(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
離間して互いに対向配置された第１透明基板および第２透明基板と、
前記第１透明基板の端面に光を照射する光源と、
前記第１透明基板および前記第２透明基板の間隙に設けられ、かつ電場の大きさに応じて、前記光源からの光に対して散乱性もしくは透明性を示す光変調層と、
前記光変調層を挟み込む第１配向膜および第２配向膜と
を備え、
前記光変調層は、光学異方性を有すると共に電場に対する応答性が相対的に高い第１領域と、光学異方性を有すると共に電場に対する応答性が相対的に低い第２領域とを含み、
前記光変調層は、当該光変調層に電圧が印加されることにより当該光変調層が散乱性を示すとき、以下の式を満たす構成となっており、
前記第１配向膜は、前記端面と平行な方向に配向方向を有する水平配向膜であり、
前記第２配向膜は、垂直配向膜である
照明装置。
Ａ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１
Ａ：前記端面と垂直な第１の方向に伝播する光に対する第１の散乱の大きさ
Ｂ：前記端面と平行な方向であって、かつ前記第１透明基板の表面と平行な第２の方向に伝播する光に対する第２の散乱の大きさ
Ａ１：前記第１領域の光軸が前記第１透明基板の法線方向を向くと共に前記第２領域の光軸が前記端面と平行であって、かつ前記第１領域の光軸と直交する方向を向いているときに、前記端面と垂直な方向に伝播する光に対する散乱の大きさ
Ｂ１：前記第１領域の光軸が前記第１透明基板の法線方向を向くと共に前記第２領域の光軸が前記端面と平行であって、かつ前記第１領域の光軸と直交する方向を向いているときに、前記端面と平行な方向であって、かつ前記第１透明基板の表面と平行な方向に伝播する光に対する散乱の大きさ
【請求項２】
離間して互いに対向配置された第１透明基板および第２透明基板と、
前記第１透明基板の端面に光を照射する光源と、
前記第１透明基板および前記第２透明基板の間隙に設けられ、かつ電場の大きさに応じて、前記光源からの光に対して散乱性もしくは透明性を示す光変調層と、
前記光変調層を挟み込む第１配向膜および第２配向膜と
を備え、
前記光変調層は、光学異方性を有すると共に電場に対する応答性が相対的に高い第１領域と、光学異方性を有すると共に電場に対する応答性が相対的に低い第２領域とを含み、
前記光変調層は、当該光変調層に電圧が印加されることにより当該光変調層が散乱性を示すとき、以下の式を満たす構成となっており、
前記第１配向膜および前記第２配向膜は、ともに、水平配向膜であり、
前記第１配向膜および前記第２配向膜の配向方向は、前記端面に対して６０°以上９０°未満となる方向を向いている
照明装置。
Ａ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１
Ａ：前記端面と垂直な第１の方向に伝播する光に対する第１の散乱の大きさ
Ｂ：前記端面と平行な方向であって、かつ前記第１透明基板の表面と平行な第２の方向に伝播する光に対する第２の散乱の大きさ
Ａ１：前記第１領域の光軸が前記第１透明基板の法線方向を向くと共に前記第２領域の光軸が前記端面と平行であって、かつ前記第１領域の光軸と直交する方向を向いているときに、前記端面と垂直な方向に伝播する光に対する散乱の大きさ
Ｂ１：前記第１領域の光軸が前記第１透明基板の法線方向を向くと共に前記第２領域の光軸が前記端面と平行であって、かつ前記第１領域の光軸と直交する方向を向いているときに、前記端面と平行な方向であって、かつ前記第１透明基板の表面と平行な方向に伝播する光に対する散乱の大きさ
【請求項３】
前記第１配向膜および前記第２配向膜の配向方向は、互いに等しくなっている
請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
離間して互いに対向配置された第１透明基板および第２透明基板と、
前記第１透明基板の端面に光を照射する光源と、
前記第１透明基板および前記第２透明基板の間隙に設けられ、かつ電場の大きさに応じて、前記光源からの光に対して散乱性もしくは透明性を示す光変調層と、
前記光変調層を挟み込む第１配向膜および第２配向膜と
を備え、
前記光変調層は、光学異方性を有すると共に電場に対する応答性が相対的に高い第１領域と、光学異方性を有すると共に電場に対する応答性が相対的に低い第２領域とを含み、
前記光変調層は、当該光変調層に電圧が印加されることにより当該光変調層が散乱性を示すとき、以下の式を満たす構成となっており、
前記第１配向膜および前記第２配向膜は、ともに、水平配向膜であり、
前記第１配向膜の配向方向は、前記端面と平行な方向を向いており、
前記第２配向膜の配向方向は、前記端面と交差する方向を向いており、
前記第２配向膜の配向方向は、前記端面に対して６０°以上９０°未満となる方向を向いている
照明装置。
Ａ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１
Ａ：前記端面と垂直な第１の方向に伝播する光に対する第１の散乱の大きさ
Ｂ：前記端面と平行な方向であって、かつ前記第１透明基板の表面と平行な第２の方向に伝播する光に対する第２の散乱の大きさ
Ａ１：前記第１領域の光軸が前記第１透明基板の法線方向を向くと共に前記第２領域の光軸が前記端面と平行であって、かつ前記第１領域の光軸と直交する方向を向いているときに、前記端面と垂直な方向に伝播する光に対する散乱の大きさ
Ｂ１：前記第１領域の光軸が前記第１透明基板の法線方向を向くと共に前記第２領域の光軸が前記端面と平行であって、かつ前記第１領域の光軸と直交する方向を向いているときに、前記端面と平行な方向であって、かつ前記第１透明基板の表面と平行な方向に伝播する光に対する散乱の大きさ
【請求項５】
前記第１領域は、液晶材料を含んで構成され、
前記第２領域は、高分子材料を含んで構成され、
前記第１領域の、前記光変調層に占める割合が、当該光変調層全体において均一となっている
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記第１領域は、液晶材料を含んで構成され、
前記第２領域は、２官能のモノマーを主原料として含み、かつ単官能もしくは多官能のモノマーを添加剤として含む材料を重合させることにより形成されたものである
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記第１領域および前記第２領域は、液晶材料と、重合性および液晶性を併せ持つモノマーとを、これらの重量比が９５：５〜５０：５０の範囲内となるように混合し、その混合物に紫外線を照射して前記モノマーを硬化させることにより形成されたものである
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記端面は、前記光源からの光の発散角を広げる立体形状を有している
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記端面と前記光源との間隙を埋め込む屈折率マッチング用のオイルを備える
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記光変調層内のうち、少なくとも前記端面寄りの領域に、前記光変調層の屈折率とは異なる屈折率の複数のスペーサを備える
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１１】
光を変調することにより映像を表示する表示パネルと、
前記表示パネルを背後から照明する照明装置と
を備え、
前記照明装置は、
離間して互いに対向配置された第１透明基板および第２透明基板と、
前記第１透明基板の端面に光を照射する光源と、
前記第１透明基板および前記第２透明基板の間隙に設けられ、かつ電場の大きさに応じて、前記光源からの光に対して散乱性もしくは透明性を示す光変調層と、
前記光変調層を挟み込む第１配向膜および第２配向膜と
を有し、
前記光変調層は、光学異方性を有すると共に電場に対する応答性が相対的に高い第１領域と、光学異方性を有すると共に電場に対する応答性が相対的に低い第２領域とを含み、
前記光変調層は、当該光変調層に電圧が印加されることにより当該光変調層が散乱性を示すとき、以下の式を満たす構成となっており、
前記第１配向膜は、前記端面と平行な方向に配向方向を有する水平配向膜であり、
前記第２配向膜は、垂直配向膜である
表示装置。
Ａ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１
Ａ：前記端面と垂直な第１の方向に伝播する光に対する第１の散乱の大きさ
Ｂ：前記端面と平行な方向であって、かつ前記第１透明基板の表面と平行な第２の方向に伝播する光に対する第２の散乱の大きさ
Ａ１：前記第１領域の光軸が前記第１透明基板の法線方向を向くと共に前記第２領域の光軸が前記端面と平行であって、かつ前記第１領域の光軸と直交する方向を向いているときに、前記端面と垂直な方向に伝播する光に対する散乱の大きさ
Ｂ１：前記第１領域の光軸が前記第１透明基板の法線方向を向くと共に前記第２領域の光軸が前記端面と平行であって、かつ前記第１領域の光軸と直交する方向を向いているときに、前記端面と平行な方向であって、かつ前記第１透明基板の表面と平行な方向に伝播する光に対する散乱の大きさ
【請求項１２】
光を変調することにより映像を表示する表示パネルと、
前記表示パネルを背後から照明する照明装置と
を備え、
前記照明装置は、
離間して互いに対向配置された第１透明基板および第２透明基板と、
前記第１透明基板の端面に光を照射する光源と、
前記第１透明基板および前記第２透明基板の間隙に設けられ、かつ電場の大きさに応じて、前記光源からの光に対して散乱性もしくは透明性を示す光変調層と、
前記光変調層を挟み込む第１配向膜および第２配向膜と
を有し、
前記光変調層は、光学異方性を有すると共に電場に対する応答性が相対的に高い第１領域と、光学異方性を有すると共に電場に対する応答性が相対的に低い第２領域とを含み、
前記光変調層は、当該光変調層に電圧が印加されることにより当該光変調層が散乱性を示すとき、以下の式を満たす構成となっており、
前記第１配向膜および前記第２配向膜は、ともに、水平配向膜であり、
前記第１配向膜および前記第２配向膜の配向方向は、前記端面に対して６０°以上９０°未満となる方向を向いている
表示装置。
Ａ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１
Ａ：前記端面と垂直な第１の方向に伝播する光に対する第１の散乱の大きさ
Ｂ：前記端面と平行な方向であって、かつ前記第１透明基板の表面と平行な第２の方向に伝播する光に対する第２の散乱の大きさ
Ａ１：前記第１領域の光軸が前記第１透明基板の法線方向を向くと共に前記第２領域の光軸が前記端面と平行であって、かつ前記第１領域の光軸と直交する方向を向いているときに、前記端面と垂直な方向に伝播する光に対する散乱の大きさ
Ｂ１：前記第１領域の光軸が前記第１透明基板の法線方向を向くと共に前記第２領域の光軸が前記端面と平行であって、かつ前記第１領域の光軸と直交する方向を向いているときに、前記端面と平行な方向であって、かつ前記第１透明基板の表面と平行な方向に伝播する光に対する散乱の大きさ
【請求項１３】
前記第１配向膜および前記第２配向膜の配向方向は、互いに等しくなっている
請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１４】
光を変調することにより映像を表示する表示パネルと、
前記表示パネルを背後から照明する照明装置と
を備え、
前記照明装置は、
離間して互いに対向配置された第１透明基板および第２透明基板と、
前記第１透明基板の端面に光を照射する光源と、
前記第１透明基板および前記第２透明基板の間隙に設けられ、かつ電場の大きさに応じて、前記光源からの光に対して散乱性もしくは透明性を示す光変調層と、
前記光変調層を挟み込む第１配向膜および第２配向膜と
を有し、
前記光変調層は、光学異方性を有すると共に電場に対する応答性が相対的に高い第１領域と、光学異方性を有すると共に電場に対する応答性が相対的に低い第２領域とを含み、
前記光変調層は、当該光変調層に電圧が印加されることにより当該光変調層が散乱性を示すとき、以下の式を満たす構成となっており、
前記第１配向膜および前記第２配向膜は、ともに、水平配向膜であり、
前記第１配向膜の配向方向は、前記端面と平行な方向を向いており、
前記第２配向膜の配向方向は、前記端面と交差する方向を向いており、
前記第２配向膜の配向方向は、前記端面に対して６０°以上９０°未満となる方向を向いている
表示装置。
Ａ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１
Ａ：前記端面と垂直な第１の方向に伝播する光に対する第１の散乱の大きさ
Ｂ：前記端面と平行な方向であって、かつ前記第１透明基板の表面と平行な第２の方向に伝播する光に対する第２の散乱の大きさ
Ａ１：前記第１領域の光軸が前記第１透明基板の法線方向を向くと共に前記第２領域の光軸が前記端面と平行であって、かつ前記第１領域の光軸と直交する方向を向いているときに、前記端面と垂直な方向に伝播する光に対する散乱の大きさ
Ｂ１：前記第１領域の光軸が前記第１透明基板の法線方向を向くと共に前記第２領域の光軸が前記端面と平行であって、かつ前記第１領域の光軸と直交する方向を向いているときに、前記端面と平行な方向であって、かつ前記第１透明基板の表面と平行な方向に伝播する光に対する散乱の大きさ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、光に対して散乱性または透明性を示す光変調素子を備えた照明装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイの高画質化や省エネ化が急進展し、部分的にバックライトの光強度を変調することによって暗所コントラストの向上を実現する方式が提案されている。この手法は主に、バックライトの光源として用いられる発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）を部分的に駆動して、表示画像に合わせてバックライト光を変調するものである。また、大型の液晶ディスプレイにおいて、小型の液晶ディスプレイと同様、薄型化の要求が強まってきており、冷陰極管（ＣＣＦＬ；Cold Cathode Fluorescent Lamp）やＬＥＤを液晶パネルの直下に配置する方式ではなく、導光板の端部に光源を配置するエッジライト方式が注目されている。
【０００３】
本出願人は、このエッジライト方式において、バックライト光の光強度を部分的に変調する部分駆動を実現し、例えば、特許文献１などに開示している。特許文献１では、上記部分駆動を実現するために、高分子分散液晶（ＰＤＬＣ；Polymer Dispersed Liquid Crystal）が用いられている。特許文献１において、ＰＤＬＣは、液晶材料と、配向性および重合性を有する低分子材料とを混合し、紫外線照射により相分離を起こさせることによって形成されたものであり、液晶材料が筋状構造の高分子材料中に分散された複合層となっている。このＰＤＬＣは、電圧無印加時の配向性に応じて、水平配向型、垂直配向型、等方型に分類される。この中で、水平配向型が、高輝度かつ高コントラストが得られるという点で、バックライトに最も適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１４２０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の水平配向型のＰＤＬＣでは、高分子材料と液晶材料との界面は、筋状構造の短軸方向において密に形成され、筋状構造の長軸方向において疎に形成されている。そのため、筋状構造が光入射面と平行な方向に延在している場合には、ＰＤＬＣ内を上述の筋状構造の短軸方向に伝播する光は、筋状構造の短軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期で界面に入射し、その結果、大きく散乱される。一方で、ＰＤＬＣ内を上述の筋状構造の長軸方向に伝播する光は、界面に入射する機会が少ないため、あまり散乱されない。
【０００６】
さらに、ＰＤＬＣ内を筋状構造の短軸方向であって、かつ光入射面に対して垂直な方向（以下、「Ｘ方向」と称する。）に伝播する光は、筋状構造の短軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期で、液晶材料の異常光屈折率と高分子材料の常光屈折率との差、および液晶材料の常光屈折率と高分子材料の異常光屈折率との差を感じながら伝播する。一方で、ＰＤＬＣ内を上述の筋状構造の長軸方向（以下、「Ｙ方向」と称する。）またはＰＤＬＣの厚さ方向（以下、「Ｚ方向」と称する。）に伝播する光は、液晶材料の異常光屈折率と高分子材料の常光屈折率との差、または液晶材料の常光屈折率と高分子材料の異常光屈折率との差だけを感じながら伝播する。そのため、ＰＤＬＣ内をＸ方向に伝播する光は大きく散乱され、ＰＤＬＣ内をＹ方向またはＺ方向に伝播する光は、あまり散乱されない。
【０００７】
このように、水平配向型のＰＤＬＣでは、上述した２つの要因によって、Ｘ方向に伝播する光と、Ｙ方向またはＺ方向に伝播する光とで、散乱に異方性がある。その結果、Ｚ方向に伝播する光が、導光条件を破壊する方向に優先的に散乱し、光り取り出し効率が高くなるので、高輝度および高コントラストが得られる。
【０００８】
ところが、水平配向型のＰＤＬＣをエッジライト方式のバックライトに適用した場合には、Ｘ方向に伝播する光とＹ方向に伝播する光とで、散乱に異方性があることに起因して輝度分布が不均一になり易い。特に、線状光源内の個々の点状光源の配列ピッチが疎となっているときには、線状光源近傍に、明暗のストライプが生じてしまうという問題があった。
【０００９】
本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、輝度の均一性を向上させることの可能な照明装置およびそれを備えた表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本技術の照明装置は、離間して互いに対向配置された第１透明基板および第２透明基板と、第１透明基板の端面に光を照射する光源と、第１透明基板および第２透明基板の間隙に設けられた光変調層とを備えている。光変調層は、電場の大きさに応じて、光源からの光に対して散乱性もしくは透明性を示すものであり、光学異方性を有すると共に電場に対する応答性が相対的に高い第１領域と、光学異方性を有すると共に電場に対する応答性が相対的に低い第２領域とを含んでいる。ここで、端面と垂直な方向（以下、「第１の方向」と称する。）に伝播する光に対する散乱（以下、「第１の散乱」と称する。）の大きさをＡとする。端面と平行な方向であって、かつ第１透明基板の表面と平行な方向（以下、「第２の方向」と称する。）に伝播する光に対する散乱（以下、「第２の散乱」と称する。）の大きさをＢとする。第１領域の光軸が第１透明基板の法線方向を向くと共に第２領域の光軸が端面と平行であって、かつ第１領域の光軸と直交する方向を向いているときに、端面と垂直な方向に伝播する光に対する散乱の大きさをＡ１とする。第１領域の光軸が第１透明基板の法線方向を向くと共に第２領域の光軸が端面と平行であって、かつ第１領域の光軸と直交する方向を向いているときに、端面と平行な方向であって、かつ第１透明基板の表面と平行な方向に伝播する光に対する散乱の大きさをＢ１とする。このとき、光変調層は、当該光変調層が散乱性を示すとき、以下の式を満たす構成となっている。
Ａ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１
【００１１】
本技術の表示装置は、光を変調することにより映像を表示する表示パネルと、表示パネルを背後から照明する照明装置とを備えている。この表示装置に含まれる照明装置は、上記の照明装置と同一の構成要素を有している。
【００１２】
本技術の照明装置および表示装置では、光変調層は、当該光変調層が散乱性を示すとき、上記の式を満たす構成となっている。これにより、第１の方向に伝播する光と、第２の方向に伝播する光とにおける異方性散乱が、光変調層全体において緩和されている。
【発明の効果】
【００１３】
本技術の照明装置および表示装置によれば、光変調層を、当該光変調層が散乱性を示すとき、上記の式を満たす構成にしたので、上記の異方性散乱を、光変調層全体において緩和することができる。ここで、光源の配列に起因する明暗のストライプは、第１の散乱と第２の散乱との差が大きいことに起因して起こる。そのため、上記の異方性散乱が、光変調層全体において緩和されることにより、光源の配列に起因する明暗のストライプのコントラストを低減することができる。その結果、輝度の均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本技術の一実施の形態に係る照明装置の断面構成の一例を表す図である。
【図２】図１の光変調素子のＸＺ平面での断面構成の一例を表す図である。
【図３】図２の配向膜の配向方向を表す平面図である。
【図４】図２の光変調層のＸＹ平面での断面構成の一例を表す図である。
【図５】図２の光変調層のＸＹ平面での断面構成の他の例を表す図である。
【図６】図２の光変調層における構造上の周期の一例を表す図である。
【図７】図２の光変調層における高分子領域の割合の一例を表す図である。
【図８】図１の光変調素子の作用の一例を模式的に表す図である。
【図９】図１の光変調素子の作用の他の例を模式的に表す図である。
【図１０】図１の照明装置の作用の一例を模式的に表す図である。
【図１１】比較例に係る配向膜の配向方向を表す平面図である。
【図１２】比較例に係る光変調層のＸＹ平面での断面構成の一例を表す図である。
【図１３】図１２の光変調層における構造上の周期の一例を表す図である。
【図１４】比較例に係る光変調素子の作用の一例を模式的に表す図である。
【図１５】比較例に係る光変調素子の作用の他の例を模式的に表す図である。
【図１６】図１の光変調素子の製造方法の一例を表す図である。
【図１７】図１６に続く製造工程を表す図である。
【図１８】図１７に続く製造工程を表す図である。
【図１９】本技術の第２の実施の形態に係る照明装置の概略構成の一例を表す図である。
【図２０】図１９の光変調素子のＸＺ平面での断面構成の一例を表す図である。
【図２１】図２０の配向膜の配向方向を表す平面図である。
【図２２】図２０の光変調層のＸＹ平面での断面構成の一例を表す図である。
【図２３】図２０の光変調層における構造上の周期の一例を表す図である。
【図２４】図２０の光変調層における高分子領域の割合の一例を表す図である。
【図２５】図１９の光変調素子の作用の一例を模式的に表す図である。
【図２６】図１９の光変調素子の作用の他の例を模式的に表す図である。
【図２７】本技術の第３の実施の形態に係る照明装置の概略構成の一例を表す図である。
【図２８】図２７の光変調素子のＸＺ平面での断面構成の一例を表す図である。
【図２９】図２８の配向膜の配向方向を表す平面図である。
【図３０】図２８の光変調層のＸＹ平面での断面構成の一例を表す図である。
【図３１】図２８の光変調層のＸＹ平面での断面構成の他の例を表す図である。
【図３２】図２８の光変調層における構造上の周期の一例を表す図である。
【図３３】図２８の光変調層における高分子領域の割合の一例を表す図である。
【図３４】図２７の光変調素子の作用の一例を模式的に表す図である。
【図３５】図２７の光変調素子の作用の他の例を模式的に表す図である。
【図３６】図１、図１９、図２７の照明装置の概略構成の第１変形例を表す図である。
【図３７】図１、図１９、図２７の照明装置の概略構成の第２変形例を表す図である。
【図３８】図１、図１９、図２７の照明装置の概略構成の第３変形例を表す図である。
【図３９】図１、図１９、図２７の照明装置の概略構成の第４変形例を表す図である。
【図４０】図１、図１９、図２７の照明装置の概略構成の第５変形例を表す図である。
【図４１】図１、図１９、図２７の照明装置における導光板または透明基板の第１変形例を表す図である。
【図４２】図１、図１９、図２７の照明装置における導光板または透明基板の第２変形例を表す図である。
【図４３】図１、図１９、図２７の照明装置における導光板または透明基板の第３変形例を表す図である。
【図４４】本技術の第４の実施の形態に係る表示装置の一例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（照明装置）
水平配向膜（０°配向）と垂直配向膜が用いられている例
２．第２の実施の形態（照明装置）
２つの水平配向膜（θ１°配向）が用いられている例
３．第３の実施の形態（照明装置）
水平配向膜（θ１°配向）と、水平配向膜（０°配向）が用いられている例
４．変形例（照明装置）
５．第４の実施の形態（表示装置）
【００１６】
＜１．第１の実施の形態＞
[構成]
図１は、本技術の第１の実施の形態に係る照明装置１の断面構成の一例を表したものである。図２は、図１の照明装置１内の光変調素子３０の概略構成の一例を表す断面図である。なお、図１、図２は、模式的に表したものであり、実際の寸法や形状と同一であるとは限らない。照明装置１は、上面から照明光を出力するものであり、例えば、液晶表示パネルなどを背後から照明する用途などに使用されるものである。照明装置１は、例えば、導光板１０と、導光板１０の側面に配置された光源２０と、導光板１０の背後に配置された光変調素子３０および反射板４０と、光変調素子３０を駆動する駆動回路５０とを備えている。
【００１７】
導光板１０は、導光板１０の側面に配置した光源２０からの光を照明装置１の上面に導くものである。導光板１０は、導光板１０の上面に配置される表示パネル（図示せず）に対応した形状、例えば、上面、下面および側面で囲まれた直方体状となっている。なお、以下では、導光板１０の側面のうち光源２０からの光が入射する側面を光入射面１０Ａと称するものとする。導光板１０は、例えば、上面および下面の少なくとも一方の面に、所定のパターン化された形状を有しており、光入射面１０Ａから入射した光を散乱し、均一化する機能を有している。導光板１０は、例えば、表示パネルと照明装置１との間に配置される光学シート（例えば、拡散板、拡散シート、レンズフィルム、偏光分離シートなど）を支持する支持体としても機能する。導光板１０は、例えば、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）やアクリル樹脂（ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ））などの透明熱可塑性樹脂を主に含んで構成されている。
【００１８】
光源２０は、導光板１０の側面に光を照射するものである。光源２０は、線状光源であり、具体的には、複数のＬＥＤを一列に配置したもので構成されている。ＬＥＤは、ホワイトＬＥＤであることが好ましい。なお、複数のＬＥＤが、例えば、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを含んで構成されていてもよい。光源２０は、例えば、図１に示したように、導光板１０の一の側面にだけ設けられている。なお、光源２０は、例えば、図示しないが、導光板１０の両側面に設けられていてもよい。
【００１９】
反射板４０は、導光板１０の背後から光変調素子３０を介して漏れ出てきた光を導光板１０側に戻すものであり、例えば、反射、拡散、散乱などの機能を有している。これにより、光源２０からの射出光を効率的に利用することができ、また、正面輝度の向上にも役立っている。この反射板４０は、例えば、発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）や銀蒸着フィルム、多層膜反射フィルム、白色ＰＥＴなどからなる。
【００２０】
光変調素子３０は、本実施の形態において、導光板１０の背後（下面）に空気層を介さずに密着しており、例えば接着剤（図示せず）を介して導光板１０の背後に接着されている。光変調素子３０は、例えば、図２に示したように、透明基板３１、下側電極３２、配向膜３３、光変調層３４、配向膜３５、上側電極３６および透明基板３７を反射板４０側から順に配置されたものである。
【００２１】
透明基板３１，３７は、離間して互いに対向配置されたものである。透明基板３１，３７は、光変調層３４を支持するものであり、一般に、可視光に対して透明な基板、例えば、ガラス板や、プラスチックフィルムによって構成されている。下側電極３２は、透明基板３１のうち透明基板３７との対向面上に設けられたものである。下側電極３２および上側電極３６は、例えば、透明な導電性材料、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ；Indium Tin Oxide）からなる。透明な導電性材料は、可能な限り可視光の吸収が小さい材料であることが好ましい。
【００２２】
下側電極３２は、例えば、面内の一の方向に延在する帯状の複数の部分電極３２Ａを互いに並列配置したものである。上側電極３６は、透明基板３７のうち透明基板３１との対向面上に設けられたものである。上側電極３６は、例えば、面内の一の方向であって、かつ部分電極３２Ａの延在方向と交差（直交）する方向に延在する帯状の複数の部分電極３６Ａを互いに並列配置したものである。
【００２３】
下側電極３２および上側電極３６のパターンは、駆動方式に依存するものである。例えば、これらが上述したような帯状の部分電極を並列配置したものとなっている場合には、例えば、各部分電極は単純マトリクス駆動され得る。一方の電極がシート状（ベタ膜）となっており、他方の電極が微小な方形状となっている場合には、例えば、各電極はアクティブマトリクス駆動され得る。また、一方の電極がシート状（ベタ膜）となっており、他方の電極が細かな引出線のついたブロック状となっている場合には、例えば、それぞれの分割ブロックがセグメント方式で駆動され得る。
【００２４】
下側電極３２および上側電極３６を光変調素子３０の法線方向から見たときに、光変調素子３０のうち下側電極３２および上側電極３６が互いに対向する箇所に対応する部分が光変調セル３０−１を構成している。各光変調セル３０−１は、下側電極３２および上側電極３６に所定の電圧を印加することにより別個独立に駆動することの可能なものであり、下側電極３２および上側電極３６に印加される電圧値の大きさに応じて、光源２０からの光に対して透明性を示したり、散乱性を示したりする。なお、透明性、散乱性については、光変調層３４を説明する際に詳細に説明する。
【００２５】
配向膜３３，３５は、光変調層３４を挟み込むように配置されている。配向膜３３，３５は、例えば、光変調層３４に用いられる液晶やモノマーを配向させるものである。配向膜３３，３５は、当該光変調層３４が散乱性を示すとき、光変調層３４が後述する２つの式（Ａ＞Ｃ＞ＢおよびＡ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１）のうち少なくとも一方の式（Ａ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１）を満たすように形成されたものである。具体的には、配向膜３３全体が水平配向膜で構成され、配向膜３５全体が垂直配向膜で構成されている。配向膜３３に用いられる水平配向膜は、図３に示したように、光入射面１０Ａ（または線状光源）と平行または略平行な方向に配向方向を有している。配向膜３３に用いられる水平配向膜が、ラビング処理を用いて形成されたものである場合、配向膜３３のラビング方向は、光入射面１０Ａ（または線状光源）と平行または略平行な方向を向いている。一方、配向膜３５に用いられる垂直配向膜は、図３に示したように、透明基板３１の法線方向と平行または略平行な方向に配向方向を有している。
【００２６】
水平配向膜および垂直配向膜としては、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリビニルアルコールなどをラビング処理することにより形成された配向膜、転写やエッチングなどにより溝形状が付与された配向膜が挙げられる。また、水平配向膜および垂直配向膜としては、例えば、酸化ケイ素などの無機材料を斜方蒸着することにより形成された配向膜、イオンビーム照射により形成されたダイヤモンドライクカーボン配向膜、電極パターンスリットの形成された配向膜が挙げられる。透明基板３１，３７としてプラスチックフィルムを用いる場合には、製造工程において、透明基板３１，３７の表面に配向膜３３，３５を塗布した後の焼成温度ができるだけ低いことが好ましいことから、配向膜３３，３５として、１００℃以下の温度で形成可能なポリアミドイミドを用いることが好ましい。
【００２７】
なお、水平配向膜として、当該水平配向膜に接する液晶分子にプレチルトを付与する機能を有するものが用いられていることが好ましい。同様に、垂直配向膜として、当該垂直配向膜に接する液晶分子にプレチルトを付与する機能を有するものが用いられていることが好ましい。水平配向膜および垂直配向膜にプレチルト機能を発現させる方法としては、例えば、ラビングなどが挙げられる。プレチルトとは、例えば、配向膜に近接する液晶分子の長軸が「配向膜の表面と平行な面」または「配向膜の法線」と僅かな角度で交差することを意味している。上記の水平配向膜は、例えば、当該水平配向膜に近接する液晶分子の長軸を光入射面１０Ａと平行な面内であって、かつ当該水平配向膜の表面と僅かな角度で交差させる機能を有していることが好ましい。また、上記の垂直配向膜は、例えば、当該垂直配向膜に近接する液晶分子の長軸を光入射面１０Ａと平行な面内であって、かつ当該垂直配向膜の法線と僅かな角度で交差させる機能を有していることが好ましい。
【００２８】
配向膜３３，３５に用いられる水平配向膜および垂直配向膜は、液晶とモノマーを配向させる機能があれば十分であり、通常の液晶ディスプレイに要求される電圧の繰り返し印加による信頼性などは必要ない。デバイス作成後の電圧印加による信頼性は、モノマーを重合したものと液晶との界面で決まるためである。また、配向膜を用いなくても、例えば、下側電極３２および上側電極３６間に電場や磁場を印加することによっても、光変調層３４に用いられる液晶やモノマーを配向させることが可能である。つまり、下側電極３２および上側電極３６間に電場や磁場を印加しながら、紫外線照射して電圧印加状態での液晶やモノマーの配向状態を固定させることができる。配向膜の形成に電圧を用いる場合には、配向用と駆動用とで別々の電極を形成するか、液晶材料に周波数によって誘電率異方性の符号が反転する二周波液晶などを用いることができる。また、配向膜の形成に磁場を用いる場合、配向膜として磁化率異方性の大きい材料を用いることが好ましく、例えば、ベンゼン環の多い材料を用いることが好ましい。
【００２９】
光変調層３４は、電場の大きさに応じて、光源２０からの光に対して全体的もしくは部分的に散乱性もしくは透明性を示すものである。光変調層３４は、例えば、部分電極３２Ａと部分電極３６Ａとの間に電圧が印加されていない時（以下、単に「電圧無印加時」と称する。）に光源２０からの光に対して透明性を示すようになっている。光変調層３４は、さらに、例えば、部分電極３２Ａと部分電極３６Ａとの間に電圧が印加されている時（以下、単に「電圧印加時」と称する。）に光源２０からの光に対して散乱性を示すようになっている。本明細書において、「電圧無印加時」とは、光変調層３４が散乱性を示す電圧よりも小さな電圧であって、かつ光変調層３４が透明性を示す電圧が印加されている時も含む概念である。本明細書において、「電圧印加時」は、光変調層３４が散乱性を示す電圧が印加されている時を意味するものとする。
【００３０】
光変調層３４は、例えば、図２に示したように、高分子領域３４Ａと、高分子領域３４Ａ内に分散された複数の液晶領域３４Ｂとを含んだ複合層となっている。高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂは、形状異方性を有しており、さらに、光学異方性も有している。なお、液晶領域３４Ｂは本技術の第１領域の一具体例に相当し、高分子領域３４Ａは本技術の第２領域の一具体例に相当する。
【００３１】
（形状異方性）
図４は、光変調層３４のうち配向膜３５近傍のＸＹ平面での断面構成の一例を表したものである。図５は、光変調層３４のうち配向膜３３近傍のＸＹ平面での断面構成の一例を表したものである。
【００３２】
高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂは、ともに、配向膜３５の近傍において、透明基板３１の表面と交差する方向に延在している。また、液晶領域３４Ｂは、例えば、図４に示したように、透明基板３１の法線方向から見たときに、配向膜３５の近傍において、高分子領域３４Ａ内に点在している。また、高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂは、ともに、配向膜３３の近傍において、光入射面１０Ａと平行または略平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行または略平行な方向に延在している。つまり、高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂは、ともに、配向膜３３の近傍において、光源２０（線状光源）と平行または略平行な方向に延在している。高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂは、ともに、例えば、配向膜３３の近傍において、光変調層３０の一端から他端に渡って連続して延在していたり、断続して延在していたりする。また、高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂは、例えば、図５に示したように、配向膜３３の近傍において、光入射面１０Ａと直交する方向に、交互に並んで配置されている。
【００３３】
図６Ａ，図６Ｂは、光変調層３４におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の構造上の周期を表したものである。光変調層３４は、例えば、図６Ａ，図６Ｂに示したように、配向膜３５の近傍において、Ｘ軸方向に周期Ｐｈ４、Ｙ軸方向に周期Ｐｈ２、Ｚ軸方向に周期Ｐｖ２の規則的な構造を有している。光変調層３４は、また、例えば、図６Ａ，図６Ｂに示したように、配向膜３３の近傍において、Ｘ軸方向に周期Ｐｈ３、Ｙ軸方向に周期Ｐｈ１、Ｚ軸方向に周期Ｐｖ１の規則的な構造を有している。
【００３４】
配向膜３３近傍の高分子領域３４Ａは、後述の低分子モノマーを配向膜３３の作用によって配向させた状態で重合化することにより得られた高分子材料によって構成されている。そのため、光変調層３４のうち配向膜３３の近傍において、高分子領域３４Ａと液晶領域３４Ｂとの界面は、配向膜３３の配向方向と直交する方向において密に形成され、配向膜３３の配向方向と平行な方向において疎に形成されている。配向膜３３の配向方向と直交する方向とは、光入射面１０Ａと直交する方向、または透明基板３１の表面と直交する方向を指している。配向膜３３の配向方向と平行な方向とは、光入射面１０Ａと平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向を指している。従って、周期Ｐｈ３，Ｐｖ１は短く、周期Ｐｈ１が長くなっている。
【００３５】
また、配向膜３５近傍の高分子領域３４Ａは、後述の低分子モノマーを配向膜３５の作用によって配向させた状態で重合化することにより得られた高分子材料によって構成されている。そのため、光変調層３４のうち配向膜３５の近傍において、高分子領域３４Ａと液晶領域３４Ｂとの界面は、配向膜３５の配向方向と直交する方向において密に形成され、配向膜３５の配向方向において疎に形成されている。従って、周期Ｐｈ２，Ｐｈ４は短く、周期Ｐｖ２が長くなっている。
【００３６】
高分子領域３４Ａの、光変調層３４に占める割合は、例えば、図７に示したように、光源２０からの距離に拘らず、一定（均一）または略一定（略均一)となっている。その割合は、例えば、５０〜９８重量％であり、好ましくは７５〜９５重量％であり、より好ましくは８５〜９２重量％である。その割合は、例えば、光変調層３４の原料の１つとして用いられる低分子モノマーの重量比や、低分子モノマーに照射する紫外線の強度もしくは積算量などによって調整可能なものである。
【００３７】
高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂは、電場に対する応答速度が互いに異なっている。高分子領域３４Ａは、電場に対する応答性が相対的に低く、液晶領域３４Ｂは、電場に対する応答性が相対的に高い。高分子領域３４Ａは、高分子材料を含んで構成されている。高分子領域３４Ａは、例えば、電場に対して応答しない筋状構造もしくは多孔質構造となっているか、または液晶領域３４Ｂの応答速度よりも遅い応答速度を有する棒状構造となっている。高分子領域３４Ａにおける筋状構造、多孔質構造または棒状構造は、配向膜３５の近傍において、透明基板３１の表面と交差する方向に延在している。高分子領域３４Ａにおける筋状構造、多孔質構造または棒状構造は、配向膜３３の近傍において、光入射面１０Ａと平行または略平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行または略平行な方向に延在している。つまり、高分子領域３４Ａにおける筋状構造、多孔質構造または棒状構造は、配向膜３３の近傍において、線状光源と平行または略平行な方向に延在している。
【００３８】
液晶領域３４Ｂは、液晶材料を含んで構成されており、高分子領域３４Ａの応答速度よりも十分に早い応答速度を有している。液晶領域３４Ｂ内に含まれる液晶材料（液晶分子）は、例えば棒状分子である。液晶領域３４Ｂ内に含まれる液晶分子として、正の誘電率異方性を有するもの（いわゆるポジ型液晶）を用いることが好ましい。
【００３９】
上述の低分子モノマーは、配向性および重合性を有する低分子モノマーであることが好ましい。配向性および重合性を有する低分子モノマーとしては、光学的に異方性を有しており、かつ液晶と複合する材料であればよいが、本実施の形態では紫外線で硬化する低分子モノマーであることが好ましい。電圧無印加の状態で、液晶と、低分子モノマーを重合化することにより形成されたもの（高分子材料）との光学的異方性の方向が一致していることが好ましいので、紫外線硬化前において、液晶と低分子モノマーが同一方向に配向していることが好ましい。液晶領域３４Ｂとして液晶が用いられる場合に、その液晶が棒状分子であるときには、使用する低分子モノマーの形状も棒状であることが好ましい。以上のことから、低分子モノマーとしては、重合性と液晶性を併せ持つもの（重合性および液晶性を併せ持つ低分子モノマー）を用いることが好ましい。重合性および液晶性を併せ持つ低分子モノマーは、例えば、重合性官能基として、アクリレート基、メタクリレート基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルエーテル基およびエポキシ基からなる群から選ばれた少なくとも１つの官能基を有することが好ましい。これらの官能基は、紫外線、赤外線または電子線を照射したり、加熱したりすることによって重合させることができる。紫外線照射時の配向度低下を抑制するために、多官能基をもつ液晶性材料を添加することもできる。高分子領域３４Ａを上述した筋状構造とする場合には、光変調層３４の原料として、２官能のモノマー（重合性および液晶性を併せ持つ低分子モノマー）を用いることが好ましい。
【００４０】
（光学異方性）
図８は、電圧無印加時の、高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂ内の配向状態の一例を模式的に表したものである。図８中の楕円体１３４Ａは、電圧無印加時の、高分子領域３４Ａの屈折率異方性を示す屈折率楕円体の一例を表したものである。図８中の楕円体１３４Ｂは、電圧無印加時の、液晶領域３４Ｂの屈折率異方性を示す屈折率楕円体の一例を表したものである。この屈折率楕円体は、様々な方向から入射した直線偏光の屈折率をテンソル楕円体で表したものであり、光が入射する方向からの楕円体の断面を見ることによって、幾何的に屈折率を知ることができるものである。
【００４１】
図９は、電圧印加時の、高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂ内の配向状態の一例を模式的に表したものである。図９中の楕円体１３４Ａは、電圧印加時の、高分子領域３４Ａの屈折率異方性を示す屈折率楕円体の一例を表したものである。図９中の楕円体１３４Ｂは、電圧印加時の、液晶領域３４Ｂの屈折率異方性を示す屈折率楕円体の一例を表したものである。
【００４２】
高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂは、例えば、図８に示したように、電圧無印加時に、高分子領域３４Ａの光軸ＡＸ１（具体的には楕円体１３４Ａの長軸）および液晶領域３４Ｂの光軸ＡＸ２（具体的には楕円体１３４Ｂの長軸）の向きが互いに一致する（平行となる）構成となっている。なお、光軸ＡＸ１，ＡＸ２とは、偏光方向によらず屈折率が１つの値になるような光線の進行方向と平行な線を指している。また、電圧無印加時に、光軸ＡＸ１および光軸ＡＸ２の向きは常に互いに一致している必要はなく、光軸ＡＸ１の向きと光軸ＡＸ２の向きとが、例えば製造誤差などによって多少ずれていてもよい。
【００４３】
液晶領域３４Ｂでは、光軸ＡＸ２の向きは、電圧無印加時に、配向膜３３側から配向膜３５側に向かうにつれて、立ち上がる方向に変化している。具体的には、光軸ＡＸ２は、配向膜３３側において、光入射面１０Ａと平行または略平行となると共に、透明基板３１の表面と平行または略平行となっている。配向膜３３がプレチルト機能を有している場合には、電圧無印加時に、光軸ＡＸ２は、配向膜３３側において、光入射面１０Ａと平行または略平行となると共に、透明基板３１の表面と所定のプレチルト角で交差している。つまり、電圧無印加時に、光軸ＡＸ２は、配向膜３３側において、線状光源と平行または略平行となっている。また、光軸ＡＸ２は、電圧無印加時に、配向膜３５側において、透明基板３１の法線と平行または略平行となっている。配向膜３５がプレチルト機能を有している場合には、光軸ＡＸ２は、配向膜３５側において、光入射面１０Ａと平行または略平行となると共に、透明基板３１の法線と所定のプレチルト角で交差している。つまり、電圧無印加時に、光軸ＡＸ２は、配向膜３５側において、線状光源と直交または略直交している。
【００４４】
高分子領域３４Ａでは、光軸ＡＸ１の向きは、電圧印加の有無に拘らず、配向膜３３側から配向膜３５側に向かうにつれて、立ち上がる方向に変化している。具体的には、光軸ＡＸ１は、配向膜３３側において、光入射面１０Ａと平行または略平行となると共に、透明基板３１の表面と平行または略平行となっている。つまり、電圧無印加時に、光軸ＡＸ１は、配向膜３３側において、線状光源と平行または略平行となっており、光軸ＡＸ２と平行または略平行となっている。配向膜３３がプレチルト機能を有している場合には、光軸ＡＸ１は、光入射面１０Ａと平行または略平行となると共に、透明基板３１の表面と所定のプレチルト角で交差している。つまり、この場合にも、電圧無印加時に、光軸ＡＸ１は、配向膜３３側において、光軸ＡＸ２と平行または略平行となっている。また、光軸ＡＸ１は、配向膜３５側において、透明基板３１の法線と平行または略平行となっている。つまり、電圧無印加時に、光軸ＡＸ１は、配向膜３５側において、透明基板３１の法線と平行または略平行となっており、光軸ＡＸ２と平行または略平行となっている。垂直配向膜がプレチルト機能を有している場合には、光軸ＡＸ１は、配向膜３５側において、光入射面１０Ａと平行または略平行となると共に、透明基板３１の法線と所定のプレチルト角で交差している。つまり、この場合にも、電圧無印加時に、光軸ＡＸ１は、配向膜３５側において、光軸ＡＸ２と平行または略平行となっている。
【００４５】
高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂの常光屈折率が互いに等しく、かつ高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂの異常光屈折率が互いに等しいことが好ましい。この場合に、例えば、電圧無印加時には、あらゆる方向において屈折率差がほとんどなく、高い透明性が得られる。これにより、例えば、光源２０からの光は、光変調層３４内で散乱されることなく、光変調層３４を透過する。その結果、例えば、図１０Ａ，図１０Ｂに示したように、光源２０からの光Ｌ（斜め方向からの光）は、光変調素子３０内で透明となった領域（透明領域３０Ａ）を伝播し、光変調素子３０と空気との界面において全反射され、透明領域３０Ａの輝度（黒表示の輝度）が、輝度を均一にした場合（図８Ｂ中の一点鎖線）と比べて下がる。なお、図１０Ｂのグラフは、図１０Ａに示したように導光板１０の上に拡散シート（図示せず）を配置した状態で、正面輝度を計測したときのものである。
【００４６】
また、高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂは、例えば、電圧印加時には、図９に示したように、光軸ＡＸ１および光軸ＡＸ２の向きが、配向膜３３側において互いに異なる（交差もしくは直交する）構成となっている。さらに、高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂは、例えば、電圧印加時には、図９に示したように、光軸ＡＸ１および光軸ＡＸ２の向きが、配向膜３５側において互いに一致または略一致する構成となっている。具体的には、液晶領域３４Ｂでは、電圧印加時に、配向膜３３側および配向膜３５側の双方において、光軸ＡＸ２が、光入射面１０Ａと平行または略平行となると共に透明基板３１の法線と平行または略平行となっている。一方、高分子領域３４Ａでは、上述したように、電圧印加の有無に拘らず、光軸ＡＸ１は、配向膜３３側において、光入射面１０Ａと平行または略平行となると共に、透明基板３１の表面と平行または略平行となっている。さらに、高分子領域３４Ａでは、上述したように、電圧印加の有無に拘らず、光軸ＡＸ１は、配向膜３５側において、透明基板３１の法線と平行または略平行となっている。
【００４７】
したがって、光変調層３４のうち配向膜３３側の部分では、電圧印加時には、あらゆる方向において屈折率差が大きくなり、高い散乱性が得られる。また、光変調層３４のうち配向膜３５側の部分では、電圧印加時に、あらゆる方向において屈折率差がほとんどなく、高い透明性が得られる。これにより、光源２０からの光は、光変調層３４のうち配向膜３３側の部分で散乱され、光変調層３４のうち配向膜３５側の部分を透過する。
【００４８】
その結果、例えば、図１０Ａ，図１０Ｂに示したように、光源２０からの光Ｌは、光変調層３４で散乱状態となった領域（散乱領域３０Ｂ）で散乱され、その散乱光が直接、導光板１０に入射するか、または反射板４０で反射された後に導光板１０に入射し、導光板１０の上面（光出射面）から出射される。従って、散乱領域３０Ｂの輝度は、輝度を均一にした場合（図１０Ｂ中の一点鎖線）と比べて極めて高くなり、しかも、電圧無印加の領域での輝度が低下した分だけ、部分的な白表示の輝度（輝度突き上げ）が大きくなる。なお、光変調層３４のうち配向膜３５側の部分が透明領域３０Ａとなっているので、光変調層３４の厚さ方向全体が散乱領域３０Ｂとなっている場合と比べると、その分だけ、光源２０からの光Ｌが散乱光に変わる割合が少ない。
【００４９】
電圧の印加されている光変調セル３０−１に含まれる散乱領域３０Ｂでは、透明領域３０Ａ近傍（以下、「交差角変位領域」と称する。）において、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２との交差角が、配向膜３３側から配向膜３５側に向かうにつれて、９０°近傍から０°近傍に徐々に変化している。そのため、交差角変位領域では、光入射面１０Ａに直交する方向に向かう光に対する散乱特性が、配向膜３３側から配向膜３５側に向かうにつれて変化している。具体的には、光入射面１０Ａと直交する方向に伝播する光に対する散乱の大きさが、配向膜３３側から配向膜３５側に向かうにつれて小さくなっている。また、交差角変位領域では、光入射面１０Ａと平行または略平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行または略平行な方向に伝播する光に対する散乱特性も、配向膜３３側から配向膜３５側に向かうにつれて変化している。具体的には、光入射面１０Ａと平行または略平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行または略平行な方向に伝播する光に対する散乱の大きさが、配向膜３３側から配向膜３５側に向かうにつれて小さくなっている。
【００５０】
このように、本実施の形態では、電圧の印加されている光変調セル３０−１には、散乱領域３０Ｂだけでなく、透明領域３０Ａが存在する。さらに、本実施の形態では、電圧の印加されている光変調セル３０−１において、散乱領域３０Ｂには、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２との交差角が９０°または略９０°の領域と、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２との交差角が配向膜３３側から配向膜３５側に向かうにつれて９０°近傍から０°近傍に変化する交差角変位領域とが存在する。
【００５１】
なお、高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂの常光屈折率は、例えば製造誤差などによって多少ずれていてもよく、例えば、０．１以下であることが好ましく、０．０５以下であることがより好ましい。また、高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂの異常光屈折率についても、例えば製造誤差などによって多少ずれていてもよく、例えば、０．１以下であることが好ましく、０．０５以下であることがより好ましい。
【００５２】
また、高分子領域３４Ａの屈折率差（＝異常光屈折率−常光屈折率）や、液晶領域３４Ｂの屈折率差（＝異常光屈折率−常光屈折率）は、できるだけ大きいことが好ましく、０．０５以上であることが好ましく、０．１以上であることがより好ましく、０．１５以上であることがさらに好ましい。これは、高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂの屈折率差が大きい場合には、光変調層３４の散乱能が高くなり、導光条件を容易に破壊することができ、導光板１０からの光を取り出しやすいからである。
【００５３】
駆動回路５０は、各光変調セル３０−１の一対の電極（部分電極３２Ａ，３６Ａ）へ印加する電圧を制御することにより、各光変調セル３０−１の発光、非発光を制御するものである。
【００５４】
（異方性散乱）
次に、本実施の形態における異方性散乱について説明する。本実施の形態において、異方性散乱は、（ａ）散乱領域３０Ｂにおける、高分子領域３４Ａと液晶領域３４Ｂとの界面（散乱界面）の存在確率の不均一性と、（ｂ）散乱領域３０Ｂにおける複屈折性とに起因して生じている。そこで、以下では、散乱領域３０Ｂにおける散乱界面の存在確率の不均一性と、散乱領域３０Ｂにおける複屈折性とについて詳細に説明する。
【００５５】
---散乱界面の存在確率の不均一性---
散乱領域３０Ｂでは、高分子領域３４Ａと液晶領域３４Ｂとの界面は、配向膜３３の配向方向と直交する方向において密に配置され、配向膜３３の配向方向と平行な方向において疎に配置されている。配向膜３３の配向方向と直交する方向とは、光入射面１０Ａと垂直な方向（以下、「第１の方向」と称する。）、または透明基板３１に垂直な方向（以下、「第３の方向」と称する。）を指している。配向膜３３の配向方向と平行な方向とは、光入射面１０Ａと平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向（以下、「第２の方向」と称する。）を指している。そのため、散乱領域３０Ｂを、第１の方向または第３の方向に伝播する光は、高分子領域３４Ａにおける筋状構造の短軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期で界面に入射するので、大きく散乱される。一方、散乱領域３０Ｂを、第２の方向に伝播する光は、高分子領域３４Ａにおける筋状構造の長軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期で界面に入射するので、あまり散乱されない。
【００５６】
---複屈折性---
また、散乱領域３０Ｂでは、第１の方向に伝播する光は、高分子領域３４Ａにおける筋状構造の短軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期で、液晶領域３４Ｂの異常光屈折率と高分子領域３４Ａの常光屈折率との差、および液晶領域３４Ｂの常光屈折率と高分子領域３４Ａの異常光屈折率との差を感じながら伝播する。そのため、散乱領域３０Ｂを、第１の方向に伝播する光は、大きく散乱される。
【００５７】
一方で、散乱領域３０Ｂでは、第２の方向または第３の方向に伝播する光は、高分子領域３４Ａにおける筋状構造の短軸方向または長軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期で、液晶領域３４Ｂの常光屈折率と高分子領域３４Ａの異常光屈折率との差、または液晶領域３４Ｂの異常光屈折率と高分子領域３４Ａの常光屈折率との差だけを感じながら伝播する。その結果、散乱領域３０Ｂでは、第２の方向または第３の方向に伝播する光の散乱は、第１の方向に伝播する光の散乱と比べて小さい。
【００５８】
つまり、光変調層３４は、散乱領域３０Ｂにおいて（当該光変調層３４が散乱性を示すとき）、第１の方向に伝播する光に対する散乱（以下、「第１の散乱」と称する。）が、第２の方向に伝播する光に対する散乱（以下、「第２の散乱」と称する。）よりも大きい異方性散乱を示す構成となっている。また、光変調層３４は、散乱領域３０Ｂにおいて（当該光変調層３４が散乱性を示すとき）、第３の方向に伝播する光に対する散乱（以下、「第３の散乱」と称する。）が、第２の散乱よりも大きい異方性散乱を示す構成となっている。
【００５９】
ここで、第１の散乱の大きさをＡとし、第２の散乱の大きさをＢとし、第３の散乱の大きさをＣとする。また、光軸ＡＸ２が透明基板３１の法線方向を向くと共に、光軸ＡＸ１が光入射面１０Ａと平行であって、かつ光軸ＡＸ２と直交する方向を向いているときに、光入射面１０Ａと垂直な方向に伝播する光に対する散乱の大きさをＡ１とする。さらに、光軸ＡＸ２が透明基板３１の法線方向を向くと共に、光軸ＡＸ１が光入射面１０Ａと平行であって、かつ光軸ＡＸ２と直交する方向を向いているときに、光入射面１０Ａと平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向に伝播する光に対する散乱の大きさをＢ１とする。このとき、光変調層３４は、当該光変調層３４が散乱性を示すとき、以下の２つの式のうち少なくとも後者の式を満たす構成となっている。
Ａ＞Ｃ＞Ｂ
Ａ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１
【００６０】
次に、光変調層３４がこのような異方性散乱を示すときのメリットについて説明する。光学等方性を有する光変調層は、等方的な散乱特性を示す。そのような光変調層を本実施の形態の光変調層３４の代わりに用いた場合、導光板１０面内と平行方向にも散乱する光が多く、導光条件を破壊するまでに光の伝播方向を変える確率が小さくなる。一方、本実施の形態では、上の式からわかるように、光変調層３４に入射した光は、導光板１０の上面に対して垂直な方向によく散乱するので、導光条件を破壊する方向に優先的に散乱する。従って、光変調層３４が異方性散乱を示すことで、導光板１０からの光り取り出し効率が高くなると考えられる。
【００６１】
導光光の散乱性を高くするという観点からは、高分子領域３４Ａの、短軸方向の平均的な筋状組織サイズは、０．１μｍ以上１０μｍ以下となっていることが好ましく、０．２μｍ以上２．０μｍ以下の範囲であることがより好ましい。
【００６２】
次に、本実施の形態に係る光変調素子３０における異方性散乱と、比較例に係る光変調素子における異方性散乱との相違について説明する。
【００６３】
最初に、比較例に係る光変調素子について説明する。図１１は、比較例に係る光変調素子における一対の配向膜３３，１３５を表したものである。図１２は、比較例に係る光変調素子内の光変調層１３４のＸＹ平面での断面構成の一例を表したものである。比較例に係る光変調素子は、本実施の形態に係る光変調素子３０において、配向膜３５の代わりに配向膜１３５を設け、光変調層３４の代わりに光変調層１３４を設けたものに相当する。
【００６４】
配向膜１３５は、配向膜３３と同一の構成となっており、具体的には、光入射面１０Ａ（Ｙ軸）と平行な方向に配向方向を有する水平配向膜である。光変調層１３４は、高分子領域１３４−１および液晶領域１３４−２を有している。高分子領域１３４−１および液晶領域１３４−２は、ともに、例えば、図１２に模式的に示したように、光入射面１０Ａと平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向に延在している。高分子領域１３４−１および液晶領域１３４−２は、ともに、例えば、光変調層１３４の一端から他端に渡って連続して延在または断続して延在している。高分子領域１３４Ａの、光変調層１３４に占める割合は、光源２０からの距離に拘わらず一定となっている。
【００６５】
図１３Ａ，図１３Ｂは、光変調層１３４におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の構造上の周期を表したものである。光変調層１３４は、例えば、図１３Ａ，図１３Ｂに示したように、当該光変調層１３４内の位置に拘わらず、Ｘ軸方向に周期Ｐｈ２０（＝Ｐｈ３）、Ｙ軸方向に周期Ｐｈ１０（＝Ｐｈ１）、Ｚ軸方向に周期Ｐｖ１０（＝Ｐｖ１）の規則的な構造を有している。配向膜３３，１３５は、ともに、光入射面１０Ａ（Ｙ軸）と平行な方向に配向方向を有している。高分子領域１３４−１および液晶領域１３４−２は、ともに、光入射面１０Ａ（Ｙ軸）と平行な方向に延在している。そのため、高分子領域１３４−１と液晶領域１３４−２との界面は、高分子領域１３４−１の短軸方向において密に形成され、高分子領域１３４−１の長軸方向において疎に形成されている。従って、周期Ｐｈ２０，Ｐｖ１０は短く、周期Ｐｈ１０が長くなっている。
【００６６】
図１４は、電圧無印加時の、高分子領域１３４−１および液晶領域１３４−２内の配向状態の一例を模式的に表したものである。図１４中の楕円体１３４Ｃは、電圧無印加時の、高分子領域１３４−１の屈折率異方性を示す屈折率楕円体の一例を表したものである。図１４中の楕円体１３４Ｃの形状および大きさは、図８中の楕円体１３４Ａの形状および大きさと一致している。図１４中の楕円体１３４Ｄは、電圧無印加時の、液晶領域１３４−２の屈折率異方性を示す屈折率楕円体の一例を表したものである。図１４中の楕円体１３４Ｄの形状および大きさは、図８中の楕円体１３４Ｂの形状および大きさと一致している。図１５は、電圧印加時の、高分子領域１３４−１および液晶領域１３４−２内の配向状態の一例を模式的に表したものである。図１５中の楕円体１３４Ｃは、電圧印加時の、高分子領域１３４−１の屈折率異方性を示す屈折率楕円体の一例を表したものである。図１５中の楕円体１３４Ｄは、電圧印加時の、液晶領域１３４−２の屈折率異方性を示す屈折率楕円体の一例を表したものである。
【００６７】
高分子領域１３４−１および液晶領域１３４−２は、例えば、図１４に示したように、電圧無印加時に、高分子領域１３４−１の光軸ＡＸ１０（具体的には楕円体１３４Ｃの長軸）および液晶領域１３４−２の光軸ＡＸ２０（具体的には楕円体１３４Ｄの長軸）の向きが互いに平行となる構成となっている。このとき、光軸ＡＸ１０，２０は、ともに、光入射面１０Ａと平行となると共に、透明基板３１の表面と平行となっている。
【００６８】
したがって、電圧無印加時には、光変調層１３４において、あらゆる方向において屈折率差がほとんどなく、高い透明性が得られる。これにより、例えば、正面方向に向かう光および斜め方向に向かう光は、光変調層１３４内で散乱されることなく、光変調層１３４を透過する。その結果、例えば、光源２０からの光（斜め方向からの光）は、光変調層１３４内で透明となった領域（透明領域）を伝播し、光変調素子と空気との界面において全反射され、透明領域の輝度（黒表示の輝度）が、輝度を均一にした場合と比べて下がる。
【００６９】
高分子領域１３４−１および液晶領域１３４−２は、例えば、図１５に示したように、電圧印加時に、光軸ＡＸ１０，２０の向きが互いに直交する構成となっている。このとき、光軸ＡＸ１０は、光入射面１０Ａと平行となると共に、透明基板３１の表面と平行となっている。また、光軸ＡＸ２０は、光入射面１０Ａと平行となると共に、透明基板３１の法線と平行となっている。
【００７０】
したがって、電圧印加時には、光変調層１３４において、あらゆる方向において屈折率差が大きくなり、高い散乱性が得られる。これにより、光源２０からの光は光変調層１３４内で散乱される。その結果、例えば、光源２０からの光は、光変調層１３４で散乱状態となった領域（散乱領域）で散乱され、その散乱光が直接、導光板１０に入射したり、反射板４０で反射された後に導光板１０に入射したりし、照明装置の上面（光出射面）から出射される。従って、散乱領域の輝度は、輝度を均一にした場合と比べて極めて高くなり、しかも、透過領域の輝度が低下した分だけ、部分的な白表示の輝度（輝度突き上げ）が大きくなる。
【００７１】
次に、異方性散乱の大きさについて説明する。
【００７２】
散乱の異方性の大きさは、第１の方向（Ｘ軸方向）に伝播する光に対する散乱の大きさ、第２の方向（Ｙ軸方向）に伝播する光に対する散乱の大きさ、および第３の方向（Ｚ軸方向）に伝播する光に対する散乱の大きさの３軸間の商を指している。３軸間の差は、具体的には、以下の３つ（(Ａ)〜（Ｃ））の総和を指している。３軸間の商が大きい場合には、散乱の異方性が大きく、３軸間の商が小さい場合には、散乱の異方性が小さい。言い換えると、３軸間の商が１から離れるほど散乱の異方性が大きく、３軸間の商が１に近いほど散乱の異方性が小さい。なお、以下の（Ａ）〜（Ｃ）は、分子の値が分母の値よりも大きくなっていることを前提としている。したがって、分子の値が分母の値よりも小さくなっている事例では、以下の（Ａ）〜（Ｃ）において分子と分母を互いに入れ替えることが好ましい。
【００７３】
（Ａ）（第１の方向に伝播する光に対する散乱の大きさ）／（第２の方向に伝播する光に対する散乱の大きさ）
（Ｂ）（第３の方向に伝播する光に対する散乱の大きさ）／（第２の方向に伝播する光に対する散乱の大きさ）
（Ｃ）（第１の方向に伝播する光に対する散乱の大きさ）／（第３の方向に伝播する光に対する散乱の大きさ）
【００７４】
散乱の異方性の大きさは、（ａ）散乱領域３０Ｂにおける、高分子領域３４Ａと液晶領域３４Ｂとの界面（散乱界面）の存在確率の不均一性と、（ｂ）散乱領域３０Ｂにおける複屈折性とによって決まる。散乱の異方性の大きさでは、上記の（ａ）の要素が支配的である。それは、散乱界面の存在確率を考えたときに、理想的には第２の方向には同じ媒体が続いているので第２の方向には散乱せず、第１の方向および第３の方向のみで散乱するからである。このとき、机上では、第２の方向の散乱はゼロとなるので、第２の方向と、第１の方向および第３の方向との散乱比は無限大になる。一方、複屈折性を考えたときに、第１の方向では２つの偏光成分が散乱するが、第２の方向および第３の方向では１つの偏光成分しか散乱しない。このとき、第１の方向と、第２の方向および第３の方向との散乱比は、高々２倍にしかならない。従って、散乱の異方性の大きさでは、上記の（ａ）の要素が支配的となる。そこで、以下では、散乱界面の存在確率と、散乱の異方性の大きさとの関係について説明し、複屈折性と、散乱の異方性の大きさとの関係についての説明は割愛する。
【００７５】
散乱の異方性の大きさは、光変調層３４における第１の方向の周期、光変調層３４における第２の方向の周期、および光変調層３４における第３の方向の周期の３軸間の商に対応している。３軸間の商は、具体的には、以下の３つ（(Ｄ)〜（Ｆ））の総和を指している。なお、以下の(Ｄ)〜（Ｆ）は、分子の値が分母の値よりも大きくなっていることを前提としている。したがって、分子の値が分母の値よりも小さくなっている事例では、以下の(Ｄ)〜（Ｆ）において分子と分母を互いに入れ替えることが好ましい。
【００７６】
（Ｄ）（光変調層３４における第２の方向の周期）／（光変調層３４における第１の方向の周期）
（Ｅ）（光変調層３４における第２の方向の周期）／（光変調層３４における第３の方向の周期）
（Ｆ）（光変調層３４における第３の方向の周期）／（光変調層３４における第１の方向の周期）
【００７７】
散乱領域３０Ｂのうち配向膜３３近傍における散乱の異方性の大きさは、Ｐｈ１／Ｐｈ３＋Ｐｈ１／Ｐｖ１＋Ｐｖ１／Ｐｈ３に対応した値となっている。一方、散乱領域３０Ｂのうち配向膜３５近傍における散乱の異方性の大きさは、Ｐｈ２／Ｐｈ４＋Ｐｈ２／Ｐｖ２＋Ｐｖ２／Ｐｈ４に対応した値となっている。ここで、各周期は、例えば、以下の関係となっている。
Ｐｈ２／Ｐｈ４＜Ｐｈ１／Ｐｈ３＝Ｐｈ１０／Ｐｈ２０
Ｐｈ２／Ｐｖ２＜Ｐｈ１／Ｐｖ１＝Ｐｈ１０／Ｐｖ１０
Ｐｖ２／Ｐｈ４＞Ｐｖ１／Ｐｈ３＝Ｐｖ１０／Ｐｈ２０
Ｐｈ２／Ｐｈ４−Ｐｖ１／Ｐｈ３＝Ｐｈ２／Ｐｈ４−Ｐｖ１０／Ｐｈ２０＜Ｐｈ１／Ｐｈ３−Ｐｈ２／Ｐｈ４
このとき、光変調層３４は、当該光変調層３４が散乱性を示すとき、当該光変調層３４の散乱の異方性の大きさ（Ａ／Ｂ）が光変調層１３４の散乱の異方性の大きさ（Ａ１／Ｂ１）よりも小さくなるように形成されていると言える。
【００７８】
ところで、光変調層３４および光変調層１３４において散乱の異方性が互いに相違しているのは、光変調層３４において、光軸ＡＸ１の向きが光変調層３４の厚さ方向において変化しているからである。具体的には、光変調層３４のうち配向膜３５側の部分の散乱の異方性が、光変調層３４のうち配向膜３３側の部分の散乱の異方性よりも小さくなっているからである。本実施の形態では、光軸ＡＸ１の向きを光変調層３４の厚さ方向において変化させる方法として、透明基板３１側の配向膜３３として水平配向膜が用いられ、透明基板３７側の配向膜３５として垂直配向膜が用いられている。
【００７９】
[製造方法]
以下に、本実施の形態の照明装置１の製造方法について、図１６から図１８を参照しながら説明する。
【００８０】
まず、ガラス基板またはプラスチックフィルム基板からなる透明基板３１上に、ＩＴＯなどの透明導電膜３２Ｅを形成する（図１６Ａ）。次に、透明導電膜３２Ｅ上に、パターニングされたレジスト層（図示せず）を形成したのち、レジスト層をマスクとして透明導電膜３２Ｅを選択的にエッチングする。その結果、下側電極３２が形成される（図１６Ｂ）。
【００８１】
次に、表面全体に配向膜３３を塗布したのち、乾燥させ、焼成する（図１６Ｃ）。配向膜３３としてポリイミド系材料を用いる場合には、溶媒にＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）を用いることが多いが、そのときには、大気下では２００℃程度の温度が必要である。なお、この場合に、透明基板３１としてプラスチック基板を用いる場合には、配向膜３３を１００℃で真空乾燥させ、焼成することもできる。その後、配向膜３３に対してラビング処理を行う。これにより、配向膜３３が水平配向用の配向膜として機能し得る。
【００８２】
次に、配向膜３３上に、セルギャップを形成するためのスペーサ３８を乾式または湿式で散布する（図１７Ａ）。なお、真空貼り合わせ法にて光変調セル３０−１を作成する場合には、滴下する混合物中にスペーサ３８を混合しておいてもよい。また、スペーサ３８の替わりとして、フォトリソ法によって柱スペーサを形成することもできる。
【００８３】
続いて、上記と同様の方法で作製しておいた配向膜３５上に、貼り合わせおよび液晶の漏れを防止するためのシール剤パターン３９を、例えば額縁状に塗布する（図１７Ｂ）。このシール剤パターン３９はディスペンサー法やスクリーン印刷法にて形成することができる。
【００８４】
以下に、真空貼り合わせ法（One Drop Fill法、ＯＤＦ法）について説明するが、真空注入法やロール貼合方式などで光変調セル３０−１を作成することも可能である。
【００８５】
まず、セルギャップ、セル面積などから決まる体積分にあたる液晶と、上述の低分子モノマーとの混合物４４を面内に均一に滴下する（図１７Ｃ）。混合物４４の滴下にはリニアガイド方式の精密ディスペンサーを用いることが好ましいが、シール剤パターン３９を土手として利用して、ダイコータなどを用いてもよい。
【００８６】
液晶および低分子モノマーには前述の材料を用いることができる。液晶と低分子モノマーとの重量比は、９８：２〜５０：５０であり、好ましくは９５：５〜７５：２５であり、より好ましくは９２：８〜８５：１５である。液晶の比率を多くすることで駆動電圧を低くすることができるが、あまり液晶を多くしすぎると電圧印加時の白色度が低下したり、電圧オフ後に応答速度が低下するなど透明時に戻りにくくなったりする傾向がある。
【００８７】
混合物４４には、液晶および低分子モノマーの他には、重合開始剤を添加する。使用する紫外線波長に応じて、添加する重合開始剤のモノマー比を０．１〜１０重量％の範囲内で調整する。混合物４４には、この他に、重合禁止剤や可塑剤、粘度調整剤なども必要に応じて添加可能である。低分子モノマーが室温で固体やゲル状である場合には、口金やシリンジ、基板を加温することが好ましい。
【００８８】
透明基板３１および透明基板３６を真空貼り合わせ機（図示せず）に配置したのち、真空排気し、貼り合わせを行う（図１８Ａ）。その後、貼り合わせたものを大気に解放し、大気圧での均一加圧によってセルギャップを均一化する。セルギャップは白輝度（白色度）と駆動電圧の関係から適宜選定できるが、１〜４０μｍ、好ましくは１〜２０μｍ、より好ましくは１〜１０μｍである。
【００８９】
貼り合わせ後、必要に応じて配向処理を行うことが好ましい。クロスニコル偏光子の間に、貼り合わせたセルを挿入した際に、光り漏れが生じている場合には、セルをある一定時間加熱処理したり、室温で放置したりする。これにより、配向膜３３，３５の配向作用により、混合物４４内の液晶および低分子モノマーを配向させる。その後、紫外線Ｌ３を照射して低分子モノマーを重合させてポリマー化する（図１８Ｂ）。このようにして、２つの式（Ａ＞Ｃ＞ＢおよびＡ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１）のうち少なくとも一方の式（Ａ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１）を満たす光変調層３４を有する光変調素子３０が製造される。
【００９０】
紫外線を照射している時には、セルの温度が変化しないようにすることが好ましい。赤外線カットフィルターを用いたり、光源にＵＶ−ＬＥＤなどを用いたりすることが好ましい。紫外線照度は複合材料の組織構造に影響を与えるので、使用する液晶材料やモノマー材料、これらの組成から適宜調整することが好ましく、０．１〜５００ｍＷ／ｃｍ2の範囲が好ましく、さらに好ましくは０．５〜３０ｍＷ／ｃｍ2である。紫外線照度が低いほど駆動電圧が低くなる傾向にあり、生産性と特性の両面から好ましい紫外線照度を選定することができる。
【００９１】
そして、導光板１０に光変調素子３０を貼り合わせる（図１８Ｃ）。貼り合わせには、粘着、接着のいずれでもよいが、導光板１０の屈折率と光変調素子３０の基板材料の屈折率とにできるだけ近い屈折率の材料で粘着、接着することが好ましい。最後に、下側電極３２および上側電極３６に引き出し線（図示せず）を取り付ける。このようにして、本実施の形態の照明装置１が製造される。
【００９２】
上記では、光変調素子３０を作成し、最後に導光板１０に光変調素子３０を貼り合わせるプロセスを説明したが、導光板１０の表面に、配向膜３５を形成した透明基板３６を予め貼り合わせてから、照明装置１を作成することもできる。また、枚葉方式、ロール・ツー・ロール方式のいずれでも照明装置１を作成することができる。
【００９３】
[作用・効果]
次に、本実施の形態の照明装置１の作用および効果について説明する。
【００９４】
本実施の形態の照明装置１では、例えば、光変調セル３０−１において液晶領域３４Ｂの光軸ＡＸ２が高分子領域３４Ａの光軸ＡＸ１と平行もしくは略平行となり、別の光変調セル３０−１の一部において液晶領域３４Ｂの光軸ＡＸ２が高分子領域３４Ａの光軸ＡＸ１と交差もしくは直交するように、各光変調セル３０−１の一対の電極（部分電極３２Ａ，３６Ａ）に電圧が印加される。これにより、光源２０から射出され、導光板１０内に入射した光は、光変調素子３０のうち、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とが互いに平行もしくは略平行となっている透明領域３０Ａを透過する。一方、光源２０から射出され、導光板１０内に入射した光は、光変調素子３０のうち、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とが互いに交差もしくは直交している散乱領域３０Ｂにおいて散乱される。この散乱光のうち散乱領域３０Ｂの下面を透過した光は反射板４０で反射され、再度、導光板１０に戻されたのち、照明装置１の上面から射出される。また、散乱光のうち、散乱領域３０Ｂの上面に向かった光は、導光板１０を透過したのち、照明装置１の上面から射出される。このように、本実施の形態では、光変調セル３０−１が透明領域３０Ａだけからなる部分の上面からは光はほとんど射出されず、散乱領域３０Ｂの上面からだけ光が選択的に射出される。このようにして、正面方向の変調比を大きくしている。
【００９５】
一般に、ＰＤＬＣは、液晶材料と等方性の低分子材料とを混合し、紫外線照射や溶媒の乾燥などにより相分離を起こさせることによって形成され、液晶材料の微小粒子が高分子材料中に分散された複合層となっている。この複合層中の液晶材料は、電圧無印加時にはランダムな方向を向いているので散乱性を示すが、電圧印加時には電場方向に配向するので、液晶材料の常光屈折率と高分子材料の屈折率とが互いに等しい場合には、正面方向（ＰＤＬＣの法線方向）において高い透明性を示す。しかし、この液晶材料では、斜め方向においては、液晶材料の異常光屈折率と高分子材料の屈折率との差が顕著となり、正面方向が透明性であっても斜め方向において散乱性が発現してしまう。
【００９６】
通常、ＰＤＬＣを使った光変調素子は、表面に透明導電膜の形成された２枚のガラス板の間にＰＤＬＣを挟み込んだ構造となっていることが多い。上述したような構造を有する光変調素子に対して空気中から斜めに光が入射した場合には、その斜め方向から入射した光は空気とガラス板の屈折率差によって屈折し、より小さな角度でＰＤＬＣに入射することになる。そのため、このような光変調素子においては、大きな散乱は生じない。例えば、空気中から８０°の角度で光が入射した場合には、その光のＰＤＬＣへの入射角はガラス界面での屈折によって４０°程度にまで小さくなる。
【００９７】
しかし、導光板を用いたエッジライト方式では、導光板越しに光が入射するので、光が８０°程度の大きな角度でＰＤＬＣ中を横切ることになる。そのため、液晶材料の異常光屈折率と高分子材料の屈折率との差が大きく、さらに、より大きな角度で光がＰＤＬＣ中を横切るので、散乱を受ける光路も長くなる。例えば、常光屈折率１．５、異常光屈折率１．６５の液晶材料の微小粒子が屈折率１．５の高分子材料中に分散されている場合には、正面方向（ＰＤＬＣの法線方向）においては屈折率差がないが、斜め方向においては屈折率差が大きくなる。このため、斜め方向の散乱性を小さくすることができないので、視野角特性が悪い。さらに、導光板上に拡散フィルムなどの光学フィルムを設けた場合には、斜め漏れ光が拡散フィルムなどによって正面方向にも拡散されるので、正面方向の光漏れが大きくなり、正面方向の変調比が低くなってしまう。
【００９８】
一方、本実施の形態では、高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂが光学異方性材料を主に含んで形成されているので、斜め方向において、散乱性が小さくなり、透明性を向上させることができる。例えば、高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂが、互いに常光屈折率が等しく、かつ互いに異常光屈折率も等しい光学異方性材料を主に含んで構成され、かつ、下側電極３２および上側電極３６間に電圧が印加されていない領域では、これらの光軸の向きが一致もしくはほぼ一致する。これにより、正面方向（光変調素子３０の法線方向）および斜め方向を含むあらゆる方向において屈折率差が少なくなるか、またはなくなり、高い透明性が得られる。その結果、視野角の大きい範囲における光の漏洩を低減またはほとんどなくすることができ、視野角特性を良くすることができる。
【００９９】
例えば、常光屈折率１．５、異常光屈折率１．６５の液晶と、常光屈折率１．５、異常光屈折率１．６５の液晶性モノマーとを混合し、配向膜または電界によって液晶と液晶性モノマーを配向させた状態で液晶性モノマーを重合させると、液晶の光軸と、液晶性モノマーが重合することによって形成されたポリマーの光軸とが互いに一致する。これにより、あらゆる方向で屈折率を一致させることができるので、そのようにした場合には、透明性が高い状態を実現でき、より一層、視野角特性を良くすることができる。
【０１００】
また、本実施の形態では、例えば、図１０Ａ，図１０Ｂに示したように、透明領域３０Ａの輝度（黒表示の輝度）が、輝度を均一にした場合（図１０Ｂ中の一点鎖線）と比べて下がっている。他方、散乱領域３０Ｂの輝度は、輝度を均一にした場合（図１０Ｂ中の一点鎖線）と比べて極めて高くなり、しかも、透明領域３０Ａの輝度が低下した分だけ、部分的な白表示の輝度（輝度突き上げ）が大きくなる。
【０１０１】
ところで、輝度突き上げとは、全面白表示した場合に比べて、部分的に白表示を行った場合の輝度を高くする技術である。ＣＲＴやＰＤＰなどでは一般によく使われている技術である。しかし、液晶ディスプレイでは、バックライトは画像にかかわらず全体に均一発光しているので、部分的に輝度を高くすることはできない。もっとも、バックライトを、複数のＬＥＤを２次元配置したＬＥＤバックライトとした場合には、ＬＥＤを部分的に消灯することは可能である。しかし、そのようにした場合には、ＬＥＤを消灯した暗領域からの拡散光がなくなるので、全てのＬＥＤを点灯した場合と比べて、輝度が低くなってしまう。また、部分的に点灯しているＬＥＤに対して流す電流を大きくすることにより、輝度を増やすことも可能であるが、そのようにした場合には、非常に短時間に大電流が流れるので、回路の負荷や信頼性の点で問題が残る。
【０１０２】
一方、本実施の形態では、高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂが光学異方性材料を主に含んで形成されているので、斜め方向の散乱性が抑制され、暗状態での導光板からの漏れ光が少ない。これにより、部分的な暗状態の部分から部分的な明状態の部分に導光するので、照明装置１への投入電力を増やすことなく、輝度突き上げを実現することができる。
【０１０３】
また、本実施の形態では、電圧無印加の領域において、液晶領域３４Ｂ内に含まれる液晶分子が、プレチルト角が付与された状態で配向している場合には、電圧印加時に、液晶領域３４Ｂ内に含まれる液晶材料は、ランダムな方位に立ち上がることはなく、光入射面１０Ａと平行な面内で立ち上がる。このとき、高分子領域３４Ａおよび液晶領域３４Ｂの光軸ＡＸ１，ＡＸ２が、光入射面１０Ａと平行な面内において互いに交差もしくは直交する。従って、電圧印加の領域において、正面方向（光変調素子３０の法線方向）および斜め方向を含むあらゆる方向において屈折率差が大きくなり、高い散乱性が得られる。その結果、表示輝度を向上させることができる。また、上記の輝度突き上げの効果により、表示輝度をさらに向上させることができる。
【０１０４】
従って、本実施の形態では、視野角の大きい範囲における光の漏洩を低減またはほとんどなくしつつ、表示輝度を向上させることができる。その結果、正面方向の変調比を高くすることができる。
【０１０５】
上述の水平配向型のＰＤＬＣでは、高分子材料と液晶材料との界面は、筋状構造の短軸方向において密に形成され、筋状構造の長軸方向において疎に形成されている。そのため、筋状構造が線状光源と平行な方向に延在している場合には、ＰＤＬＣ内を上述の筋状構造の短軸方向に伝播する光は、筋状構造の短軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期で界面に入射し、その結果、大きく散乱される。一方で、ＰＤＬＣ内を上述の筋状構造の長軸方向に伝播する光は、界面に入射する機会が少ないため、あまり散乱されない。
【０１０６】
さらに、ＰＤＬＣ内を筋状構造の短軸方向であって、かつ光入射面に対して垂直に伝播する光は、筋状構造の短軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期で、液晶材料の異常光屈折率と高分子材料の常光屈折率との差、および液晶材料の常光屈折率と高分子材料の異常光屈折率との差を感じながら伝播する。一方で、ＰＤＬＣ内を上述の筋状構造の長軸方向またはＰＤＬＣの厚さ方向に伝播する光は、液晶材料の異常光屈折率と高分子材料の常光屈折率との差、または液晶材料の常光屈折率と高分子材料の異常光屈折率との差だけを感じながら伝播する。そのため、ＰＤＬＣ内を筋状構造の短軸方向であって、かつ光入射面に対して垂直に伝播する光は大きく散乱され、ＰＤＬＣ内を上述の筋状構造の長軸方向またはＰＤＬＣの厚さ方向に伝播する光は、あまり散乱されない。
【０１０７】
このように、水平配向型のＰＤＬＣでは、上述した２つの要因によって、筋状構造の短軸方向であって、かつ光入射面に対して垂直な方向に伝播する光と、筋状構造の短軸方向であって、かつＰＤＬＣの厚さ方向に伝播する光および筋状構造の長軸方向と平行な方向に伝播する光とで、散乱に異方性がある。その結果、ＰＤＬＣの厚さ方向に伝播する光が、導光条件を破壊する方向に優先的に散乱し、光り取り出し効率が高くなるので、高輝度および高コントラストが得られる。
【０１０８】
ところが、水平配向型のＰＤＬＣをエッジライト方式のバックライトに適用した場合には、Ｘ方向に伝播する光とＹ方向に伝播する光とで、散乱に異方性があることに起因して輝度分布が不均一になり易い。特に、線状光源内の個々の点状光源の配列ピッチが疎となっているときには、線状光源近傍に、明暗のストライプが生じてしまう。
【０１０９】
一方、本実施の形態では、光変調層３４が散乱性を示すとき、光変調層３４における散乱の異方性の大きさ（Ａ／Ｂ）が、光変調層１３４における散乱の異方性の大きさ（Ａ１／Ｂ１）よりも小さくなっている。これにより、光変調層３４内を伝播する光に対する異方性散乱を、光変調層１３４内を伝播する光に対する異方性散乱よりも緩和することができる。ここで、光源２０の配列に起因する明暗のストライプは、第１の散乱と第３の散乱との差が大きいことに起因して起こる。従って、上記の異方性散乱が、光変調層３４全体において緩和されることにより、光源２０の配列に起因する明暗のストライプのコントラストを低減することができる。その結果、輝度の均一性を向上させることができる。
【０１１０】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、本技術の第２の実施の形態に係る照明装置２について説明する。本実施の形態の照明装置２は、図１９に示したように、光変調素子３０に代わって光変調素子６０を設けた点で、上記実施の形態の照明装置１の構成と相違する。そこで、以下では、上記実施の形態の構成との共通点についての説明を適宜、省略し、上記実施の形態の構成との相違点について主に説明する。
【０１１１】
[構成]
図２０は、光変調素子６０の断面構成の一例を表したものである。光変調素子６０は、例えば、透明基板３１、下側電極３２、配向膜６３、光変調層６４、配向膜６５、上側電極３６および透明基板３７を反射板４０側から順に配置されたものである。
【０１１２】
配向膜６３，６５は、光変調層６４を挟み込むように配置されている。配向膜６３，６５は、例えば、光変調層６４に用いられる液晶やモノマーを配向させるものである。配向膜６３，６５は、当該光変調層６４が散乱性を示すとき、光変調層６４が後述する２つの式（Ａ＞Ｃ＞ＢおよびＡ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１）のうち少なくとも一方の式（Ａ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１）を満たすように形成されたものである。配向膜６３，６５は、ともに、例えば、図２１に示したように、光入射面１０Ａと平行な面に対して角度θ１で交差する方向に配向方向を有する水平配向膜である。配向膜６３，６５の配向方向は、例えば、光入射面１０Ａに対して角度θ１で交差する方向を向いている。配向膜６３，６５に用いられる水平配向膜が、ラビング処理を用いて形成されたものである場合、配向膜６３，６５のラビング方向は、光入射面１０Ａと平行な面に対して角度θ１で交差する方向を向いている。
【０１１３】
配向膜６３の角度θ１と、配向膜６５における角度θ１とは、設計のし易さの観点から、互いに等しくなっていることが好ましいが、互いに異なっていてもよい。また、配向膜６３，６５内において、角度θ１は、場所に依らず一定となっていてもよいし、例えば、光源２０の距離に応じて変化していてもよい。例えば、配向膜６３，６５内において、角度θ１が、光源２０から離れるにつれて小さくなっていてもよい。
【０１１４】
光変調層６４は、電場の大きさに応じて、光源２０からの光に対して全体的もしくは部分的に散乱性もしくは透明性を示すものである。光変調層６４は、例えば、電圧無印加時に、光源２０からの光に対して透明性を示すようになっている。光変調層６４は、さらに、例えば、電圧印加時に、光源２０からの光に対して散乱性を示すようになっている。光変調層６４は、例えば、図２０に示したように、高分子領域６４Ａと、高分子領域６４Ａ内に分散された複数の液晶領域６４Ｂとを含んだ複合層となっている。高分子領域６４Ａおよび液晶領域６４Ｂは形状異方性を有しており、さらに、光学異方性も有している。なお、液晶領域６４Ｂは本技術の第１領域の一具体例に相当し、高分子領域６４Ａは本技術の第２領域の一具体例に相当する。
【０１１５】
（形状異方性）
高分子領域６４Ａおよび液晶領域６４Ｂは、ともに、例えば、図２２に模式的に示したように、光入射面１０Ａに対して角度θ１（図示せず）で交差する方向（配向方向）と平行または略平行な方向に延在している。高分子領域６４Ａおよび液晶領域６４Ｂは、ともに、例えば、光変調層６４の一端から他端に渡って連続して延在していたり、断続して延在していたりする。
【０１１６】
図２３Ａ，図２３Ｂは、光変調層６４におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の構造上の周期を表したものである。光変調層６４全体は、例えば、図２３Ａ，図２３Ｂに示したように、Ｘ軸方向に周期Ｐｈ６、Ｙ軸方向に周期Ｐｈ５、Ｚ軸方向に周期Ｐｖ５の規則的な構造を有している。
【０１１７】
高分子領域６４Ａは、上述の低分子モノマーを配向膜６３，６５の作用によって配向させた状態で重合化することにより得られた高分子材料によって構成されている。そのため、光変調層６４において、高分子領域６４Ａと液晶領域６４Ｂとの界面は、配向膜６３，６５の配向方向と直交する方向において密に形成され、配向膜６３，６５の配向方向において疎に形成されている。配向膜６３，６５の配向方向と直交する方向とは、光入射面１０Ａに対して角度θ１で交差する方向（配向方向）と直交する方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向、または、透明基板３１の表面と直交する方向を指している。配向膜６３，６５の配向方向と平行な方向とは、光入射面１０Ａに対して角度θ１で交差する方向（配向方向）と平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向を指している。従って、周期Ｐｈ６，Ｐｖ５は短く、周期Ｐｈ５が長くなっている。ただし、高分子領域６４Ａおよび液晶領域６４Ｂがともに、光入射面１０Ａに対して斜め方向に延在している分だけ、Ｙ軸方向の周期Ｐｈ５が上記実施の形態の周期Ｐｈ１，Ｐｈ１０よりも短くなっている。
【０１１８】
高分子領域６４Ａの、光変調層６４に占める割合は、例えば、図２４に示したように、光源２０からの距離に拘らず、一定（均一）または略一定（略均一)となっている。その割合は、例えば、５０〜９８重量％であり、好ましくは７５〜９５重量％であり、より好ましくは８５〜９２重量％である。その割合は、例えば、光変調層６４の原料の１つとして用いられる低分子モノマーの重量比や、低分子モノマーに照射する紫外線の強度もしくは積算量などによって調整可能なものである。
【０１１９】
高分子領域６４Ａおよび液晶領域６４Ｂは、電場に対する応答速度が互いに異なっている。高分子領域６４Ａは、電場に対する応答性が相対的に低く、液晶領域６４Ｂは、電場に対する応答性が相対的に高い。高分子領域６４Ａは、高分子材料を含んで構成されている。高分子領域６４Ａは、例えば、電場に対して応答しない筋状構造もしくは多孔質構造となっているか、または液晶領域６４Ｂの応答速度よりも遅い応答速度を有する棒状構造となっている。高分子領域６４Ａは、低分子モノマーを重合化することにより得られた高分子材料によって形成されている。高分子領域６４Ａは、液晶領域６４Ｂの配向方向または配向膜６３，６５の配向方向に沿って配向した、配向性および重合性を有するモノマーを熱および光の少なくとも一方によって重合させることにより形成されている。配向性および重合性を有するモノマーとしては、上記実施の形態で言及した材料と同一の材料が挙げられる。
【０１２０】
液晶領域６４Ｂは、液晶材料を主に含んで構成されており、高分子領域６４Ａの応答速度よりも十分に早い応答速度を有している。液晶領域６４Ｂ内に含まれる液晶材料（液晶分子）は、例えば棒状分子である。液晶領域６４Ｂ内に含まれる液晶分子として、正の誘電率異方性を有するもの（いわゆるポジ型液晶）を用いることが好ましい。
【０１２１】
電圧無印加時には、液晶領域６４Ｂ内において、液晶分子の長軸は、角度θ１の方向（配向方向）と平行または略平行な方向を向いている。電圧印加時には、液晶領域６４Ｂ内において、液晶分子の長軸は、光入射面１０Ａと平行または略平行となると共に透明基板３１の法線と平行または略平行となっている。電圧無印加時および電圧印加時に拘わらず、高分子領域６４Ａ内において、高分子の長軸は、角度θ１の方向（配向方向）と平行または略平行な方向を向いている。
【０１２２】
（光学異方性）
図２５は、電圧無印加時の、高分子領域６４Ａおよび液晶領域６４Ｂ内の配向状態の一例を模式的に表したものである。図２５中の楕円体１６４Ａは、電圧無印加時の、高分子領域６４Ａの屈折率異方性を示す屈折率楕円体の一例を表したものである。図２５中の楕円体１６４Ｂは、電圧無印加時の、液晶領域６４Ｂの屈折率異方性を示す屈折率楕円体の一例を表したものである。
【０１２３】
図２６は、電圧印加時の、高分子領域６４Ａおよび液晶領域６４Ｂ内の配向状態の一例を模式的に表したものである。図２６中の楕円体１６４Ａは、電圧印加時の、高分子領域６４Ａの屈折率異方性を示す屈折率楕円体の一例を表したものである。図２６中の楕円体１６４Ｂは、電圧印加時の、液晶領域６４Ｂの屈折率異方性を示す屈折率楕円体の一例を表したものである。
【０１２４】
高分子領域６４Ａおよび液晶領域６４Ｂは、例えば、図２５に示したように、電圧無印加時に、高分子領域６４Ａの光軸ＡＸ３（具体的には楕円体１６４Ａの長軸）および液晶領域６４Ｂの光軸ＡＸ４（具体的には楕円体１６４Ｂの長軸）の向きが互いに一致する（平行となる）構成となっている。なお、光軸ＡＸ３，ＡＸ４とは、偏光方向によらず屈折率が１つの値になるような光線の進行方向と平行な線を指している。また、電圧無印加時に、光軸ＡＸ３および光軸ＡＸ４の向きは常に互いに一致している必要はなく、光軸ＡＸ３の向きと光軸ＡＸ４の向きとが、例えば製造誤差などによって多少ずれていてもよい。
【０１２５】
また、電圧無印加時に、光軸ＡＸ４は、角度θ１の方向（配向方向）と平行または略平行な方向を向いている。配向膜６３，６５がプレチルト機能を有している場合には、電圧無印加時に、光軸ＡＸ４は、角度θ１の方向（配向方向）と平行または略平行な方向を向くと共に、透明基板３１の表面と所定のプレチルト角で交差する方向を向いている。
【０１２６】
一方、高分子領域６４Ａは、電圧印加の有無に拘らず、光軸ＡＸ３は、角度θ１の方向（配向方向）と平行または略平行な方向を向いている。配向膜６３，６５がプレチルト機能を有している場合には、光軸ＡＸ３は、角度θ１の方向（配向方向）と平行または略平行な方向を向くと共に、透明基板３１の表面と所定のプレチルト角で交差する方向を向いている。つまり、電圧無印加時には、光軸ＡＸ３は、光軸ＡＸ４と平行または略平行となっている。
【０１２７】
高分子領域６４Ａおよび液晶領域６４Ｂの常光屈折率が互いに等しく、かつ高分子領域６４Ａおよび液晶領域６４Ｂの異常光屈折率が互いに等しいことが好ましい。この場合に、例えば、電圧無印加時には、あらゆる方向において屈折率差がほとんどなく、高い透明性が得られる。これにより、例えば、光源２０からの光は、光変調層６４内で散乱されることなく、光変調層６４を透過する。その結果、例えば、光源２０からの光（斜め方向からの光）は、光変調素子６０内で透明となった領域（透明領域３０Ａ）を伝播し、光変調素子６０と空気との界面において全反射され、透明領域３０Ａの輝度（黒表示の輝度）が、輝度を均一にした場合と比べて下がる。
【０１２８】
また、高分子領域６４Ａおよび液晶領域６４Ｂは、電圧印加時には、例えば、図２６に示したように、光軸ＡＸ３および光軸ＡＸ４の向きが互いに異なる（交差もしくは直交する）構成となっている。具体的には、液晶領域６４Ｂでは、電圧印加時に、光軸ＡＸ４が、光入射面１０Ａと平行または略平行となると共に透明基板３１の法線と平行または略平行となる構成となっている。
【０１２９】
したがって、光変調層６４では、電圧印加時には、あらゆる方向において屈折率差が大きくなり、高い散乱性が得られる。これにより、光源２０からの光は、光変調層６４内で散乱される。その結果、例えば、光源２０からの光は、光変調素子６０で散乱状態となった領域（散乱領域３０Ｂ）で散乱され、その散乱光が直接、導光板１０に入射するか、または反射板４０で反射された後に導光板１０に入射し、導光板１０の上面（光出射面）から出射される。従って、散乱領域３０Ｂの輝度は、輝度を均一にした場合と比べて極めて高くなり、しかも、透明領域３０Ａの輝度が低下した分だけ、部分的な白表示の輝度（輝度突き上げ）が大きくなる。
【０１３０】
角度θ１（例えばラビング角）が６０°以上９０°未満となっている場合には、光源２０の配列に起因する明暗のストライプのコントラストが大幅に低減され、光源２０近傍における輝度ムラをほとんどなくすことができる。なお、光変調層６４の原料に対して、重合性および液晶性を併せ持つ低分子モノマーとして、単官能のモノマーもしくは多官能モノマーを添加するか、または光変調層６４の原料に対して照射する紫外線の強度や積算量を下げて、光変調層６４がＡ＞Ｃ＞ＢおよびＡ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１を満たし易くした場合には、角度θ１（例えばラビング角）の好適な範囲が、３０°以上９０°未満となり得る。また、光変調層６４の原料に対して、重合性および液晶性を併せ持つ低分子モノマーとして、単官能のモノマーもしくは多官能モノマーを添加すると共に、光変調層６４の原料に対して照射する紫外線の強度や積算量を下げて、より一層、光変調層６４がＡ＞Ｃ＞ＢおよびＡ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１を満たし易くした場合には、角度θ１（例えばラビング角）の好適な範囲が、１０°以上９０°未満となり得る。
【０１３１】
なお、高分子領域６４Ａおよび液晶領域６４Ｂの常光屈折率は、例えば製造誤差などによって多少ずれていてもよく、例えば、０．１以下であることが好ましく、０．０５以下であることがより好ましい。また、高分子領域６４Ａおよび液晶領域６４Ｂの異常光屈折率についても、例えば製造誤差などによって多少ずれていてもよく、例えば、０．１以下であることが好ましく、０．０５以下であることがより好ましい。
【０１３２】
また、高分子領域６４Ａの屈折率差（＝異常光屈折率−常光屈折率）や、液晶領域６４Ｂの屈折率差（＝異常光屈折率−常光屈折率）は、できるだけ大きいことが好ましく、０．０５以上であることが好ましく、０．１以上であることがより好ましく、０．１５以上であることがさらに好ましい。これは、高分子領域６４Ａおよび液晶領域６４Ｂの屈折率差が大きい場合には、光変調層６４の散乱能が高くなり、導光条件を容易に破壊することができ、導光板１０からの光を取り出しやすいからである。
【０１３３】
（異方性散乱）
次に、本実施の形態における異方性散乱について説明する。本実施の形態において、異方性散乱は、（ａ）散乱領域３０Ｂにおける、高分子領域６４Ａと液晶領域６４Ｂとの界面（散乱界面）の存在確率の不均一性と、（ｂ）散乱領域３０Ｂにおける複屈折性とに起因して生じている。そこで、以下では、散乱領域３０Ｂにおける散乱界面の存在確率の不均一性と、散乱領域３０Ｂにおける複屈折性とについて詳細に説明する。
【０１３４】
---散乱界面の存在確率の不均一性---
散乱領域３０Ｂでは、高分子領域６４Ａと液晶領域６４Ｂとの界面は、配向膜６３，６５の配向方向と直交する方向において密に形成され、配向膜６３，６５の配向方向と平行な方向において疎に形成されている。配向膜６３，６５の配向方向と直交する方向とは、光入射面１０Ａに対して角度θ１で交差する方向（配向方向）と直交する方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向、または、透明基板３１の表面と直交する方向を指している。配向膜６３，６５の配向方向と平行な方向とは、光入射面１０Ａに対して角度θ１で交差する方向（配向方向）と平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向を指している。
【０１３５】
散乱領域３０Ｂを、第１の方向に伝播する光は、高分子領域６４Ａにおける筋状構造の短軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期と、高分子領域６４Ａにおける筋状構造の長軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期との間の周期で界面に入射する。そのため、この光の散乱は、散乱領域３０Ｂを、高分子領域６４Ａにおける筋状構造の短軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期で界面に入射するときの光の散乱よりも小さい。
【０１３６】
散乱領域３０Ｂを、第２の方向に伝播する光は、高分子領域６４Ａにおける筋状構造の短軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期と、高分子領域６４Ａにおける筋状構造の長軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期との間の周期で界面に入射する。そのため、この光の散乱は、散乱領域３０Ｂを、高分子領域６４Ａにおける筋状構造の短軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期で界面に入射するときの光の散乱よりも小さい。
【０１３７】
なお、散乱領域３０Ｂを第１の方向に伝播する光の散乱と、散乱領域３０Ｂを第２の方向に伝播する光の散乱との大小関係は、それらの光の進行方向における、高分子領域６４Ａと液晶領域６４Ｂとの界面の周期の大小関係に依る。
【０１３８】
---複屈折性---
散乱領域３０Ｂを第１の方向に伝播する光は、高分子領域６４Ａにおける筋状構造の短軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期と、高分子領域６４Ａにおける筋状構造の長軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期との間の周期で、液晶領域６４Ｂの異常光屈折率と高分子領域６４Ａの常光屈折率との差、および液晶領域６４Ｂの常光屈折率と高分子領域６４Ａの異常光屈折率との差を感じながら伝播する。そのため、散乱領域３０Ｂを第１の方向に伝播する光の散乱は、散乱領域３０Ｂを、光入射面１０Ａに対して角度θ１で交差する方向（配向方向）であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向に伝播する光の散乱よりも小さい。ただし、ここでいう異常光屈折率の値は角度θ１で交差する分、常光屈折率に近くなるので、偏光による散乱性が弱くなる。
【０１３９】
散乱領域３０Ｂを第２の方向に伝播する光は、高分子領域６４Ａにおける筋状構造の短軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期と、高分子領域６４Ａにおける筋状構造の長軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期との間の周期で、液晶領域６４Ｂの異常光屈折率と高分子領域６４Ａの常光屈折率との差を感じながら伝播する。
【０１４０】
角度θ１が４５°より大きく９０°未満となっている場合、第１の方向における、高分子領域６４Ａと液晶領域６４Ｂとの界面の周期が、第２の方向における、高分子領域６４Ａと液晶領域６４Ｂとの界面の周期よりも長くなる。そのため、この場合には、散乱領域３０Ｂを第１の方向に伝播する光の散乱は、散乱領域３０Ｂを第２の方向に伝播する光の散乱よりも小さくなる。
【０１４１】
また、角度θ１が０°より大きく４５°より小さい場合、第１の方向における、高分子領域６４Ａと液晶領域６４Ｂとの界面の周期が、第２の方向における、高分子領域６４Ａと液晶領域６４Ｂとの界面の周期よりも短くなる。そのため、この場合には、散乱領域３０Ｂを第１の方向に伝播する光の散乱は、散乱領域３０Ｂを第２の方向に伝播する光の散乱よりも大きくなる。
【０１４２】
つまり、光変調層６４は、角度θ１が４５°より大きく９０°未満となっている場合、第１の方向に伝播する光に対する散乱の方が、第２の方向に伝播する光に対する散乱よりも小さな異方性散乱を示す構成となっている。また、光変調層６４は、角度θ１が０°より大きく４５°より小さい場合、第１の方向に伝播する光に対する散乱の方が、第２の方向に伝播する光に対する散乱よりも大きい異方性散乱を示す構成となっている。
【０１４３】
ここで、第１の散乱の大きさをＡとし、第２の散乱の大きさをＢとし、第３の散乱の大きさをＣとする。また、光軸ＡＸ３が透明基板３１の法線方向を向くと共に、光軸ＡＸ４が光入射面１０Ａと平行であって、かつ光軸ＡＸ３と直交する方向を向いているときに、光入射面１０Ａと垂直な方向に伝播する光に対する散乱の大きさをＡ１とする。さらに、光軸ＡＸ３が透明基板３１の法線方向を向くと共に、光軸ＡＸ４が光入射面１０Ａと平行であって、かつ光軸ＡＸ３と直交する方向を向いているときに、光入射面１０Ａと平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向に伝播する光に対する散乱の大きさをＢ１とする。このとき、光変調層６４は、当該光変調層６４が散乱性を示すとき、以下の式を満たす構成となっている。
Ａ＞Ｃ＞Ｂ
Ａ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１
【０１４４】
次に、異方性散乱の大きさについて説明する。
【０１４５】
散乱の異方性の大きさは、第１の方向（Ｘ軸方向）に伝播する光に対する散乱の大きさ、第２の方向（Ｙ軸方向）に伝播する光に対する散乱の大きさ、および第３の方向（Ｚ軸方向）に伝播する光に対する散乱の大きさの３軸間の商を指している。３軸間の商は、具体的には、以下の３つ（(Ａ)〜（Ｃ））の総和を指している。３軸間の差が大きい場合には、散乱の異方性が大きく、３軸間の商が小さい場合には、散乱の異方性が小さい。なお、以下の（Ａ）〜（Ｃ）は、分子の値が分母の値よりも大きくなっていることを前提としている。したがって、分子の値が分母の値よりも小さくなっている事例では、以下の（Ａ）〜（Ｃ）において分子と分母を互いに入れ替えることが好ましい。
【０１４６】
（Ａ）（第１の方向に伝播する光に対する散乱の大きさ）／（第２の方向に伝播する光に対する散乱の大きさ）
（Ｂ）（第３の方向に伝播する光に対する散乱の大きさ）／（第２の方向に伝播する光に対する散乱の大きさ）
（Ｃ）（第１方向に伝播する光に対する散乱の大きさ）／（第３の方向に伝播する光に対する散乱の大きさ）
【０１４７】
散乱の異方性の大きさは、（ａ）散乱領域３０Ｂにおける、高分子領域６４Ａと液晶領域６４Ｂとの界面（散乱界面）の存在確率の不均一性と、（ｂ）散乱領域３０Ｂにおける複屈折性とによって決まる。散乱の異方性の大きさでは、上記の（ａ）の要素が支配的である。それは、散乱界面の存在確率を考えたときに、理想的には第２の方向には同じ媒体が続いているので第２の方向には散乱せず、第１の方向および第３の方向のみで散乱するからである。このとき、机上では、第２の方向の散乱はゼロとなるので、第２の方向と、第１の方向および第３の方向との散乱比は無限大になる。一方、複屈折性を考えたときに、第１の方向では２つの偏光成分が散乱するが、第２の方向および第３の方向では１つの偏光成分しか散乱しない。このとき、第１の方向と、第２の方向および第３の方向との散乱比は、高々２倍にしかならない。従って、散乱の異方性の大きさでは、上記の（ａ）の要素が支配的となる。そこで、以下では、散乱界面の存在確率と、散乱の異方性の大きさとの関係について説明し、複屈折性と、散乱の異方性の大きさとの関係についての説明は割愛する。
【０１４８】
散乱の異方性の大きさは、光変調層６４における第１の方向の周期、光変調層６４における第２の方向の周期、および光変調層６４における第３の方向の周期の３軸間の商に対応している。３軸間の商は、具体的には、以下の３つ（(Ｄ)〜（Ｆ））の総和を指している。なお、以下の(Ｄ)〜（Ｆ）は、分子の値が分母の値よりも大きくなっていることを前提としている。したがって、分子の値が分母の値よりも小さくなっている事例では、以下の(Ｄ)〜（Ｆ）において分子と分母を互いに入れ替えることが好ましい。
【０１４９】
（Ｄ）（光変調層６４における第２の方向の周期）／（光変調層６４における第１の方向の周期）
（Ｅ）（光変調層６４における第２の方向の周期）／（光変調層６４における第３の方向の周期）
（Ｆ）（光変調層６４における第３の方向の周期）／（光変調層６４における第１の方向の周期）
【０１５０】
光変調層６４の散乱領域３０Ｂにおける散乱の異方性の大きさは、Ｐｈ５／Ｐｈ６＋Ｐｈ５／Ｐｖ５＋Ｐｖ５／Ｐｈ６に対応した値となっている。ここで、各周期は、例えば、以下の関係となっている。
Ｐｈ５／Ｐｈ６＜Ｐｈ１０／Ｐｈ２０
Ｐｈ５／Ｐｖ５＜Ｐｈ１０／Ｐｖ１０
Ｐｖ５／Ｐｈ６≒Ｐｖ１０／Ｐｈ２０
このとき、光変調層６４は、当該光変調層６４が散乱性を示すとき、当該光変調層６４の散乱の異方性の大きさ（Ａ／Ｂ）が光変調層１３４の散乱の異方性の大きさ（Ａ１／Ｂ１）よりも小さくなるように形成されていると言える。
【０１５１】
ところで、光変調層６４および光変調層１３４において散乱の異方性が互いに相違しているのは、光変調層６４において、光軸ＡＸ３が光入射面１０Ａに対して角度θ１で交差する方向（配向方向）を向いているからである。本実施の形態では、光軸ＡＸ３を光入射面１０Ａに対して角度θ１で交差する方向（配向方向）に向かせる方法として、例えば、配向膜６３，６５として、光入射面１０Ａと平行な面に対して角度θ１で交差する方向がラビング方向となるようにラビング処理した水平配向膜が用いられている。
【０１５２】
[製造方法] 
なお、光変調層６４および光変調素子６０は、上記実施の形態における光変調層３４および光変調素子３０の製造方法と同様の方法によって製造可能である。すなわち、配向膜６３，６５の配向作用により、混合物４４内の液晶および低分子モノマーを配向させ、その後、紫外線を照射して低分子モノマーを重合させてポリマー化する。これにより、Ａ＞Ｃ＞Ｂ、Ａ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１を満たす光変調層６４を有する光変調素子６０が製造される。
【０１５３】
[効果] 
次に、照明装置２の効果について説明する。本実施の形態では、光変調層６４全体において、高分子領域６４Ａの光軸ＡＸ３が光入射面１０Ａに対して角度θ１だけ傾いた方向を向いている。これにより、光変調層６４が散乱性を示すとき、光変調層６４における散乱の異方性の大きさ（Ａ／Ｂ）が、光変調層１３４における散乱の異方性の大きさ（Ａ１／Ｂ１）よりも小さくなっている。その結果、光変調層６４内を伝播する光に対する異方性散乱を、光変調層１３４内を伝播する光に対する異方性散乱よりも緩和することができる。ここで、光源２０の配列に起因する明暗のストライプは、第１の散乱と第２の散乱との差が大きいことに起因して起こる。従って、上記の異方性散乱が、光変調層６４全体において緩和されることにより、光源２０の配列に起因する明暗のストライプのコントラストを低減することができる。その結果、輝度の均一性を向上させることができる。
【０１５４】
＜３．第３の実施の形態＞
次に、本技術の第３の実施の形態に係る照明装置３について説明する。本実施の形態の照明装置３は、図２７に示したように、光変調素子３０に代わって光変調素子７０を設けた点で、上記実施の形態の照明装置１の構成と相違する。そこで、以下では、上記各実施の形態の構成との共通点についての説明を適宜、省略し、上記各実施の形態の構成との相違点について主に説明する。
【０１５５】
[構成]
図２８は、光変調素子７０の断面構成の一例を表したものである。光変調素子７０は、例えば、透明基板３１、下側電極３２、配向膜３３、光変調層７４、配向膜６５、上側電極３６および透明基板３７を反射板４０側から順に配置されたものである。本実施の形態において、光変調素子７０は、例えば、図２９に示したように、上記実施の形態で用いられた配向膜３３を透明基板３１側に有し、上記実施の形態で用いられた配向膜６５を透明基板３７側に有している。配向膜３３，６５は、光変調層７４を挟み込むように配置されている。なお、配向膜６５内において、角度θ１は、場所に依らず一定となっていてもよいし、例えば、光源２０の距離に応じて変化していてもよい。例えば、配向膜６５内において、角度θ１が、光源２０から離れるにつれて小さくなっていてもよい。配向膜３３，６５は、当該光変調層７４が散乱性を示すとき、光変調層７４が後述する２つの式（Ａ＞Ｃ＞ＢおよびＡ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１）のうち少なくとも一方の式（Ａ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１）を満たすように形成されたものである。
【０１５６】
光変調層７４は、電場の大きさに応じて、光源２０からの光に対して全体的もしくは部分的に散乱性もしくは透明性を示すものである。光変調層７４は、例えば、電圧無印加時に、光源２０からの光に対して透明性を示すようになっている。光変調層７４は、さらに、例えば、電圧印加時に、光源２０からの光に対して散乱性を示すようになっている。光変調層７４は、例えば、図２８に示したように、高分子領域７４Ａと、高分子領域７４Ａ内に分散された複数の液晶領域７４Ｂとを含んだ複合層となっている。高分子領域７４Ａおよび液晶領域７４Ｂは形状異方性を有しており、さらに、光学異方性も有している。なお、液晶領域７４Ｂは本技術の第１領域の一具体例に相当し、高分子領域７４Ａは本技術の第２領域の一具体例に相当する。
【０１５７】
（形状異方性）
高分子領域７４Ａおよび液晶領域７４Ｂは、ともに、例えば、図３０に模式的に示したように、光変調層７４のうち配向膜６５側において、光入射面１０Ａに対して角度θ１（図示せず）で交差する方向（配向方向）と平行または略平行な方向に延在している。高分子領域７４Ａおよび液晶領域７４Ｂは、ともに、例えば、図３１に模式的に示したように、光変調層７４のうち配向膜３３側において、光入射面１０Ａと平行または略平行な方向に延在している。高分子領域７４Ａおよび液晶領域７４Ｂは、ともに、例えば、光変調層７４の一端から他端に渡って連続して延在していたり、断続して延在していたりする。
【０１５８】
図３２Ａ，図３２Ｂは、光変調層７４におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の構造上の周期を表したものである。光変調層７４は、例えば、図３２Ａ，図３２Ｂに示したように、配向膜６５の近傍において、Ｘ軸方向に周期Ｐｈ６、Ｙ軸方向に周期Ｐｈ５、Ｚ軸方向に周期Ｐｖ５の規則的な構造を有している。光変調層７４は、また、例えば、図３２Ａ，図３２Ｂに示したように、配向膜３３の近傍において、Ｘ軸方向に周期Ｐｈ３、Ｙ軸方向に周期Ｐｈ１、Ｚ軸方向に周期Ｐｖ１の規則的な構造を有している。
【０１５９】
配向膜３３近傍の高分子領域７４Ａは、上述の低分子モノマーを配向膜３３の作用によって配向させた状態で重合化することにより得られた高分子材料によって構成されている。そのため、光変調層７４のうち配向膜３３の近傍において、高分子領域７４Ａと液晶領域７４Ｂとの界面は、配向膜３３の配向方向と直交する方向において密に形成され、配向膜３３の配向方向において疎に形成されている。配向膜３３の配向方向と直交する方向とは、光入射面１０Ａと直交する方向、または透明基板３１の表面と直交する方向を指している。配向膜３３の配向方向と平行な方向とは、光入射面１０Ａと平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向を指している。従って、周期Ｐｈ３，Ｐｖ１は短く、周期Ｐｈ１が長くなっている。
【０１６０】
また、配向膜６５近傍の高分子領域７４Ａは、上述の低分子モノマーを配向膜６５の作用によって配向させた状態で重合化することにより得られた高分子材料によって構成されている。そのため、光変調層７４のうち配向膜６５近傍において、高分子領域７４Ａと液晶領域７４Ｂとの界面は、配向膜６５の配向方向と直交する方向において密に形成され、配向膜６５の配向方向と平行な方向において疎に形成されている。ここで、配向膜６５の配向方向と直交する方向とは、光入射面１０Ａに対して角度θ１で交差する方向（配向方向）と直交する方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向、または、透明基板３１の表面と直交する方向を指している。配向膜６５の配向方向と平行な方向とは、光入射面１０Ａに対して角度θ１で交差する方向（配向方向）と平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向を指している。従って、周期Ｐｈ６，Ｐｖ５は短く、周期Ｐｈ５が長くなっている。ただし、高分子領域７４Ａおよび液晶領域７４Ｂがともに、光入射面１０Ａに対して斜め方向に延在している分だけ、Ｙ軸方向の周期Ｐｈ５が上記実施の形態の周期Ｐｈ１，Ｐｈ１０よりも短くなっており、Ｘ軸方向の周期Ｐｈ６が上記実施の形態の周期Ｐｈ３，Ｐｈ２０よりも長くなっている。
【０１６１】
高分子領域７４Ａの、光変調層７４に占める割合は、例えば、図３３に示したように、光源２０からの距離に拘わらず一定または略一定となっている。その割合は、例えば、５０〜９８重量％であり、好ましくは７５〜９５重量％であり、より好ましくは８５〜９２である。その割合は、例えば、光変調層７４の原料の１つとして用いられる低分子モノマーの重量比や、低分子モノマーに照射する紫外線の強度もしくは積算量などによって調整可能なものである。
【０１６２】
高分子領域７４Ａおよび液晶領域７４Ｂは、電場に対する応答速度が互いに異なっている。高分子領域７４Ａは、電場に対する応答性が相対的に低く、液晶領域７４Ｂは、電場に対する応答性が相対的に高い。高分子領域７４Ａは、高分子材料を含んで構成されている。高分子領域７４Ａは、例えば、電場に対して応答しない筋状構造もしくは多孔質構造となっているか、または液晶領域７４Ｂの応答速度よりも遅い応答速度を有する棒状構造となっている。高分子領域７４Ａは、低分子モノマーを重合化することにより得られた高分子材料によって形成されている。高分子領域７４Ａは、配向膜３３の近傍において、液晶領域７４Ｂの配向方向または配向膜３３の配向方向に沿って配向した、配向性および重合性を有するモノマーを熱および光の少なくとも一方によって重合させることにより形成されている。高分子領域７４Ａは、配向膜６５の近傍において、液晶領域７４Ｂの配向方向または配向膜６５の配向方向に沿って配向した、配向性および重合性を有するモノマーを熱および光の少なくとも一方によって重合させることにより形成されている。配向性および重合性を有するモノマーとしては、上記実施の形態で言及した材料と同一の材料が挙げられる。
【０１６３】
液晶領域７４Ｂは、液晶材料を主に含んで構成されており、高分子領域７４Ａの応答速度よりも十分に早い応答速度を有している。液晶領域７４Ｂ内に含まれる液晶材料（液晶分子）は、例えば棒状分子である。液晶領域７４Ｂ内に含まれる液晶分子として、正の誘電率異方性を有するもの（いわゆるポジ型液晶）を用いることが好ましい。
【０１６４】
電圧無印加時には、液晶領域７４Ｂ内において、液晶分子の長軸の向きは、配向膜３３側から配向膜６５側に向かうにつれて、ねじれの方向に変化している。具体的には、配向膜３３側に位置する液晶領域７４Ｂ内では、液晶分子の長軸は、光入射面１０Ａと平行または略平行となると共に透明基板３１の表面と平行または略平行となっている。一方、配向膜６５側に位置する液晶領域７４Ｂ内では、液晶分子の長軸は、角度θ１の方向（配向方向）と平行または略平行な方向を向いている。電圧印加時には、液晶領域７４Ｂ内において、液晶分子の長軸は、光入射面１０Ａと平行または略平行となると共に透明基板３１の法線と平行または略平行となっている。
【０１６５】
電圧無印加時および電圧印加時に拘わらず、高分子領域７４Ａ内において、高分子の長軸の向きは、配向膜３３側から配向膜６５側に向かうにつれて、ねじれの方向に変化している。具体的には、配向膜３３側に位置する高分子領域７４Ａ内では、高分子の長軸は、光入射面１０Ａと平行または略平行となると共に透明基板３１の表面と平行または略平行となっている。一方、配向膜６５側に位置する高分子領域７４Ａ内では、高分子の長軸は、角度θ１の方向（配向方向）と平行または略平行な方向を向いている。
【０１６６】
（光学異方性）
図３４は、電圧無印加時の、高分子領域７４Ａおよび液晶領域７４Ｂ内の配向状態の一例を模式的に表したものである。図３４中の楕円体１７４Ａは、電圧無印加時の、高分子領域７４Ａの屈折率異方性を示す屈折率楕円体の一例を表したものである。図３４中の楕円体１７４Ｂは、電圧無印加時の、液晶領域７４Ｂの屈折率異方性を示す屈折率楕円体の一例を表したものである。
【０１６７】
図３５は、電圧印加時の、高分子領域７４Ａおよび液晶領域７４Ｂ内の配向状態の一例を模式的に表したものである。図３５中の楕円体１７４Ａは、電圧印加時の、高分子領域７４Ａの屈折率異方性を示す屈折率楕円体の一例を表したものである。図３５中の楕円体１７４Ｂは、電圧印加時の、液晶領域７４Ｂの屈折率異方性を示す屈折率楕円体の一例を表したものである。
【０１６８】
高分子領域７４Ａおよび液晶領域７４Ｂは、例えば、図３４に示したように、電圧無印加時に、高分子領域７４Ａの光軸ＡＸ５（具体的には楕円体１７４Ａの長軸）および液晶領域７４Ｂの光軸ＡＸ６（具体的には楕円体１７４Ｂの長軸）の向きが互いに一致する（平行となる）構成となっている。なお、光軸ＡＸ５，ＡＸ６とは、偏光方向によらず屈折率が１つの値になるような光線の進行方向と平行な線を指している。また、電圧無印加時に、光軸ＡＸ５および光軸ＡＸ６の向きは常に互いに一致している必要はなく、光軸ＡＸ５の向きと光軸ＡＸ６の向きとが、例えば製造誤差などによって多少ずれていてもよい。
【０１６９】
液晶領域７４Ｂでは、光軸ＡＸ６の向きは、電圧無印加時に、配向膜３３側から配向膜６５側に向かうにつれて、ねじれの方向に変化している。具体的には、光軸ＡＸ６は、配向膜３３側において、光入射面１０Ａと平行または略平行となると共に、透明基板３１の表面と平行または略平行となっている。配向膜３３がプレチルト機能を有している場合には、電圧無印加時に、光軸ＡＸ６は、配向膜３３側において、光入射面１０Ａと平行または略平行となると共に、透明基板３１の表面と所定のプレチルト角で交差している。つまり、電圧無印加時に、光軸ＡＸ６は、配向膜３３側において、線状光源と平行または略平行となっている。また、光軸ＡＸ６は、電圧無印加時に、配向膜６５側において、角度θ１の方向（配向方向）と平行または略平行となると共に、透明基板３１の表面と平行または略平行となっている。なお、配向膜６５がプレチルト機能を有している場合には、光軸ＡＸ６は、配向膜６５側において、角度θ１の方向（配向方向）と平行または略平行な方向を向くと共に、透明基板３１の表面と所定のプレチルト角で交差する方向を向いている。つまり、電圧無印加時に、光軸ＡＸ６は、配向膜６５側において、角度θ１の方向（配向方向）と平行または略平行な方向を向いている。
【０１７０】
高分子領域７４Ａでは、光軸ＡＸ５の向きは、電圧印加の有無に拘らず、配向膜３３側から配向膜６５側に向かうにつれて、ねじれの方向に変化している。具体的には、光軸ＡＸ５は、配向膜３３側において、光入射面１０Ａと平行または略平行となると共に、透明基板３１の表面と平行または略平行となっている。つまり、電圧無印加時に、光軸ＡＸ５は、配向膜３３側において、光軸ＡＸ６と平行または略平行となっている。なお、配向膜３３がプレチルト機能を有している場合には、光軸ＡＸ５は、配向膜３３側において、光入射面１０Ａと平行または略平行となると共に、透明基板３１の表面と所定のプレチルト角で交差している。つまり、この場合にも、電圧無印加時には、光軸ＡＸ５は、配向膜３３側において、光軸ＡＸ６と平行または略平行となっている。また、光軸ＡＸ５は、配向膜６５側において、角度θ１の方向（配向方向）と平行または略平行な方向を向いている。つまり、電圧無印加時に、光軸ＡＸ５は、配向膜６５側において、光軸ＡＸ６と平行または略平行となっている。なお、配向膜６５がプレチルト機能を有している場合には、光軸ＡＸ５は、配向膜６５側において、角度θ１の方向（配向方向）と平行または略平行となると共に、透明基板３１の表面と所定のプレチルト角で交差している。つまり、この場合にも、電圧無印加時には、光軸ＡＸ５は、配向膜６５側において、光軸ＡＸ６と平行または略平行となっている。
【０１７１】
高分子領域７４Ａおよび液晶領域７４Ｂの常光屈折率が互いに等しく、かつ高分子領域７４Ａおよび液晶領域７４Ｂの異常光屈折率が互いに等しいことが好ましい。この場合に、例えば、電圧無印加時には、正面方向および斜め方向を含むあらゆる方向において屈折率差がほとんどなく、高い透明性が得られる。これにより、例えば、光源２０からの光は、光変調層７４内で散乱されることなく、光変調層７４を透過する。その結果、例えば、光源２０からの光（斜め方向からの光）は、光変調素子７０内で透明となった領域（透明領域３０Ａ）を伝播し、光変調素子７０と空気との界面において全反射され、透明領域３０Ａの輝度（黒表示の輝度）が、輝度を均一にした場合と比べて下がる。
【０１７２】
また、高分子領域７４Ａおよび液晶領域７４Ｂは、例えば、電圧印加時には、図３５に示したように、光軸ＡＸ５および光軸ＡＸ６の向きが互いに異なる（交差もしくは直交する）構成となっている。具体的には、液晶領域７４Ｂは、電圧印加時に、光軸ＡＸ６が、光入射面１０Ａと平行または略平行となると共に透明基板３１の表面の法線と平行または略平行となる構成となっている。
【０１７３】
したがって、光変調層７４では、電圧印加時には、あらゆる方向において屈折率差が大きくなり、高い散乱性が得られる。これにより、光源２０からの光は、光変調層７４内で散乱される。その結果、例えば、光源２０からの光は、光変調素子７０内で散乱状態となった領域（散乱領域３０Ｂ）で散乱され、その散乱光が直接、導光板１０に入射するか、または反射板４０で反射された後に導光板１０に入射し、導光板１０の上面（光出射面）から出射される。従って、散乱領域３０Ｂの輝度は、輝度を均一にした場合と比べて極めて高くなり、しかも、透明領域３０Ａの輝度が低下した分だけ、部分的な白表示の輝度（輝度突き上げ）が大きくなる。
【０１７４】
角度θ１（例えばラビング角）が６０°以上９０°未満となっている場合には、光源２０の配列に起因する明暗のストライプのコントラストが大幅に低減され、光源２０近傍における輝度ムラをほとんどなくすことができる。なお、光変調層７４の原料に対して、重合性および液晶性を併せ持つ低分子モノマーとして、単官能のモノマーもしくは多官能モノマーを添加するか、または光変調層７４の原料に対して照射する紫外線の強度や積算量を下げて、光変調層７４がＡ＞Ｃ＞ＢおよびＡ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１を満たし易くした場合には、角度θ１（例えばラビング角）の好適な範囲が、３０°以上９０°未満となり得る。また、光変調層７４の原料に対して、重合性および液晶性を併せ持つ低分子モノマーとして、単官能のモノマーもしくは多官能モノマーを添加すると共に、光変調層７４の原料に対して照射する紫外線の強度や積算量を下げて、より一層、光変調層７４がＡ＞Ｃ＞ＢおよびＡ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１を満たし易くした場合には、角度θ１（例えばラビング角）の好適な範囲が、１０°以上９０°未満となり得る。
【０１７５】
なお、高分子領域７４Ａおよび液晶領域７４Ｂの常光屈折率は、例えば製造誤差などによって多少ずれていてもよく、例えば、０．１以下であることが好ましく、０．０５以下であることがより好ましい。また、高分子領域７４Ａおよび液晶領域７４Ｂの異常光屈折率についても、例えば製造誤差などによって多少ずれていてもよく、例えば、０．１以下であることが好ましく、０．０５以下であることがより好ましい。
【０１７６】
また、高分子領域７４Ａの屈折率差（＝異常光屈折率−常光屈折率）や、液晶領域７４Ｂの屈折率差（＝異常光屈折率−常光屈折率）は、できるだけ大きいことが好ましく、０．０５以上であることが好ましく、０．１以上であることがより好ましく、０．１５以上であることがさらに好ましい。これは、高分子領域７４Ａおよび液晶領域７４Ｂの屈折率差が大きい場合には、光変調層７４の散乱能が高くなり、導光条件を容易に破壊することができ、導光板１０からの光を取り出しやすいからである。
【０１７７】
（異方性散乱）
次に、本実施の形態における異方性散乱について説明する。本実施の形態において、異方性散乱は、（ａ）散乱領域３０Ｂにおける、高分子領域７４Ａと液晶領域７４Ｂとの界面（散乱界面）の存在確率の不均一性と、（ｂ）散乱領域３０Ｂにおける複屈折性とに起因して生じている。そこで、以下では、散乱領域３０Ｂにおける散乱界面の存在確率の不均一性と、散乱領域３０Ｂにおける複屈折性とについて詳細に説明する。
【０１７８】
---散乱界面の存在確率の不均一性---
散乱領域３０Ｂのうち配向膜３３側の部分では、高分子領域７４Ａと液晶領域７４Ｂとの界面は、配向膜３３の配向方向と直交する方向において密に形成され、配向膜３３の配向方向と平行な方向において疎に形成されている。配向膜３３の配向方向と直交する方向とは、第１の方向または第３の方向を指している。配向膜３３の配向方向と平行な方向とは、第２の方向を指している。
【０１７９】
散乱領域３０Ｂのうち配向膜６５側の部分では、高分子領域７４Ａと液晶領域７４Ｂとの界面は、配向膜６５の配向方向と直交する方向において密に形成され、配向膜６５の配向方向と平行な方向において疎に形成されている。配向膜６５の配向方向と直交する方向とは、光入射面１０Ａに対して角度θ１で交差する方向（配向方向）と直交する方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向、または、第３の方向を指している。配向膜６５の配向方向と平行な方向とは、光入射面１０Ａに対して角度θ１で交差する方向（配向方向）と平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向を指している。
【０１８０】
散乱領域３０Ｂのうち配向膜３３側の部分を、第１の方向に伝播する光は、高分子領域７４Ａにおける筋状構造の短軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期で界面に入射するので、大きく散乱される。一方、散乱領域３０Ｂのうち配向膜３３側の部分を、第２の方向に伝播する光は、高分子領域７４Ａにおける筋状構造の長軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期で界面に入射するので、あまり散乱されない。
【０１８１】
散乱領域３０Ｂのうち配向膜６５側の部分を第１の方向に伝播する光は、高分子領域７４Ａにおける筋状構造の短軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期と、高分子領域７４Ａにおける筋状構造の長軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期との間の周期で界面に入射する。そのため、この光の散乱は、散乱領域３０Ｂのうち配向膜６５側の部分を，高分子領域７４Ａにおける筋状構造の短軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期で界面に入射するときの光の散乱よりも小さい。
【０１８２】
散乱領域３０Ｂのうち配向膜６５側の部分を第１の方向に伝播する光は、高分子領域７４Ａにおける筋状構造の短軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期と、高分子領域７４Ａにおける筋状構造の長軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期との間の周期で界面に入射する。そのため、この光の散乱は、散乱領域３０Ｂのうち配向膜６５側の部分を，高分子領域７４Ａにおける筋状構造の短軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期で界面に入射するときの光の散乱よりも小さい。
【０１８３】
なお、散乱領域３０Ｂのうち配向膜６５側の部分を第１の方向に伝播する光の散乱と、散乱領域３０Ｂのうち配向膜６５側の部分を第２の方向に伝播する光の散乱との大小関係は、それらの光の進行方向における、高分子領域７４Ａと液晶領域７４Ｂとの界面の周期の大小関係に依る。
【０１８４】
---複屈折性---
散乱領域３０Ｂのうち配向膜３３側の部分を第１の方向に伝播する光は、高分子領域７４Ａにおける筋状構造の短軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期で、液晶領域７４Ｂの異常光屈折率と高分子領域７４Ａの常光屈折率との差、および液晶領域７４Ｂの常光屈折率と高分子領域７４Ａの異常光屈折率との差を感じながら伝播する。そのため、散乱領域３０Ｂのうち配向膜３３側の部分を第１の方向に伝播する光の散乱は、大きく散乱される。
【０１８５】
散乱領域３０Ｂのうち配向膜３３側の部分を第２の方向に伝播する光は、高分子領域７４Ａにおける筋状構造の長軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期で、液晶領域７４Ｂの異常光屈折率と高分子領域７４Ａの常光屈折率との差だけを感じながら伝播する。その結果、散乱領域３０Ｂのうち配向膜３３側の部分では第２の方向に伝播する光は、あまり散乱されない。
【０１８６】
散乱領域３０Ｂのうち配向膜６５側の部分を第１の方向に伝播する光は、高分子領域７４Ａにおける筋状構造の短軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期と、高分子領域７４Ａにおける筋状構造の長軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期との間の周期で、液晶領域７４Ｂの異常光屈折率と高分子領域７４Ａの常光屈折率との差、および液晶領域７４Ｂの常光屈折率と高分子領域７４Ａの異常光屈折率との差を感じながら伝播する。そのため、散乱領域３０Ｂのうち配向膜６５側の部分を第１の方向に伝播する光の散乱は、散乱領域３０Ｂのうち配向膜６５側の部分を、光入射面１０Ａに対して角度θ１で交差する方向（配向方向）であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向に伝播する光の散乱よりも小さい。
【０１８７】
散乱領域３０Ｂのうち配向膜６５側を、光入射面１０Ａと平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向に伝播する光は、高分子領域７４Ａにおける筋状構造の短軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期と、高分子領域７４Ａにおける筋状構造の長軸方向の平均的な筋状組織サイズの周期との間の周期で、液晶領域７４Ｂの異常光屈折率と高分子領域７４Ａの常光屈折率との差、および液晶領域７４Ｂの常光屈折率と高分子領域７４Ａの異常光屈折率との差を感じながら伝播する。そのため、散乱領域３０Ｂのうち配向膜６５側を、光入射面１０Ａと平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向に伝播する光の散乱は、散乱領域３０Ｂのうち配向膜６５側を、光入射面１０Ａに対して角度θ１で交差する方向（配向方向）であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向に伝播する光の散乱よりも小さい。
【０１８８】
ここで、角度θ１が４５°より大きく９０°未満となっている場合、光入射面１０Ａと直交する方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向における、高分子領域７４Ａと液晶領域７４Ｂとの界面の周期が、光入射面１０Ａと平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向における、高分子領域７４Ａと液晶領域７４Ｂとの界面の周期よりも長くなる。そのため、この場合には、散乱領域３０Ｂを、光入射面１０Ａと直交する方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向に伝播する光の散乱は、散乱領域３０Ｂを、光入射面１０Ａと平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向に伝播する光の散乱よりも小さくなる。
【０１８９】
また、角度θ１が０°より大きく４５°より小さい場合、光入射面１０Ａと直交する方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向における、高分子領域７４Ａと液晶領域７４Ｂとの界面の周期が、光入射面１０Ａと平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向における、高分子領域７４Ａと液晶領域７４Ｂとの界面の周期よりも短くなる。そのため、この場合には、散乱領域３０Ｂを、光入射面１０Ａと直交する方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向に伝播する光の散乱は、散乱領域３０Ｂを、光入射面１０Ａと平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向に伝播する光の散乱よりも大きくなる。
【０１９０】
つまり、光変調層７４は、角度θ１が４５°より大きく９０°未満となっている場合、光入射面１０Ａと直交する方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向に伝播する光に対する散乱の方が、光入射面１０Ａと平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向に伝播する光に対する散乱よりも小さな異方性散乱を示す構成となっている。また、光変調層７４は、角度θ１が０°より大きく４５°より小さい場合、光入射面１０Ａと直交する方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向に伝播する光に対する散乱の方が、光入射面１０Ａと平行な方向であって、かつ透明基板３１の表面と平行な方向に伝播する光に対する散乱よりも大きい異方性散乱を示す構成となっている。
【０１９１】
次に、異方性散乱の大きさについて説明する。
【０１９２】
散乱の異方性の大きさは、第１の方向（Ｘ軸方向）に伝播する光に対する散乱の大きさ、第２の方向（Ｙ軸方向）に伝播する光に対する散乱の大きさ、および第３の方向（Ｚ軸方向）に伝播する光に対する散乱の大きさの３軸間の商を指している。ここで、３軸間の商は、具体的には、以下の３つ（(Ａ)〜（Ｃ））の総和を指している。３軸間の商が大きい場合には、散乱の異方性が大きく、３軸間の商が小さい場合には、散乱の異方性が小さい。なお、以下の（Ａ）〜（Ｃ）は、分子の値が分母の値よりも大きくなっていることを前提としている。したがって、分子の値が分母の値よりも小さくなっている事例では、以下の（Ａ）〜（Ｃ）において分子と分母を互いに入れ替えることが好ましい。
【０１９３】
（Ａ）（第１の方向に伝播する光に対する散乱の大きさ）／（第２の方向に伝播する光に対する散乱の大きさ）
（Ｂ）（第３の方向に伝播する光に対する散乱の大きさ）／（第２の方向に伝播する光に対する散乱の大きさ）
（Ｃ）（第１の方向に伝播する光に対する散乱の大きさ）／（第３の方向に伝播する光に対する散乱の大きさ）
【０１９４】
散乱の異方性の大きさは、（ａ）散乱領域３０Ｂにおける、高分子領域７４Ａと液晶領域７４Ｂとの界面（散乱界面）の存在確率の不均一性と、（ｂ）散乱領域３０Ｂにおける複屈折性とによって決まる。散乱の異方性の大きさでは、上記の（ａ）の要素が支配的である。それは、散乱界面の存在確率を考えたときに、理想的には第２の方向には同じ媒体が続いているので第２の方向には散乱せず、第１の方向および第３の方向のみで散乱するからである。このとき、机上では、第２の方向の散乱はゼロとなるので、第２の方向と、第１の方向および第３の方向との散乱比は無限大になる。一方、複屈折性を考えたときに、第１の方向では２つの偏光成分が散乱するが、第２の方向および第３の方向では１つの偏光成分しか散乱しない。このとき、第１の方向と、第２の方向および第３の方向との散乱比は、高々２倍にしかならない。従って、散乱の異方性の大きさでは、上記の（ａ）の要素が支配的となる。そこで、以下では、散乱界面の存在確率と、散乱の異方性の大きさとの関係について説明し、複屈折性と、散乱の異方性の大きさとの関係についての説明は割愛する。
【０１９５】
散乱の異方性の大きさは、光変調層７４における第１の方向の周期、光変調層７４における第２の方向の周期、および光変調層７４における第３の方向の周期の３軸間の商に対応している。ここで、３軸間の商は、具体的には、以下の３つ（(Ｄ)〜（Ｆ））の総和を指している。なお、以下の(Ｄ)〜（Ｆ）は、分子の値が分母の値よりも大きくなっていることを前提としている。したがって、分子の値が分母の値よりも小さくなっている事例では、以下の(Ｄ)〜（Ｆ）において分子と分母を互いに入れ替えることが好ましい。
【０１９６】
（Ｄ）（光変調層７４における第２の方向の周期）／（光変調層７４における第１の方向の周期）
（Ｅ）（光変調層７４における第２の方向の周期）／（光変調層７４における第３の方向の周期）
（Ｆ）（光変調層７４における第３の方向の周期）／（光変調層７４における第１の方向の周期）
【０１９７】
散乱領域３０Ｂのうち配向膜３３近傍における散乱の異方性の大きさは、Ｐｈ１／Ｐｈ３＋Ｐｈ１／Ｐｖ１＋Ｐｖ１／Ｐｈ３に対応した値となっている。一方、散乱領域３０Ｂのうち配向膜６５近傍における散乱の異方性の大きさは、Ｐｈ５／Ｐｈ６＋Ｐｈ５／Ｐｖ５＋Ｐｖ５／Ｐｈ６に対応した値となっている。ここで、各周期は、例えば、以下の関係となっている。
Ｐｈ５／Ｐｈ６＜Ｐｈ１／Ｐｈ３＝Ｐｈ１０／Ｐｈ２０
Ｐｈ５／Ｐｖ５＜Ｐｈ１／Ｐｖ１＝Ｐｈ１０／Ｐｖ１０
Ｐｖ５／Ｐｈ６≒Ｐｖ１／Ｐｈ３＝Ｐｖ１０／Ｐｈ２０
このとき、光変調層７４は、当該光変調層７４が散乱性を示すとき、当該光変調層７４の散乱の異方性の大きさ（Ａ／Ｂ）が光変調層１３４の散乱の異方性の大きさ（Ａ１／Ｂ１）よりも小さくなるように形成されていると言える。
【０１９８】
ところで、光変調層７４および光変調層１３４において散乱の異方性が互いに相違しているのは、光変調層７４において、光軸ＡＸ５の向きが光変調層７４の厚さ方向において変化しているからである。具体的には、光変調層７４のうち配向膜６５側の部分の散乱の異方性が、光変調層７４のうち配向膜３３側の部分の散乱の異方性よりも小さくなっているからである。本実施の形態では、光軸ＡＸ５の向きを光変調層７４の厚さ方向において変化させる方法として、配向方向が互いに異なる一組の配向膜３３，６５が用いられている。具体的には、透明基板３１側の配向膜３３として配向方向が０°の水平配向膜が用いられ、透明基板３７側の配向膜６５として、配向方向がθ１（０°＜θ１≦９０°）となっている水平配向膜が用いられている。
【０１９９】
[製造方法] 
なお、光変調層７４および光変調素子７０は、上記実施の形態における光変調層３４および光変調素子３０の製造方法と同様の方法によって製造可能である。すなわち、配向膜３３，６５の配向作用により、混合物４４内の液晶および低分子モノマーを配向させ、その後、紫外線を照射して低分子モノマーを重合させてポリマー化する。これにより、Ａ＞Ｃ＞Ｂ、Ａ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１を満たす光変調層７４を有する光変調素子７０が製造される。
【０２００】
[効果]
次に、照明装置３の効果について説明する。本実施の形態では、光軸ＡＸ５の向きが、配向膜３３側から配向膜６５側に向かうにつれて、ねじれの方向に変化している。これにより、光変調層７４が散乱性を示すとき、光変調層７４における散乱の異方性の大きさ（Ａ／Ｂ）が、光変調層１３４における散乱の異方性の大きさ（Ａ１／Ｂ１）よりも小さくなっている。その結果、光変調層７４内を伝播する光に対する異方性散乱を、光変調層１３４内を伝播する光に対する異方性散乱よりも緩和することができる。ここで、光源２０の配列に起因する明暗のストライプは、第１の散乱と第２の散乱との差が大きいことに起因して起こる。従って、上記の異方性散乱が、光変調層７４全体において緩和されることにより、光源２０の配列に起因する明暗のストライプのコントラストを低減することができる。その結果、輝度の均一性を向上させることができる。
【０２０１】
＜４．変形例＞
[変形例１] 
上記各実施の形態では、光変調素子３０，６０，７０は、導光板１０の背後（下面）に空気層を介さずに密着して接合されていたが、例えば、図３６に示したように、導光板１０の上面に空気層を介さずに密着して接合されていてもよい。また、光変調素子３０，６０，７０は、例えば、図３７に示したように、導光板１０の内部に設けられていてもよい。ただし、この場合でも、光変調素子３０，６０，７０は、導光板１０と空気層を介さずに密着して接合されていることが必要である。
【０２０２】
[変形例２]
上記各実施の形態およびそれらの変形例では、導光板１０が設けられていたが、例えば、図３８に示したように、省略されてもよい。ただし、この場合には、透明基板３１または透明基板３７が導光板１０の役目を果たす。従って、光源２０は、透明基板３１または透明基板３７の側面に配置されることとなる。
【０２０３】
[変形例３]
上記各実施の形態およびそれらの変形例では、反射板４０が設けられていたが、例えば、図３９に示したように、省略されてもよい。この場合には、下側電極３２が、透明な材料ではなく、例えば、金属によって構成されていることが好ましい。下側電極３２が金属によって構成されている場合には、下側電極３２は、反射板４０と同様、導光板１０の背後から光変調素子３０に入射する光を反射する機能も兼ね備えることになる。なお、本変形例において、上記変形例２と同様に、導光板１０が省略されてもよい。
【０２０４】
[変形例４]
上記各実施の形態およびそれらの変形例では、光出射面に何らかの光学シートが設けられていなかったが、例えば、図４０に示したように、光学シート８０（例えば、拡散板、拡散シート、レンズフィルム、偏光分離シートなど）が設けられていてもよい。このようにした場合には、導光板１０から斜め方向に射出した光の一部が正面方向に立ち上がるので、変調比を効果的に向上させることができる。なお、本変形例において、上記変形例２と同様に、導光板１０が省略されてもよい。また、本変形例において、上記変形例３と同様に、反射板４０が省略されてもよい。また、本変形例において、導光板１０および反射板４０が省略されてもよい。
【０２０５】
[変形例５]
上記各実施の形態およびそれらの変形例において、例えば、図４１に示したように、導光板１０、透明基板３１または透明基板３７の端面（光入射面１０Ａ）が、光源２０からの光の発散角を広げる立体形状を有していてもよい。例えば、光入射面１０Ａが、光源２０の配列に対応してシリンドリカル形状、プリズム形状、または凸形状となっていてもよい。光入射面１０Ａが上記のような形状となっていることにより、光変調素子３０，６０，７０に入射した光の発散角を広げることができる。これにより、発散角が広がった分だけ、光変調層３４，６４，７４の散乱の異方性の大きさが小さくなるので、光変調層３４，６４，７４内を伝播する光に対する異方性散乱の作用を緩和することができる。その結果、輝度の均一性を向上させることができる。
【０２０６】
[変形例６]
上記各実施の形態およびそれらの変形例において、例えば、図４２に示したように、光入射面１０Ａと光源２０との間隙を埋め込むマッチングオイル８１（屈折率マッチング用のオイル）が設けられていてもよい。このように、光入射面１０Ａと光源２０との間隙にマッチングオイル８１を設けることにより、光変調素子３０，６０，７０に入射した光の発散角を広げることができる。これにより、発散角が広がった分だけ、光変調層３４，６４，７４の散乱の異方性の大きさが小さくなるので、光変調層３４，６４，７４内を伝播する光に対する異方性散乱の作用を緩和することができる。その結果、輝度の均一性を向上させることができる。
【０２０７】
[変形例７]
上記各実施の形態およびそれらの変形例において、例えば、図４３に示したように、導光板１０、透明基板３１または透明基板３７のうち、少なくとも光源２０近傍の部分に、導光板１０、透明基板３１または透明基板３７とは異なる屈折率の材料で形成されたスペーサ８２が設けられていてもよい。このように、導光板１０、透明基板３１または透明基板３７のうち、少なくとも光源２０近傍の部分にスペーサ８２を設けることにより、導光板１０、透明基板３１または透明基板３７のうち、少なくとも光源２０近傍の部分を伝播する光がスペーサ８２によって屈折したり、散乱したりする。これにより、スペーサ８２による屈折、散乱の分だけ、光変調層３４，６４，７４の散乱の異方性の大きさが小さくなるので、光変調層３４，６４，７４内を伝播する光に対する異方性散乱の作用を緩和することができる。その結果、輝度の均一性を向上させることができる。
【０２０８】
[変形例８]
上記各実施の形態およびそれらの変形例において、光変調層３４，６４，７４が、２官能のモノマー（重合性および液晶性を併せ持つ低分子モノマー）を主原料とし、さらに、単官能のモノマーもしくは多官能のモノマー（重合性および液晶性を併せ持つ低分子モノマー）を添加剤として含む材料を重合させることにより形成されたものであってもよい。また、上記各実施の形態およびそれらの変形例において、光変調層３４，６４，７４が、単官能のモノマーもしくは多官能のモノマー（重合性および液晶性を併せ持つ低分子モノマー）を主原料とする材料を重合させることにより形成されたものであってもよい。
【０２０９】
２官能のモノマーは、架橋密度の向上に寄与するものであり、筋状構造の形成に適した材料である。一方、多官能のモノマーは、２官能モノマーよりもより一層、架橋密度の向上に寄与するものである。多官能のモノマーは、筋状構造よりも複雑な３次元構造の形成に適した材料であり、筋状構造を崩すのに適した添加剤である。また、単官能のモノマーは、架橋密度の低下に寄与するものであり、筋状構造を崩すのに適した添加剤である。従って、光変調層３４，６４，７４の原料として、上述したような材料を用いることにより、光変調層３４，６４，７４の散乱の異方性の大きさが、２官能のモノマーを主原料として形成したものと比べて低くなる。これにより、光変調層３４，６４，７４内を伝播する光に対する異方性散乱の作用をさらに緩和することができる。その結果、輝度の均一性をより向上させることができる。
【０２１０】
[変形例９]
上記各実施の形態およびそれらの変形例において、光変調層３４，６４，７４が、液晶材料と、重合性および液晶性を併せ持つ低分子モノマーとを、これらの重量比が９５：５〜５０：５０の範囲内となるように混合し、その混合物に紫外線を照射して上記低分子モノマーを硬化させることにより形成されたものであってもよい。このように、液晶材料の重量比が従来の重量比（例えば９８％）となるようにして形成されたものと比べて、光変調層３４，６４，７４の散乱の異方性の大きさが小さくなるので、光変調層３４，６４，７４内を伝播する光に対する異方性散乱の作用を緩和することができる。その結果、輝度の均一性をより向上させることができる。
【０２１１】
＜５．第４の実施の形態＞
次に、本技術の第４の実施の形態に係る表示装置４について説明する。本実施の形態の表示装置４は、図４４に示したように、光を変調することにより映像を表示する表示パネル５と、表示パネル５を背後から照明する照明装置１，２，３と、表示パネル５および照明装置１，２，３を駆動する駆動回路（図示せず）とを備えている。
【０２１２】
表示パネル５は、マトリクス状に配置された複数の画素を有しており、複数の画素が画像信号に基づいて駆動されることにより、映像を表示するものである。表示パネル５は、例えば、映像信号に応じて各画素が駆動される透過型の表示パネルであり、液晶層を一対の透明基板で挟み込んだ構造となっている。具体的には、表示パネル５は、照明装置１，２，３と側から順に、偏光子、透明基板、画素電極、配向膜、液晶層、配向膜、共通電極、カラーフィルタ、透明基板および偏光子を有している。
【０２１３】
透明基板は、可視光に対して透明な基板、例えば板ガラスからなる。なお、バックライト２１１側の透明基板には、図示しないが、画素電極に電気的に接続されたＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）および配線などを含むアクティブ型の駆動回路が形成されている。画素電極および共通電極は、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ；Indium Tin Oxide）からなる。画素電極は、透明基板上に２次元配列されたものであり、画素ごとの電極として機能する。他方、共通電極は、カラーフィルタ上に一面に形成されたものであり、各画素電極に対して対向する共通電極として機能する。配向膜は、例えばポリイミドなどの高分子材料からなり、液晶に対して配向処理を行う。
【０２１４】
液晶層は、例えば、ＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モードまたはＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モードの液晶からなり、駆動回路（図示せず）からの印加電圧により、照明装置１，２，３からの出射光の偏光軸の向きを画素ごとに変える機能を有する。なお、液晶の配列を多段階で変えることにより画素ごとの透過軸の向きが多段階で調整される。カラーフィルタは、液晶層を透過してきた光を、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の三原色にそれぞれ色分離したり、または、Ｒ、Ｇ、Ｂおよび白（Ｗ）などの四色にそれぞれ色分離したりするカラーフィルタを、画素電極の配列と対応させて配列したものである。
【０２１５】
偏光子は、光学シャッタの一種であり、ある一定の振動方向の光（偏光）のみを通過させる。なお、偏光子は、透過軸以外の振動方向の光（偏光）を吸収する吸収型の偏光素子であってもよいが、照明装置１，２，３側に反射する反射型の偏光素子であることが輝度向上の観点から好ましい。２枚の偏光子はそれぞれ、偏光軸が互いに９０°異なるように配置されており、これにより照明装置１，２，３からの出射光が液晶層を介して透過し、あるいは遮断されるようになっている。
【０２１６】
ところで、光軸ＡＸ１，ＡＸ３，ＡＸ５は、照明装置１，２，３側の偏光子の透過軸と平行となっていてもよい。特に、より多くの偏光成分を有するバックライト光を出力する照明装置１を用いた場合には、バックライト光の、表示パネル５での利用効率を高くすることができる。
【０２１７】
また、例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
（１）
離間して互いに対向配置された第１透明基板および第２透明基板と、
前記第１透明基板の端面に光を照射する光源と、
前記第１透明基板および前記第２透明基板の間隙に設けられ、かつ電場の大きさに応じて、前記光源からの光に対して散乱性もしくは透明性を示す光変調層と
を備え、
前記光変調層は、光学異方性を有すると共に電場に対する応答性が相対的に高い第１領域と、光学異方性を有すると共に電場に対する応答性が相対的に低い第２領域とを含み、
前記光変調層は、当該光変調層が散乱性を示すとき、以下の式を満たす構成となっている
照明装置。
Ａ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１
Ａ：前記端面と垂直な第１の方向に伝播する光に対する第１の散乱の大きさ
Ｂ：前記端面と平行な方向であって、かつ前記第１透明基板の表面と平行な第２の方向に伝播する光に対する第２の散乱の大きさ
Ａ１：前記第１領域の光軸が前記第１透明基板の法線方向を向くと共に前記第２領域の光軸が前記端面と平行であって、かつ前記第１領域の光軸と直交する方向を向いているときに、前記端面と垂直な方向に伝播する光に対する散乱の大きさ
Ｂ１：前記第１領域の光軸が前記第１透明基板の法線方向を向くと共に前記第２領域の光軸が前記端面と平行であって、かつ前記第１領域の光軸と直交する方向を向いているときに、前記端面と平行な方向であって、かつ前記第１透明基板の表面と平行な方向に伝播する光に対する散乱の大きさ
（２）
前記光変調層を挟み込む第１配向膜および第２配向膜を備え、
前記第１配向膜および前記第２配向膜は、前記光変調層がＡ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１を満たすように形成されたものである
（１）に記載の照明装置。
（３）
前記光変調層を挟み込む第１配向膜および第２配向膜を備え、
前記第１配向膜は、水平配向膜であり、
前記第２配向膜は、垂直配向膜である
（１）に記載の照明装置。
（４）
前記光変調層を挟み込む第１配向膜および第２配向膜を備え、
前記第１配向膜および前記第２配向膜は、ともに、水平配向膜であり、
前記第１配向膜および前記第２配向膜の配向方向は、前記端面と交差する方向を向いている
（１）に記載の照明装置。
（５）
前記第１配向膜および前記第２配向膜の配向方向は、前記端面に対して６０°以上９０°未満となる方向を向いている
（４）に記載の照明装置。
（６）
前記光変調層を挟み込む第１配向膜および第２配向膜を備え、
前記第１配向膜および前記第２配向膜は、ともに、水平配向膜であり、
前記第１配向膜および前記第２配向膜の配向方向は、互いに等しくなっている
（１）に記載の照明装置。
（７）
前記第１配向膜および前記第２配向膜の配向方向は、前記端面に対して６０°以上９０°未満となる方向を向いている
（６）に記載の照明装置。
（８）
前記光変調層を挟み込む第１配向膜および第２配向膜を備え、
前記第１配向膜および前記第２配向膜は、ともに、水平配向膜であり、
前記第１配向膜の配向方向は、前記端面と平行な方向を向いており、
前記第２配向膜の配向方向は、前記端面と交差する方向を向いている
（１）に記載の照明装置。
（９）
前記第２配向膜の配向方向は、前記端面に対して６０°以上９０°未満となる方向を向いている
（８）に記載の照明装置。
（１０）
前記第１領域は、液晶材料を含んで構成され、
前記第２領域は、高分子材料を含んで構成され、
前記第１領域の、前記光変調層に占める割合が、当該光変調層全体において均一となっている
（１）ないし（９）のいずれか１つに記載の照明装置。
（１１）
前記第１領域は、液晶材料を含んで構成され、
前記第２領域は、２官能のモノマーを主原料として含み、かつ単官能もしくは多官能のモノマーを添加剤として含む材料を重合させることにより形成されたものである
（１）ないし（１０）のいずれか１つに記載の照明装置。
（１２）
前記第１領域および前記第２領域は、液晶材料と、重合性および液晶性を併せ持つモノマーとを、これらの重量比が９５：５〜５０：５０の範囲内となるように混合し、その混合物に紫外線を照射して前記モノマーを硬化させることにより形成されたものである
（１）ないし（１１）のいずれか１つに記載の照明装置。
（１３）
前記端面は、前記光源からの光の発散角を広げる立体形状を有している
（１）ないし（１２）のいずれか１つに記載の照明装置。
（１４）
前記端面と前記光源との間隙を埋め込む屈折率マッチング用のオイルを備える
（１）ないし（１２）のいずれか１つに記載の照明装置。
（１５）
前記光変調層内のうち、少なくとも前記端面寄りの領域に、前記光変調層の屈折率とは異なる屈折率の複数のスペーサを備える
（１）ないし（１２）のいずれか１つに記載の照明装置。
（１６）
光を変調することにより映像を表示する表示パネルと、
前記表示パネルを背後から照明する照明装置と、
前記表示パネルおよび前記照明装置を駆動する駆動回路と
を備え、
前記照明装置は、
離間して互いに対向配置された第１透明基板および第２透明基板と、
前記第１透明基板の端面に光を照射する光源と、
前記第１透明基板および前記第２透明基板の間隙に設けられ、かつ電場の大きさに応じて、前記光源からの光に対して散乱性もしくは透明性を示す光変調層と
を有し、
前記光変調層は、光学異方性を有すると共に電場に対する応答性が相対的に高い第１領域と、光学異方性を有すると共に電場に対する応答性が相対的に低い第２領域とを含み、
前記光変調層は、当該光変調層が散乱性を示すとき、以下の式を満たす構成となっている
表示装置。
Ａ／Ｂ＜Ａ１／Ｂ１
Ａ：前記端面と垂直な第１の方向に伝播する光に対する第１の散乱の大きさ
Ｂ：前記端面と平行な方向であって、かつ前記第１透明基板の表面と平行な第２の方向に伝播する光に対する第２の散乱の大きさ
Ａ１：前記第１領域の光軸が前記第１透明基板の法線方向を向くと共に前記第２領域の光軸が前記端面と平行であって、かつ前記第１領域の光軸と直交する方向を向いているときに、前記端面と垂直な方向に伝播する光に対する散乱の大きさ
Ｂ１：前記第１領域の光軸が前記第１透明基板の法線方向を向くと共に前記第２領域の光軸が前記端面と平行であって、かつ前記第１領域の光軸と直交する方向を向いているときに、前記端面と平行な方向であって、かつ前記第１透明基板の表面と平行な方向に伝播する光に対する散乱の大きさ
【符号の説明】
【０２１８】
１，２，３…照明装置、４…表示装置、５…表示パネル、１０…導光板、１０Ａ…光入射面、２０…光源、２０Ａ…映像信号、３０，６０，７０…光変調素子、３０−１…光変調セル、３０Ａ…透明領域、３０Ｂ…散乱領域、３１，３７…透明基板、３２…下側電極、３２Ａ，３６Ａ…部分電極、３２Ｅ…透明導電膜、３３，３５，６４，６５，１３５…配向膜、３４，６４，７４…光変調層、３４Ａ，６４Ａ，７４Ａ，１３４−１…高分子領域、３４Ｂ，６４Ｂ，７４Ｂ，１３４−２…液晶領域、３６…上側電極、３８，８２…スペーサ、３９…シール剤パターン、４０…反射板、４４…混合物、５０…駆動回路、８０…光学シート、１３４Ａ，１３４Ｂ，１３４Ｃ，１３４Ｄ，１６４Ａ，１６４Ｂ，１７４Ａ，１７４Ｂ…屈折率楕円体、ＡＸ１〜ＡＸ６…光軸，Ｌ…光、Ｌ３…紫外線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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