照明装置和显示单元制造方法及图纸

本发明专利技术提供了能够在降低大视角范围内的光泄漏的同时改善显示亮度的照明装置和显示单元。在粘合至导光板的光调制装置中，设置了包含块体和微粒的光调制层，块体和微粒都具有光学各向异性，并且具有彼此不同的对电场的各响应速度。因此，通过控制电场，块体和微粒的光轴取向能够彼此对应或能够彼此不同。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉参考本申请包括涉及于2009年11月6日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2009-255260和于2010年4月6日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2010-088174中公开的主题，其全部内容结合于此作为参考。
本专利技术涉及一种包括表现出散射特性或对光透明的光调制装置的照明装置以及一种显示单元。
技术介绍
近年来，图像质量高并且节能的液晶显示器已得到了突飞猛进的发展。已提出了一种通过局部调制背光的光强实现提高暗场对比(dark place contrast)的方法。在此方法中，根据显示图像，通过局部驱动用作背光的光源的发光二极管(LED)来主要调制背光。此外，在大屏幕的液晶显示器中，如在小屏幕液晶显示器中一样，日益需要更薄的显示器。因此，取代在液晶面板下直接设置冷阴极荧光灯(CCFL)或LED的系统，在导光板(light guide plate)的端部设置光源的边缘发光系统(edge light system)已经引起了人们的关注。然而在边缘发光系统中，难以执行用于局部调制光源的光强的局部驱动。
技术实现思路
作为提取在导光板中传播的光的技术，日本未审查专利申请公开第6-347790号提出了一种使用在透光和散射之间切换的聚合物分散液晶(PDLC)的显示单元。这种技术旨在防止反射等，并且是一种通过向PDLC局部施加电压而在透光和散射之间切换的技术。然而，在这种系统中，在PDLC在正面方向(PDLC的法线方向)上处于透明状态的情况下，在导光板中对角传播的部分光由于液晶材料和聚合物材料之间的折射率差而被散射。因此，在大视角区域中光被泄露，从而视角特性劣化。因此，为了提高视角特性，例如，可以将在对角方向上泄露的光吸收到偏振板中(参见日本专利第3479493号)。然而，在前述方法中，由于在对角方向上泄露的光被吸收到偏振板中，因此，存在显示变暗的缺点。考虑到前述缺点，在本专利技术中，期望提供一种在降低大视角范围内的光泄露的同时能够提高显示亮度的照明装置以及一种显示单元。根据本专利技术的实施方式，提供了第一照明装置，包括：导光板；光源，设置在导光板的侧面上；以及光调制装置，设置在导光板的表面或内部并且粘合至导光板，其中光调制装置具有：彼此分开并且彼此相对设置的一对透明基板，设置在一对透明基板的每个表面上的一对电极，以及设置在一对透明基板的间隙中的光调制层，光调制层具有第一区域和第二区域，第一区域和第二区域具有光学各向异性并且具有彼此不同的对电场的各响应速度。第一区域具有这样的结构，其中，当在一对电极之间未施加电压时，第一区域的光轴平-->行于导光板的侧面的光源的光进入其中的光入射面，并且以第一角度与透明基板的表面交叉。此外，第一区域具有这样的结构，其中，当在一对电极之间施加了电压时，第一区域的光轴平行于光入射面并且以大于第一角度的第二角度与透明基板的表面交叉。同时，第二区域具有这样的结构，其中，第二区域的光轴平行于光入射面并且以第一角度与透明基板的表面交叉而与一对电极之间施加的电压的存在无关。根据本专利技术的实施方式，提供了第一显示单元，包括：显示面板，具有以矩阵状态设置的多个像素，其中，多个像素基于图像信号被驱动；以及照明装置，对显示面板进行照明。安装在显示设备上的照明装置具有与第一照明装置的组件相同的组件。在本专利技术的实施方式的第一照明装置和第一显示单元中，包括第一区域和第二区域的光调制层设置在粘合至导光板的光调制装置中。第一区域和第二区域具有光学各向异性以及对电场的前述配向特性。因此，通过控制电场，第一区域的光轴能够对应于第二区域的光轴，或者能够与第二区域的光轴不同。因此，例如，在两个寻常光折射率都彼此接近，两个非寻常光折射率都彼此接近，并且通过控制电场第一区域的光轴取向对应于第二区域的光轴取向的情况下，折射率差在包括正面方向和对角方向的所有方向上都降低，从而能获得高的透光性。此外，例如，在通过控制电场第一区域的光轴与第二区域的光轴交叉(或垂直)的情况下，折射率差在包括正面方向和对角方向的所有方向上增加，从而能获得高散射特性。根据本专利技术的实施方式，提供了第二照明装置，包括：导光板；光源，设置在导光板的侧面上；以及光调制装置，设置在导光板的表面或内部并且粘合至导光板。光调制装置具有：彼此分开并且彼此相对设置的一对透明基板，设置在一对透明基板的每个表面上的一对电极，以及设置在一对透明基板的间隙中的光调制层。光调制层具有第三区域和第四区域，第三区域和第四区域具有光学各向异性并且具有彼此不同的对电场的各响应速度同。第三区域具有这样的结构，其中，当在一对电极之间未施加电压时，第三区域的光轴平行于导光板的侧面的光源的光进入其中的光入射面，并且以第三角度与透明基板的表面交叉。此外，第三区域具有这样的结构，其中，当在一对电极之间施加了电压时，第三区域的光轴平行于光入射面并且以小于第三角度的第四角度与透明基板的表面交叉或者是平行于透明基板的表面。同时，第四区域具有这样的结构，其中，第四区域的光轴平行于光入射面并且以第三角度与透明基板的表面交叉而与一对电极之间施加的电压的存在无关。根据本专利技术的实施方式，提供了具有以矩阵状态设置的多个像素(其中多个像素基于图像信号进行驱动)的第二显示面板和对显示面板进行照明的照明装置。安装在显示单元上的照明装置具有与第二照明装置的组件相同的组件。在本专利技术的实施方式的第二照明装置和第二显示单元中，包括第三区域和第四区域的光调制层设置在粘合至导光板的光调制装置中。第三区域和第四区域具有光学各向异性和对电场的前述配向特性。因此，通过控制电场，第三区域的光轴能够对应于第四区域的光轴，或者能够与第四区域的光轴不同。因此，例如，在两个寻常光折射率都彼此接近，两个非寻常光折射率都彼此接近，并且通过控制电场方向第三区域的光轴取向对应于第四区域的光轴取向的情况下，折射率差在包括正面方向和对角方向的所有方向上降低，从而能获得高的透光性。此外，例如，在通过控制电场第三区域的光轴与第四区域的光轴交叉(或垂直)的情况下，折射率差在包括正面方向和对角方向的所有方向上增加，从而能获得高散-->射特性。在根据本专利技术的实施方式的第一照明装置和第一显示单元中，通过控制电场，第一区域的光轴取向对应于第二区域的光轴取向，或变得与第二区域的光轴取向不同。因此，能够在所有方向上获得高透光性，并能够获得高散射特性，因此，在大视角范围中的泄露的光能够被降低或能够在暗状态下几乎被消除。此外，由于高的散射特性，能够照亮局部亮状态部分(partially light state section)。而且，通过泄漏的光量的降低部分，能够进一步照亮局部亮状态部分。因此，在本专利技术的实施方式中，在大视角范围中泄漏的光降低或几乎消除的同时，能够改善显示亮度。在根据本专利技术的实施方式的第二照明装置和第二显示单元中，通过控制电场，第三区域的光轴取向对应于第四区域的光轴取向，或变得与第四区域的光轴取向不同。因此，能够在所有方向上获得高透光性，并能够获得高散射特性，因此，在大视角范围中的泄露的光能够被降低或能够在暗状态下几乎被消除。此外，由于高散射特性，能够照亮局部亮状态部分。而且，通过泄漏的光量的降低部分，能够进一步照亮局部亮状态部分。因此，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明装置，包括：导光板；光源，设置在所述导光板的侧面上；以及光调制装置，设置在所述导光板的表面或内部并且粘合至所述导光板，其中所述光调制装置具有：彼此分开并且彼此相对设置的一对透明基板；一对电极，设置在所述一对透明基板的每个的表面上；以及光调制层，设置在所述一对透明基板的间隙中，所述光调制层具有第一区域和第二区域，所述第一区域和所述第二区域具有光学各向异性，并且具有彼此不同的对电场的各响应速度，所述第一区域具有这样的结构，其中：当在所述一对电极之间未施加电压时，所述第一区域的光轴平行于所述导光板的侧面的所述光源的光进入其中的光入射面，并且以第一角度与所述透明基板的表面交叉；而当在所述一对电极之间施加了电压时，所述第一区域的光轴平行于所述光入射面并且以大于所述第一角度的第二角度与所述透明基板的表面交叉，以及所述第二区域具有这样的结构，其中，所述第二区域的光轴平行于所述光入射面并且以所述第一角度与所述透明基板的表面交叉而与所述一对电极之间施加的电压的存在无关。

【技术特征摘要】
JP 2009-11-6 2009-255260;JP 2010-4-6 2010-0881741.一种照明装置，包括：导光板；光源，设置在所述导光板的侧面上；以及光调制装置，设置在所述导光板的表面或内部并且粘合至所述导光板，其中所述光调制装置具有：彼此分开并且彼此相对设置的一对透明基板；一对电极，设置在所述一对透明基板的每个的表面上；以及光调制层，设置在所述一对透明基板的间隙中，所述光调制层具有第一区域和第二区域，所述第一区域和所述第二区域具有光学各向异性，并且具有彼此不同的对电场的各响应速度，所述第一区域具有这样的结构，其中：当在所述一对电极之间未施加电压时，所述第一区域的光轴平行于所述导光板的侧面的所述光源的光进入其中的光入射面，并且以第一角度与所述透明基板的表面交叉；而当在所述一对电极之间施加了电压时，所述第一区域的光轴平行于所述光入射面并且以大于所述第一角度的第二角度与所述透明基板的表面交叉，以及所述第二区域具有这样的结构，其中，所述第二区域的光轴平行于所述光入射面并且以所述第一角度与所述透明基板的表面交叉而与所述一对电极之间施加的电压的存在无关。2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述第一区域主要包含液晶材料，以及所述第二区域主要包含聚合物材料。3.根据权利要求2所述的照明装置，其中，所述光调制装置在所述电极和所述光调制层之间具有水平配向膜。4.根据权利要求3所述的照明装置，其中，当液晶分子与所述水平配向膜的表面接触并且未从外部向所述液晶分子施加电场时，所述水平配向膜具有向所述液晶分子提供预倾角以使得所述液晶分子的光轴以所述第一角度与所述透明基板的表面交叉并且平行于所述光入射面的特性。5.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述光调制层具有在所述光调制层的厚度方向上的散射大于在平行于所述光入射面的方向上的散射的各向异性散射特性。6.根据权利要求5所述的照明装置，其中，所述第二区域具有线状结构，所述线状结构具有在平行于所述光入射面并且以所述第一角度与所述透明基板的表面交叉的方向上的长轴。7.根据权利要求2所述的照明装置，其中，所述第二区域具有不响应于电场的线状结构或多孔结构，或者具有响应速度低于所述第一区域的响应速度的棒状结构。8.根据权利要求4所述的照明装置，其中，通过热和光中的至少一种使经所述水平配向膜的操作而配向的可聚合材料聚合来形成所述第二区域。9.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述第一区域的寻常光折射率等于所述第二区域的寻常光折射率，且所述第一区域的非寻常光折射率等于所述第二区域的非寻常光折射率。10.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述光调制装置具有多个所述一对电极，在所述光调制装置中，在设置于一个透明基板侧上的电极和设置于另一透明基板侧的电极之间的相对部分构成光调制单元，以及包括驱动部，所述驱动部控制向每个光调制单元的所述一对电极施加的电压的大小，使得在一个光调制单元中所述第一区域的光轴平行于所述第二区域的光轴，而在另一光调制单元中所述第一区域的光轴与所述第二区域的光轴交叉。11.根据权利要求1所述的照明装置，其中，在所述一对电极中，至少在所述照明装置的顶面侧上的电极由透明导电材料制成。12.根据权利要求1所述的照明装置，其中，在所述一对电极中，至少在所述照明装置的底面侧上的电极由金属制成。13.根据权利要求1所述的照明装置，包括：在所述照明装置的底面侧上的反射板。14.一种照明装置，包括：导光板；光源，设置在所述导光板的侧面上；以及光调制装置，设置在所述导光板的表面或内部并且粘合至所述导光板，其中所述光调制装置具有：彼此分开并且彼此相对设置的一对透明基板；一对电极，设置在所述一对透明基板的每个表面上；以及光调制层，设置在所述一对透明基板的间隙中，所述光调制层具有第三区域和第四区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：内田龙男，石锅隆宏，川上徹，奥山健太郎，佐藤晴美，
申请(专利权)人：索尼公司，国立大学法人东北大学，
类型：发明
国别省市：JP