可以通過在下側(cè)電極32及上側(cè)電極36之間施加電場、磁場等使用于 光調(diào)制層34的液晶、單體等取向。即，可在對下側(cè)電極32及上側(cè)電極36之間施加電場、磁 場等的同時(shí)通過施加紫外線照射來使電壓施加狀態(tài)下的液晶或單體的取向狀態(tài)固定。在電 壓用于形成取向膜的情況下，可單獨(dú)地使用用于取向與驅(qū)動的電極，或者可使用具有根據(jù) 頻率而反轉(zhuǎn)的介電常數(shù)各向異性的符號的雙頻液晶?？商娲?，在使用磁場來形成取向膜 的情況下，可有效地使用具有大磁化率各向異性的材料作為取向膜，例如，可有效地使用具 有苯環(huán)較多的材料。
[0171] 光調(diào)制層34設(shè)置在透明基板31與透明基板37之間的間隙中。光調(diào)制層34根據(jù) 電場的大小相對于來自光源20的光呈現(xiàn)散射性或透明性。當(dāng)電場相對較小時(shí)，光調(diào)制層34 相對于來自光源20的光呈現(xiàn)透明性，而在電場相對較大時(shí)相對于來自光源20的光呈現(xiàn)散 射性。例如，如圖2所示，光調(diào)制層34可由包括主體34A、及分散于主體34A內(nèi)的微粒子狀 的多個(gè)微粒子34B的復(fù)合層配置成。主體34A及微粒子34B具有光學(xué)各向異性。
[0172] 圖4A示意性示出未對下側(cè)電極32及上側(cè)電極36間施加電壓時(shí)的微粒子34B內(nèi) 的取向狀態(tài)的實(shí)例。要注意，在圖4A中，省略關(guān)于主體34A內(nèi)的取向狀態(tài)的圖示。圖4B示 出未對下側(cè)電極32及上側(cè)電極36間施加電壓時(shí)的表示主體34A及微粒子34B的折射率各 向異性的折射率橢圓體的實(shí)例。該折射率橢圓體使用張量橢圓體示出自各方向入射的線型 偏振光的折射率。通過從光入射的方向觀察橢圓體的截面，可幾何地獲知折射率。圖4C示 意性示出未對下側(cè)電極32及上側(cè)電極36間施加電壓時(shí)的沿著正面方向行進(jìn)的光Ll與沿 著傾斜方向行進(jìn)的光L2透過光調(diào)制層34的情形的實(shí)例。
[0173] 圖5A示意性示出了對下側(cè)電極32及上側(cè)電極36間施加電壓時(shí)的微粒子34B內(nèi) 的取向狀態(tài)的實(shí)例。要注意，在圖5A中，省略主體34A內(nèi)的取向狀態(tài)的圖示。圖5B示出了 對下側(cè)電極32及上側(cè)電極36間施加電壓時(shí)的表示主體34A及微粒子34B的折射率各向異 性的折射率橢圓體的實(shí)例。圖5C示意性示出了對下側(cè)電極32及上側(cè)電極36間施加電壓 時(shí)的沿著正面方向行進(jìn)的光Ll與沿著傾斜方向行進(jìn)的光L2在光調(diào)制層34中被散射的情 形的實(shí)例。
[0174] 如圖4A、圖4B所示，主體34A及微粒子34B在未對下側(cè)電極32及上側(cè)電極36間 施加電壓時(shí)可具有主體34A的光軸AXl及微粒子34B的光軸AX2的方向彼此一致（平行） 的配置。要注意，光軸AX1、AX2分別表示與具有擁有一個(gè)值（不論偏振方向）的折射率的 光線的行進(jìn)方向平行的線。或者，光軸AXl及光軸AX2的方向不一定彼此一致。光軸AXl 的方向與光軸AX2的方向可根據(jù)例如制造誤差等而略有不同。
[0175] 而且，例如在未對下側(cè)電極32及上側(cè)電極36間施加電壓時(shí)，微粒子34B可具有光 軸AX2變得與導(dǎo)光板10的光入射面IOA平行的配置。例如，在未對下側(cè)電極32及上側(cè)電 極36間施加電壓時(shí)，微粒子34B可進(jìn)一步具有光軸AX2與透明基板31、37的表面以微小的 角度Θ1交叉的配置（參照圖4B)。要注意，對于角度Θ1，將在說明構(gòu)成微粒子34B的材 料時(shí)進(jìn)行詳述。
[0176] 另一方面，主體34A可具有例如無論是否對下側(cè)電極32及上側(cè)電極36間施加電 壓主體34A的光軸AXl都恒定的配置。具體而言，例如，圖4A、圖4B、圖5A及圖5B所示，主 體34A可具有主體34A的光軸AXl與導(dǎo)光板10的光入射面IOA平行且與透明基板31、37 的表面以預(yù)定角度Θ1交叉的配置。即，主體34A的光軸AXl在未對下側(cè)電極32及上側(cè)電 極36間施加電壓時(shí)與微粒子34B的光軸AX2平行。
[0177] 要注意，光軸AX2不一定與光入射面IOA平行且不一定與透明基板31、37的表面 以角度Θ1交叉。可根據(jù)例如制造誤差等，與透明基板31和37的表面以與角度Θ1略微 不同的角度交叉。而且，光軸AXl和AX2不一定與光入射面IOA平行。可根據(jù)例如制造誤 差等，與光入射面IOA以很小的角度交叉。
[0178] 此處，主體34A的正常折射率（ordinaryrefractiveindex)及微粒子34B的正常 折射率可優(yōu)選地彼此相等，且主體34A的異常折射率（extraordinaryrefractiveindex) 及微粒子34B的異常折射率可優(yōu)選地彼此相等。在該情況下，例如在未對下側(cè)電極32及上 側(cè)電極36間施加電壓的情況下，如圖4A所示，在包括正面方向及傾斜方向的所有方向上， 幾乎不存在折射率差，并且獲得較高的透明性。由此，例如，如圖4C所示，沿著正面方向行 進(jìn)的光Ll及沿著傾斜方向行進(jìn)的光L2可不在光調(diào)制層34內(nèi)被散射，并且可透過光調(diào)制層 34。結(jié)果，例如，如圖6A、圖6B所示，來自光源20的光L(來自傾斜方向的光）可在光調(diào)制 層34中被透明的區(qū)域（透射區(qū)域30A)的界面（透明基板31的下表面及導(dǎo)光板10的上表 面）全反射，并且透射區(qū)域30A中的亮度（黑顯示（blackdisplay)中的亮度）與使整個(gè) 表面均勻地發(fā)光的情形（圖6B中的點(diǎn)劃線）相比降低。要注意，圖6B所示的正面亮度的 輪廓通過在導(dǎo)光板10上設(shè)置擴(kuò)散片（未示出）并通過擴(kuò)散片進(jìn)行測量來獲得。
[0179] 要注意，優(yōu)選地，作為透射區(qū)域30A的一個(gè)界面的導(dǎo)光板10的上表面（圖6中光 出射面10B)可優(yōu)選地與具有相比導(dǎo)光板10的上表面的折射率更低的折射率的材料接觸。 這種低折射率材料的典型實(shí)例可為空氣?？商娲?，在將導(dǎo)光板10的上表面（圖6中的光 出射面10B)與透鏡片50粘合的情況下，與導(dǎo)光板10的上表面接觸的低折射率材料可為黏 著劑或粘合劑。
[0180] 如圖5A、圖5B所示，主體34A及微粒子34B可具有在例如對下側(cè)電極32及上側(cè)電 極36間施加有電壓時(shí)光軸AXl及光軸AX2的方向互不相同（彼此交叉或幾乎彼此正交） 的配置。而且，微粒子34B可具有在例如對下側(cè)電極32及上側(cè)電極36間施加電壓時(shí)微粒 子34B的光軸AX2與導(dǎo)光板10的光入射面IOA平行且與透明基板31、37的表面以大于角 度Θ1的角度Θ2(例如90° )交叉的配置。要注意，對于角度Θ2,將在說明構(gòu)成微粒子 34Β的材料時(shí)進(jìn)行詳述。
[0181] 因此，在對下側(cè)電極32及上側(cè)電極36間施加電壓時(shí)，在光調(diào)制層34中，在包括正 面方向及傾斜方向的所有方向上，折射率差增大，并且獲得較高的散射性。由此，例如，如 圖5C所示，沿著正面方向行進(jìn)的光Ll及沿著傾斜方向行進(jìn)的光L2在光調(diào)制層34內(nèi)可被 散射。結(jié)果，例如，如圖6Α所示，來自光源20的光L(來自傾斜方向的光）可穿過散射區(qū)域 30Β的界面（透明基板31或?qū)Ч獍?0與空氣之間的界面），并且穿過至反射板40側(cè)的光 可被反射板40反射且穿過光調(diào)制器件30。因此，散射區(qū)域30Β的亮度與使整個(gè)表面均勻地 發(fā)光的情形（圖6Β中的點(diǎn)劃線）相比變得十分高。而且，部分的白顯示（whitedisplay) 中的亮度（亮度增加）隨著透射區(qū)域30A中的亮度的降低而增加。
[0182] 要注意，主體34A及微粒子34B的正常折射率也可由于例如制造誤差等而不同。例 如，其間的差異優(yōu)選地為〇. 1以下，更優(yōu)選地為〇. 05以下。主體34A及微粒子34B的異常 折射率也可因?yàn)槔缰圃煺`差等而略微不同。例如，其間的差異優(yōu)選地為0. 1以下，更優(yōu)選 地為0.05以下。
[0183] 而且，主體34A的折射率差（ΔηΡ=異常折射率neP-正常折射率n〇P)、微粒子34B 的折射率差（AnL=異常折射率neL-普通折射率n〇L)可優(yōu)選地盡可能地大。這種折射率 差優(yōu)選地為0.05以上，更優(yōu)選地為0. 1以上，并且進(jìn)而優(yōu)選地為0. 15以上。原因在于，在 主體34A及微粒子34B的折射率差大時(shí)，光調(diào)制層34的散射能力增強(qiáng)，并且光調(diào)制層34變 得容易超出導(dǎo)光條件，這允許易于提取來自導(dǎo)光板10的光。
[0184] 而且，主體34A及微粒子34B對電場的響應(yīng)速度互不相同。主體34A例如可具有 條紋結(jié)構(gòu)（streakystructure)、多孔結(jié)構(gòu)或棒狀結(jié)構(gòu)（其具有比微粒子34B的響應(yīng)速度 慢的響應(yīng)速度）。主體34A例如由通過將低分子單體聚合所獲得的高分子材料形成。主體 34A例如通過利用熱及光的至少一個(gè)使沿微粒子34B的取向方向或取向膜33、35的取向方 向取向的材料（例如單體）聚合而形成并具有取向性及聚合性。
[0185] 主體34A的條紋結(jié)構(gòu)、多孔結(jié)構(gòu)或棒狀結(jié)構(gòu)例如具有在與導(dǎo)光板10的光入射面 IOA平行且與透明基板31、37的表面以微小的角度θ1交叉的方向上的長軸（majoraxis)。 在主體34A為條紋結(jié)構(gòu)的情況下，從增加導(dǎo)光光的散射性的觀點(diǎn)而言，在短軸方向的平均 條紋組成尺寸可優(yōu)選地從0. 1μm至10μm(包括兩者），并且更優(yōu)選地可為從0. 2μm至 2.0μπι(包括兩者）的范圍。在短軸方向的平均條紋組成尺寸為0.Ιμπι至10μπι(包括兩 者）的情況下，光調(diào)制器件30內(nèi)的散射特性在380nm至780nm的可視區(qū)域內(nèi)變得大致相 等。因此，因不存在面內(nèi)僅某一特定波長成分的光增加或減少的情形，故可在面內(nèi)取得可視 區(qū)域的平衡。在短軸方向的平均條紋組成尺寸小于〇. 1μm或大于10μm的情況下，不論波 長，光調(diào)制器件30的散射特性都降低，以致光調(diào)制器件30難以用作光調(diào)制器件。
[0186]而且，從減小散射的波長依賴性的觀點(diǎn)而言，短軸方向的平均條紋組成尺寸可優(yōu) 選地為〇. 5μηι至5μηι的范圍，更優(yōu)選地為1μπι-3μπι的范圍。在這種情況下，在從光源20 出射的光在導(dǎo)光板10內(nèi)傳播的過程中，當(dāng)從光源20出射的光反復(fù)通過光調(diào)制器件30內(nèi)的 主體34Α時(shí)，可抑制主體34Α的散射的波長依賴性。條紋組成的尺寸可允許使用偏光顯微 鏡、共焦顯微鏡、電子顯微鏡等進(jìn)行觀察。
[0187] 另一方面，微粒子34Β例如主要可包括液晶材料，并且可具有比主體34Α的響應(yīng)速 度足夠快的響應(yīng)速度。微粒子34Β內(nèi)所包括的液晶材料（液晶分子）可為例如棒狀分子。 作為微粒子34Β內(nèi)所包括的液晶分子，優(yōu)選地使用具有正的介電常數(shù)各向異性的液晶分子 (所謂的正型液晶）。
[0188]此處，當(dāng)未對下側(cè)電極32及上側(cè)電極36間施加電壓時(shí)，在微粒子34Β內(nèi)，液晶分 子的長軸方向與光軸AXl平行。此時(shí)，微粒子34Β內(nèi)的液晶分子的長軸與導(dǎo)光板10的光入 射面IOA平行，且與透明基板31、37的表面以微小的角度Θ1交叉。即，微粒子34Β內(nèi)的液 晶分子在未對下側(cè)電極32及上側(cè)電極36間施加電壓時(shí)，在與導(dǎo)光板10的光入射面IOA平 行的面內(nèi)被取向?yàn)橐驭?的角度傾斜。該角度Θ1稱為預(yù)傾角，并且可優(yōu)選地例如為〇. 1° 至30° (包括兩者）的范圍。角度Θ1更優(yōu)選地為0.5°至10° (包括兩者）的范圍，更 優(yōu)選為0.7°至2° (包括兩者）的范圍。當(dāng)增大角度Θ1時(shí)，由于后述原因散射效率趨于 降低。而且，當(dāng)角度θ1過小時(shí)，施加電壓時(shí)液晶上升的方位變化。例如，液晶可沿180°相 反方向（反向傾斜）上升。由此，無法有效利用微粒子34Β與主體34Α的折射率差。故而 散射效率降低并且亮度趨于降低。
[0189]再者，在對下側(cè)電極32及上側(cè)電極36間施加電壓時(shí)，在微粒子34Β內(nèi)，液晶分子 的長軸方向與光軸AXl交叉（或正交）。此時(shí)，微粒子34Β內(nèi)的液晶分子的長軸與導(dǎo)光板 10的光入射面IOA平行，且與透明基板31和37的表面以比角度Θ1更大的角度Θ2(例如 90° )交叉。即，微粒子34Β內(nèi)的液晶分子在對下側(cè)電極32及上側(cè)電極36間施加電壓時(shí)被 取向?yàn)樵谂c導(dǎo)光板10的光入射面IOA平行的面內(nèi)以角度Θ2傾斜或以角度Θ2( = 90° ) 筆直上升。
[0190] 作為上述具有取向性及聚合性的單體，可使用任何材料，只要材料光學(xué)地具有各 向異性且能夠與液晶形成復(fù)合材料即可，然而，在本實(shí)施方式中，可優(yōu)選地使用紫外線固化 低分子單體。在未施加電壓的狀態(tài)下，因?yàn)橐壕У墓鈱W(xué)各向異性的方向可優(yōu)選地與通過使 低分子單體聚合而形成的材料（高分子材料）的光學(xué)各向異性的方向一致，故優(yōu)選地在紫 外線固化前，液晶與低分子單體沿同一方向進(jìn)行取向。在使用液晶作為微粒子34B的情況 下，該液晶為棒狀分子時(shí)，使用的單體材料優(yōu)選地具有棒狀形狀。因此，作為單體材料，優(yōu)選 地使用兼具聚合特性與液晶特性的材料，例如，材料可優(yōu)選地具有選自由丙烯酸酯基、甲基 丙烯酸酯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基醚基及環(huán)氧基所組成的組中的至少一個(gè) 官能基作為聚合官能基。這些官能基可通過照射紫外線、紅外線、或電子束或通過加熱而聚 合。為抑制照射紫外線時(shí)的取向度的降低，也可添加具有多官能基的液晶性材料。在主體 34A具有上述條紋結(jié)構(gòu)的情況下，可優(yōu)選地使用雙官能液晶單體作為主體34A的原材料。而 且，單官能單體可添加到主體34A的原材料中以調(diào)整呈現(xiàn)液晶特性時(shí)的溫度，或者三或更 多官能單體可添加到其中以提高交聯(lián)密度。
[0191] (反射板 40)
[0192] 反射板40將經(jīng)由光調(diào)制器件30從導(dǎo)光板10的背部泄露的光反射回導(dǎo)光板10。 反射板40可具有例如反射、擴(kuò)散和散射等功能。這允許有效地利用從光源20發(fā)射的光，且 也有助于提高正面亮度。反射板40例如可由發(fā)泡PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯），或銀沉積 膜、多層反射膜、及白色PET等構(gòu)成。在反射板40具有正反射（鏡面反射）功能的情形下， 反射板40可優(yōu)選地例如由銀沉積膜、多層反射膜、鋁沉積膜等構(gòu)成。而且，反射板40可為 具有使光沿特定方向反射的形狀。
[0193](透鏡片 5〇)
[0194] 透鏡片50使從導(dǎo)光板10的上表面發(fā)出的光（照明光）的發(fā)散角減小。例如，如 圖1所示，透鏡片50可布置在導(dǎo)光板10上，從而在透鏡片50的光入射面（下表面）與導(dǎo) 光板10的光出射面（上表面）之間形成間隙G。間隙G是由具有比導(dǎo)光板10的光出射面 (上表面）的折射率更低的折射率的材料所填充的層，并且可例如為空氣層。要注意，間隙 G不一定為空氣層。例如，間隙G可為由黏著劑或粘合劑（其由具有比導(dǎo)光板10的光出射 面（上表面）的折射率更低的折射率的材料構(gòu)成）所填充的層。
[0195] 例如，如圖7所示，透鏡片50可具有其中多個(gè)凸部50A在面內(nèi)排布成矩陣的凹凸 表面。凸部50A相當(dāng)于本技術(shù)的"透鏡"的具體實(shí)例。如圖7所示，凹凸表面例如可布置在 透鏡片50的光出射側(cè)。然而，如圖8所示也可布置在透鏡片50的光入射側(cè)（光調(diào)制層34 側(cè)）。在凹凸表面布置在透鏡片50的光入射側(cè)的情況下，可使從導(dǎo)光板10出射的光中具有 較窄角度的光垂直上升。
[0196] 在透鏡片50中，與凹凸表面為相對側(cè)的表面例如圖7、圖8所不為平坦表面。在該 情況下，可使用黏著劑或粘合劑將透鏡片50的平坦表面直接粘合在顯示面板（或偏光板） 上。而且，在由UV固化樹脂等形成凸部50A的情況下，也可直接形成在顯示面板（或偏光 板）上形成凸部50A。透鏡片50可被排布為例如使上述平坦表面與導(dǎo)光板10的上表面平 行或大致平行。
[0197] 凸部50A沿與線狀電極32D的延伸方向平行的方向并排排布，且沿與線狀電極32D 的延伸方向交叉的方向并排排布。要注意，在光調(diào)制單元30a為散射狀態(tài)時(shí)，光調(diào)制單元 30a用作點(diǎn)狀散射區(qū)域。因此，此時(shí)，凸部50A沿與線狀散射區(qū)域的延伸方向、或并排排布 成行的多個(gè)點(diǎn)狀散射區(qū)域的排布方向平行的方向并排排布，且沿與線狀散射區(qū)域的延伸方 向、或并排排布成行的多個(gè)點(diǎn)狀散射區(qū)域的排布方向交叉的方向并排排布。
[0198] 凸部50A可包括曲面。在凸部50A布置在透鏡片50的光出射側(cè)的情形下，凸部50A 的光出射面可僅由曲面構(gòu)成，或者可由曲面、平面或多邊形平面的復(fù)合面構(gòu)成?；蛘撸谕?部50A布置在透鏡片50的光入射側(cè)的情況下，凸部50A的光入射面可僅由曲面構(gòu)成，或者 可由曲面、平面或多邊形平面的復(fù)合面構(gòu)成。在凸部50A布置在透鏡片50的光出射側(cè)的情 況下，凸部50A具有在透鏡片50的光出射側(cè)上突出的凸形?；蛘撸谕共?0A布置在透鏡 片50的光入射側(cè)的情況下，凸部50A具有在透鏡片50的光入射側(cè)上突出的凸形。凸部50A 被布置為使凸部50A的頂點(diǎn)位置與下側(cè)電極32(或光調(diào)制單元30a)相對。要注意，在光調(diào) 制單元30a為散射狀態(tài)時(shí)，光調(diào)制單元30a為點(diǎn)狀散射區(qū)域。因此，此時(shí)，凸部50A被布置 為使凸部50A的頂點(diǎn)位置與線狀散射區(qū)域、或并排排布成行的多個(gè)點(diǎn)狀散射區(qū)域相對。各 個(gè)凸部50A可優(yōu)選地布置為使每個(gè)凸部50A與一個(gè)點(diǎn)狀散射區(qū)域以一對一的關(guān)系對應(yīng)。
[0199] 凸部50A優(yōu)選地可具有旋轉(zhuǎn)對稱性（在凸部50A的頂點(diǎn)處具有中心）。在從Z軸方 向觀察時(shí)凸部50A具有正方形形狀的情況下，凸部50A可優(yōu)選地具有四重旋轉(zhuǎn)對稱性（在 凸部50A的頂點(diǎn)處具有中心）?；蛘撸趶腪軸方向觀察時(shí)凸部50A具有長方形、菱形、平行 四邊形形狀的情況下，凸部50A可優(yōu)選地具有兩重旋轉(zhuǎn)對稱性（在凸部50A的頂點(diǎn)處具有 中心）。
[0200] 例如，凸部50A的曲面可具有其中與圖中Y軸垂直的截面或與圖中X軸垂直的截 面具有如圖9A、圖9B所示的圓柱形狀的立體形狀。在凸部50A的截面（與圖中Y軸垂直的 截面或與圖中X軸垂直的截面）為圓柱形狀的情況下，凸部50A的曲面可為真正的球形或 非球面形狀，或者例如可為橢球形、拋物面形或雙曲面形形狀（未在圖中示出）?；蛘?，在凸 部50A的截面（與圖中Y軸垂直的截面或與圖中X軸垂直的截面）為圓柱形狀的情況下， 凸部50A的第一截面（與圖中Y軸垂直的截面）或凸部50A的第二截面（與圖中X軸垂直 的截面）可為真正的圓形、橢圓形、拋物線形或雙曲線形形狀。
[0201] 要注意，在圖7和圖8中，作出如彼此交叉的兩條脊線（ridgeline)存在于凸部 50A的曲面上的描述；然而，僅為表現(xiàn)凸部50A的形狀而方便地設(shè)置脊線。因此，圖7、圖8 并非意指在說明凸部50A的曲面上必需存在這種脊線。例如，凸部50A的整個(gè)曲面也可僅 由平滑的曲面構(gòu)成。
[0202] 在凸部50A的曲面為非球面形狀的情況下，可允許凸部50A的焦距更長。由此，可 允許光調(diào)制單元30a與凸部50A的距離隨著凸部50A的焦距變長而更長，故可提高導(dǎo)光板 10或透明基板37的厚度的設(shè)計(jì)自由度。
[0203] 凸部50A的第一截面（與圖中Y軸垂直的截面）與凸部50A的第二截面（與圖中X 軸垂直的截面）可具有彼此不同的形狀。在該情況下，例如，可通過表達(dá)式1中的變形非球 面表達(dá)式來表示凸部50A的曲面。要注意，X= 0、y= 0與凸部50A的頂點(diǎn)對應(yīng)。Rx是凸部 50A在與線狀電極32D的延伸方向正交的方向上的曲率半徑。Ry為凸部50A在與線狀電極 32D的延伸方向平行的方向上的曲率半徑。kx是X軸方向上的圓錐常數(shù)（conicconstant)。 ky是Y軸方向上的圓錐常數(shù)。
[0204][表達(dá)式1]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于顯示裝置的照明單元，所述顯示裝置設(shè)置有允許輸出照明光的照明單元、 及被配置為基于圖像信號調(diào)制所述照明光并由此生成圖像光的顯示面板；所述照明單元包 括： 照明光學(xué)系統(tǒng)，被配置為生成所述照明光；以及 多個(gè)透鏡，被配置為減小所述照明光的發(fā)散角， 所述照明光學(xué)系統(tǒng)包括： 第一基板及第二基板，被布置為彼此分開且彼此相對； 光源，被配置為將光施加到所述第一基板和所述第二基板中的一個(gè)的端面上； 光調(diào)制層，設(shè)置在所述第一基板與所述第二基板之間的間隙中，且被配置為根據(jù)電場 的大小而對來自所述光源的光呈現(xiàn)散射性或透明性；以及 電極，被配置為在三維顯示模式下，產(chǎn)生在所述光調(diào)制層中生成多個(gè)線狀散射區(qū)域或 多個(gè)第一點(diǎn)狀散射區(qū)域的電場；并且在二維顯示模式下，產(chǎn)生在所述光調(diào)制層中生成面狀 散射區(qū)域或多個(gè)第二點(diǎn)狀散射區(qū)域的電場，所述第一點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布為多個(gè)行，并 且所述第二點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布為矩陣；且 所述透鏡沿著所述線狀散射區(qū)域延伸的方向、所述第一點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布成各 個(gè)行的方向、以及所述第二點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布為各個(gè)行的方向的其中一個(gè)方向并排排 布，所述透鏡還沿著與所述線狀散射區(qū)域延伸的方向、所述第一點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布成 各個(gè)行的方向、以及所述第二點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布為各個(gè)行的方向的其中一個(gè)方向交叉 的方向并排排布。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明單元，其中，每個(gè)所述透鏡在其光入射面或光出射面中 包括曲面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明單元，其中，每個(gè)所述透鏡具有凸形形狀，并且各個(gè)透鏡 被排布為使所述透鏡的頂點(diǎn)位置與所述線狀散射區(qū)域、并排排布成各個(gè)行的所述第一點(diǎn)狀 散射區(qū)域、或并排排布成各個(gè)行的所述第二點(diǎn)狀散射區(qū)域相對。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明單元，其中，所述透鏡具有由Pl/n表示的間距，其中，P1 是所述線狀散射區(qū)域、并排排布成各個(gè)行的所述第一點(diǎn)狀散射區(qū)域、或并排排布成各個(gè)行 的所述第二點(diǎn)狀散射區(qū)域的間距，并且n為所述三維顯示模式下的視點(diǎn)數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明單元，其中， 所述電極被配置為在所述三維顯示模式下產(chǎn)生在所述光調(diào)制層中生成并排排布成行 的所述第一點(diǎn)狀散射區(qū)域的電場；并且 各個(gè)透鏡被布置為使每個(gè)所述透鏡與一個(gè)所述第一點(diǎn)狀散射區(qū)域以一對一的關(guān)系對 應(yīng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明單元，其中， 所述電極被配置為在所述二維顯示模式下產(chǎn)生在所述光調(diào)制層中生成并排排布成矩 陣的所述第二點(diǎn)狀散射區(qū)域的電場；并且 各個(gè)透鏡被布置為使每個(gè)所述透鏡與一個(gè)所述第二點(diǎn)狀散射區(qū)域以一對一的關(guān)系對 應(yīng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明單元，其中，所述透鏡由具有各向同性折射率的材料構(gòu) 成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明單元，其中，所述透鏡朝向所述光調(diào)制層突出。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的照明單元，其中， 所述顯示面板包括偏光板；并且 所述透鏡固定在所述偏光板上。
10. -種顯示裝置，包括： 照明單元，允許輸出照明光；以及 顯示面板，被被配置為基于圖像信號調(diào)制所述照明光并由此生成圖像光； 所述照明單元包括： 照明光學(xué)系統(tǒng)，被配置為生成所述照明光；以及 多個(gè)透鏡，被配置為減小所述照明光的發(fā)散角； 所述照明光學(xué)系統(tǒng)包括： 第一基板及第二基板，被布置為彼此分開且彼此相對； 光源，被配置為將光施加到所述第一基板和所述第二基板中的一個(gè)的端面上； 光調(diào)制層，設(shè)置在所述第一基板與所述第二基板之間的間隙中，且被配置為根據(jù)電場 的大小對來自所述光源的光呈現(xiàn)散射性或透明性；及 電極，被配置為在三維顯示模式下產(chǎn)生在所述光調(diào)制層中生成多個(gè)線狀散射區(qū)域或多 個(gè)第一點(diǎn)狀散射區(qū)域的電場，并且在二維顯示模式下產(chǎn)生在所述光調(diào)制層中生成面狀散射 區(qū)域或多個(gè)第二點(diǎn)狀散射區(qū)域的電場，所述第一點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布成多個(gè)行，并且所 述第二點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布成矩陣；并且 所述透鏡沿著所述線狀散射區(qū)域延伸的方向、所述第一點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布成各 個(gè)行的方向、以及所述第二點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布成各個(gè)行的方向的其中一個(gè)方向并排排 布，所述透鏡還沿著與所述線狀散射區(qū)域延伸的方向、所述第一點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布成 各個(gè)行的方向、以及所述第二點(diǎn)狀散射區(qū)域并排排布成各個(gè)行的方向的其中一個(gè)方向交叉 的方向并排排布。
【文檔編號】G02F1/13357GK104508546SQ201380040718
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月8日
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